Лазерное медицинское устройство "кристалл"

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к лазерным установкам, и может быть использовано для воздействия лазерным излучением при различных режимах работы лазерных источников в хирургии, при лазерных термовоздействиях, а также в терапии. Устройство содержит блок питания, связанный с ним микропроцессорный блок управления, к которому подключен оптический блок, состоящий из полупроводниковых лазерных источников, излучающих в видимой и инфракрасной областях спектра. Их световоды составляют оптический узел юстировки, сведенный в одно волокно, выполненный в виде плотного цилиндра с полированным концом, к которому подключается сменный волоконно-оптический инструмент со световодом, диаметр которого равен 200-400 мкм. Мощность лазерных источников в видимой области не превышает 5 Вт, а мощность источников, излучающих в инфракрасной области в диапазоне 780-950 нм и 960-1060 нм, не превышает 25 Вт. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства при удобстве его эксплуатации, простоте и экономичности конструкции. 7 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к лазерным установкам, и может быть использовано для воздействия лазерным излучением при различных режимах работы лазерных источников в хирургии, при лазерных термовоздействиях, в терапии и, в том числе, с применением фотосенсибилизаторов (фотодинамической терапии).

Известно лазерное медицинское устройство, содержащее блок питания, микропроцессорный блок управления, полупроводниковые лазерные источники, излучающие в видимой и инфракрасной областях спектра, волоконно-оптический преобразователь и сменный волоконно-оптический инструмент, имеющий световод (RU 2122873 C1 10.12.98).

Однако данное устройство предназначено только для терапевтического лечения различных заболеваний путем облучения требуемой области лазерным излучением на длинах волн 635-670 нм и 810-840 нм и имеет выходную мощность лазерных диодов в видимой области спектра до 20 мВт, а в инфракрасной области - до 99 мВт. Устройство не позволяет использовать разные длины волн и диапазоны инфракрасной области в одном световоде. Излучение выводится на выходной световод диаметром не менее 600 мкм, что не дает возможности проводить гипертермию, коагуляцию и получать фотодинамический эффект.

Технический результат, достигаемый в изобретении, заключается в расширении функциональных возможностей устройства, которое может быть использовано как в фотодинамической терапии и термотерапии, так и в лазерной хирургии при удобстве эксплуатации, простоте и экономичности конструкции.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в лазерном медицинском устройстве, содержащем блок питания, соединенный с микропроцессорным блоком управления, к которому подключен оптический блок, включающий полупроводниковые лазерные источники, излучающие в видимой и инфракрасной областях спектра, световоды от которых, являющиеся составляющими оптического узла юстировки волоконно-оптического преобразователя, сведены в одно волокно, выполненное в виде плотного цилиндра с полированным дистальным торцем, выходом подключенного к сменному волоконно-оптического инструменту, имеющему световод диаметром 200-400 мкм, при этом мощность полупроводниковых лазерных источников, излучающих в видимой области, не превышает 5 Вт, а мощность полупроводниковых лазерных источников, излучающих в инфракрасной области в диапазоне 780-950 нм и 960-1060 нм, не превышает 25 Вт.

Волоконно-оптический преобразователь может содержать градиентную линзу для перефокусировки излучения на световод.

В одном из вариантов выполнения полированный дистальный торец оптического узла юстировки соединен со световодом волоконно-оптического инструмента через оптический разъем.

Микропроцессорный блок управления может быть выполнен с возможностью обеспечения как раздельной, так и совместной работы лазерных источников в различных режимах.

В предпочтительном варианте исполнения в оптическом блоке использованы лазерные источники, излучающие в видимой области в диапазоне 510-580 нм и/или 625-695 нм.

Целесообразно, чтобы лазерные источники были смонтированы на металлическом радиаторе с возможностью воздушного охлаждения одним или несколькими компактными элекровентиляторами.

Световод сменного волоконно-оптического инструмента может быть снабжен функциональными насадками.

В предпочтительном варианте выполнения блоки устройства размещены в едином компактном корпусе, на лицевой панели которого размещены индикаторы режимов облучения, в том числе индикатор выбора номера каналов, индикатор режима работы, индикатор мощности, индикатор дозы, индикатор времени работы, индикатор длительности импульса, индикатор интервалов между импульсами, индикатор включения лазерного излучения, счетчик импульсов, индикатор исправности, а также средства установки параметров излучения: кнопка установки каналов, кнопки переключения режимов, кнопки ввода, кнопки установки мощности, кнопки установки длительности импульсов, кнопки установки интервала между импульсами, кнопки "пуск" и "стоп", которые дублируются дистанционно при помощи педали.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена принципиальная блок-схема лазерного медицинского устройства.

Устройство содержит блок питания 1, связанный с ним микропроцессорный блок управления 2, состоящий из формирователя сигналов 3 и драйверов 4-9, к которому подключен оптический блок 10 с полупроводниковыми лазерными источниками 11-16. В качестве лазерных источников могут быть использованы отдельные диоды или матрицы, и/или лазерные системы с диодной накачкой с различными длинами волн. Управление осуществляется при помощи блока управления 17 и контролируется блоком индикации 18. Излучение лазерных источников с помощью волоконно-оптического преобразователя 19 сводится воедино в одно волокно и подается на выход, непосредственно к которому подключается сменный волоконно-оптический инструмент 20, имеющий световод диаметром 200-400 мкм. Сменный волоконно-оптический инструмент позволяет производить облучение и удаление тканей дистанционным (бесконтактным), контактным, эндоскопическим и интероперационным способами. Полупроводниковые лазерные диоды излучают на длинах волн 510-580 нм; 625-695 нм; 780-950 нм; 960-1060 нм, что соответствует видимой и инфракрасной областям спектра.

