一種2微米光纖激光手術(shù)刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于激光手術(shù)設(shè)備，具體涉及一種2微米光纖激光手術(shù)刀。
【背景技術(shù)】
[0002]激光對(duì)生物體組織的相互作用是醫(yī)學(xué)應(yīng)用的物理基礎(chǔ)，激光的熱效應(yīng)是醫(yī)學(xué)上使用最廣泛而且最早被人們認(rèn)識(shí)的激光組織效應(yīng)之一。激光入射生物體組織，在光穿透深度范圍內(nèi)，被吸收的光能轉(zhuǎn)換成熱量。當(dāng)加熱速度(熱能來(lái)自激光照射，與激光強(qiáng)度和組織吸收系數(shù)兩個(gè)因素有關(guān))遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蒸發(fā)組織所需熱量的速度，則組織被很快汽化消融。因此，若光穿透深度過(guò)大(吸收系數(shù)過(guò)小)，光能分散到空間，對(duì)氣化不利。如Nd:YAG(摻釹釔鋁石榴石晶體)激光器不適用于軟組織的汽化，就是這個(gè)原因所致。
[0003]目前，在各類成熟和應(yīng)用較廣的激光治療、手術(shù)設(shè)備中，主要有準(zhǔn)分子激光、10.6微米CO2激光、1.064微米Nd: YAG (摻釹釔鋁石榴石晶體)激光、532納米綠激光(KTP倍頻)、Ho:YAG(摻鈥釔鋁石榴石晶體)激光等，這些激光手術(shù)設(shè)備均采用非光纖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。除開(kāi)波長(zhǎng)為193納米的超紫外準(zhǔn)分子激光，激光的能量幾乎完全被角膜上皮細(xì)胞和基質(zhì)吸收，專用于眼科手術(shù)外。對(duì)于皮膚科、耳鼻喉科、泌尿外科等軟組織手術(shù)而言，上述激光或多或少地存在不足。Nd: YAG(摻釹釔鋁石榴石晶體)激光、綠激光(KTP倍頻)的軟組織氣化切割能力不足，盡管HckYAG(摻鈥釔鋁石榴石晶體)激光出光也在2微米波段，但其激光輸出為脈沖式，手術(shù)是通過(guò)撕裂軟組織方式實(shí)現(xiàn)的。因此脈沖工作方式的Ho:YAG激光目前主要用來(lái)切除和燒蝕軟骨以及其它硬的鈣化的組織，不適合皮膚科、耳鼻喉科、泌尿外科等眾多軟組織去除的臨床應(yīng)用領(lǐng)域。而且Ho3+ (鈥離子)的吸收范圍內(nèi)缺乏高效的泵浦源，激光很難放大到高功率；而且，HckYAG激光采用脈沖燈泵浦，增益介質(zhì)為棒狀或盤片狀晶體，導(dǎo)致其體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在系統(tǒng)穩(wěn)定性和維護(hù)性較差的不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種光束質(zhì)量好、連續(xù)、穩(wěn)定、成本低的2微米光纖激光手術(shù)刀，其手術(shù)對(duì)皮膚組織穿透能力淺，損傷小。
[0005]本實(shí)用新型提供的2微米光纖激光手術(shù)刀，包括激光手術(shù)刀頭和與激光手術(shù)刀頭連接并向激光手術(shù)刀頭輸出2微米波段連續(xù)波激光的光纖激光器。
[0006]所述光纖激光器包括種子激光器、隔離器、放大器、制冷器，所述激光器通過(guò)所述隔離器與放大器連接，所述激光手術(shù)刀頭與所述放大器連接，所述種子激光器產(chǎn)生的種子激光經(jīng)隔離器后注入所述放大器；所述2微米波段連續(xù)波激光由所述種子激光器產(chǎn)生，經(jīng)所述隔離器、放大器向所述激光手術(shù)刀頭輸出；所述種子激光器、隔離器、放大器產(chǎn)生的熱量由所述制冷器散熱。
[0007]所述種子激光器包括若干第一泵浦源半導(dǎo)體激光器、第一泵浦親合器、光纖光柵、第一增益光纖，所述光纖光柵采用兩個(gè)與所述第一增益光纖構(gòu)成線性腔結(jié)構(gòu)的諧振腔，所述第一泵浦源半導(dǎo)體激光器通過(guò)第一泵浦耦合器與所述第一增益光纖連接。
[0008]所述放大器包括若干個(gè)第二泵浦源半導(dǎo)體激光器、第二泵浦耦合器和第二增益光纖，所述第二泵浦源半導(dǎo)體激光器通過(guò)第二泵浦耦合器和第二增益光纖連接。
[0009]所述種子激光器采用線性腔結(jié)構(gòu)，由一對(duì)中心波長(zhǎng)為2微米的光纖光柵(FBG)與摻雜光纖熔接而成。
[0010]所述第一、第二增益光纖均為雙包層結(jié)構(gòu)的大模場(chǎng)摻銩光纖。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于從生物學(xué)角度出發(fā)，經(jīng)過(guò)大量生物作用實(shí)驗(yàn)研宄，選擇了 2微米波段連續(xù)波激光用于手術(shù)。實(shí)驗(yàn)采用新鮮、成年、健康的新西蘭兔口腔黏膜，隨機(jī)分成兩組。用CO2激光、2微米波段連續(xù)摻銩(Tm)光纖激光，采取不同的功率及不同的作用時(shí)間，作用于離體新西蘭兔的口腔黏膜，中性甲醛溶液固定組織，制作組織切片，智能生物顯微鏡拍照，Adobe Photoshop CS6系統(tǒng)測(cè)量氣化指標(biāo)最大氣化面積、最大氣化寬、最大氣化和熱損傷的指標(biāo)(最大熱損傷面積、最大熱損傷寬、最大熱損傷深)。進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到兩者統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差別和對(duì)比。2微米波段連續(xù)摻銩光纖激光的氣化寬(p=0.0038)及最大氣化面積(p〈0.0001)與CO2激光的有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，并且均值較CO 2激光的大。微米波段連續(xù)摻銩光纖激光能量密度與最大氣化面積(r=0.80249，p〈0.0001)、最大氣化寬(r=0.8708，ρ=〈0.0001)、最大氣化深(r=0.62895，p=0.0039)、最大熱損傷面積(r=0.82281，ρ=〈0.0001)、最大熱損傷寬(r=0.73385，p=0.0003)、最大熱損傷深(r=0.76729，p=0.0001)呈正相關(guān)，與CO2激光器的各個(gè)測(cè)量指標(biāo)與能量密度相關(guān)性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均小于0.05)，且相關(guān)性大。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本實(shí)用新型比CO2激光氣化效率高，熱損傷無(wú)明顯差別?？偟膩?lái)說(shuō)0)2激光消融組織時(shí)，其瞬間升溫能力不如本實(shí)用新型，且擊穿黏膜的功率密度高。
[0013]本實(shí)用新型采用2微米波段連續(xù)波激光作為手術(shù)刀，將CO2激光的切割切除功能和Nd: YAG (摻釹釔鋁石榴石晶體)激光器的止血效果集于一身，同時(shí)由于該波段激光對(duì)皮膚組織的穿透能力淺使得損傷組織小，非常適合應(yīng)用于微創(chuàng)手術(shù)。加之2微米波段處在水的吸收峰，是人眼安全波段激光，在操作安全和環(huán)境安全兩方面具有優(yōu)勢(shì)。
[0014]本實(shí)用新型產(chǎn)生激光的激光器、激光器至病患手術(shù)部位的傳導(dǎo)光路，所用核心部件都采用光纖，功率可調(diào)范圍從數(shù)瓦至上千瓦，效率高、光束質(zhì)量好、連續(xù)、穩(wěn)定，其連續(xù)波、大功率的2微米光纖激光能實(shí)現(xiàn)“汽化”+ “切割”，在組織中的穿透深度僅0.3毫米，去除增生組織后留下的凝固層只有I毫米。本實(shí)用新型輸出的2微米波段連續(xù)波激光在軟組織和水中有相似的吸收特性，不同于現(xiàn)有脈沖式Ho:YAG激