Микропроцессорный блок управления собран на программируемых логических интегральных микросхемах (ПЛИС) "ALTERA" и соединен через оптронную развязку с драйвером. Драйвер содержит цифроаналоговый преобразователь и регулятор, собранный на полевых транзисторах, состоит из усилителя мощности, стабилизатора тока и цепи обратной связи, стабилизирующей выходную мощность или длину волны. Программное обеспечение позволяет задавать режим управления лазером как фиксированный, так и изменяемый самим пользователем.

Максимальная мощность на выходе световода в непрерывном режиме или амплитуда импульса: 510-580 нм - 3 Вт 625-695 нм - 5 Вт 780-950 нм - 25 Вт 960-1060 нм - 25 Вт диаметр рабочего световода 200-400 мкм тип оптического разъема SMA Общие характеристики: Дискретность установки средней мощности и амплитуды импульса для инфракрасного излучения 100 мВт для видимого излучения 10 мВт
длительность импульса 1-1000 м/сек
дискретность установки длительности импульса 1 м/сек
интервал между импульсами 1-300 м/сек
дискретность установки интервала между импульсами 1 м/сек
диапазон времени облучения 1-60 мин
дискретность установки времени облучения 1 мин
питание 220 вольт, 50 Гц
Блоки устройства размещены в едином компактном корпусе, на лицевой панели которого размещены индикаторы режимов облучения, в том числе индикатор выбора номера каналов, индикатор режима работы, индикатор мощности, индикатор дозы, индикатор времени работы, индикатор длительности импульса, индикатор интервалов между импульсами, индикатор включения лазерного излучения, счетчик импульсов, индикатор исправности и средства установки параметров излучения: кнопка установки каналов, кнопки переключения режимов, кнопки ввода, кнопки установки мощности, кнопки установки длительности импульсов, кнопки установки интервала между импульсами, кнопки "Пуск" и "Стоп", которые дублируются дистанционно при помощи педали. Все вышеперечисленные кнопки и индикаторы связаны с соответствующими элементами микропроцессорного блока управления.

Устройство работает следующим образом. После подключения питания оператор устанавливает с помощью соответствующих кнопок выбранные параметры излучения, после чего нажатием на кнопку "Пуск" или педаль начинает сеанс воздействия (лечения), при необходимости (например, при переходе к работе с более кровонаполненными тканями) оператор может быстро изменить параметры излучения, предварительно опустив педаль или нажав на кнопку "Стоп". Устройство оснащено излучателями видимого диапазона волн и позволяет визуализировать зону воздействия, что необходимо при работе с инфракрасным излучением.

Наличие вышеперечисленных характеристик позволяет проводить с помощью устройства широкий круг воздействий, используемых в современной медицине, что позволяет уменьшить число используемых аппаратов и увеличить полезную площадь помещений.

Использование оптического узла юстировки излучения от полупроводниковых лазерных источников в одно волокно с использованием световода диаметром 200-400 мкм позволяет получать высокую плотность мощности на выходе сменного волоконно-оптического инструмента, необходимую в хирургии, при относительно невысокой мощности лазерных источников, что обеспечивает низкую стоимость аппарата. За счет оптимизации параметров увеличивается скорость проведения процедур, уменьшается время, необходимое для проведения операции, уменьшается травматизация подлежащих и окружающих тканей, а также появляется целый ряд новых возможностей по комбинированным (попеременным) и сочетанным воздействиям. Использование сменного волоконно-оптического инструмента позволяет использовать аппарат в дерматологии, онкологии, гинекологии, урологии, гастроэнтерологии, офтальмологии, пульмонологии, общей хирургии, травматологии, стоматологии и проводить фотодинамическую терапию.

Формула изобретения

1. Лазерное медицинское устройство, содержащее блок питания, соединенный с микропроцессорным блоком управления, к которому подключен оптический блок, включающий полупроводниковые лазерные источники, излучающие в видимой и инфракрасной областях спектра, световоды от которых, являющиеся составляющими оптического узла юстировки волоконно-оптического преобразователя, сведены в одно волокно, выполненное в виде плотного цилиндра с полированным дистальным торцем, выходом подключенного к сменному волоконно-оптическому инструменту, имеющему световод диаметром 200-400 мкм, при этом мощность полупроводниковых лазерных источников, излучающих в видимой области, не превышает 5 Вт, а мощность полупроводниковых лазерных источников, излучающих в инфракрасной области в диапазоне 780-950 нм и 960-1060 нм, не превышает 25 Вт.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что волоконно-оптический преобразователь содержит градиентную линзу для перефокусировки излучения на световод.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полированный дистальный торец оптического узла юстировки соединен со световодом волоконно-оптического инструмента через оптический разъем.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что микропроцессорный блок управления выполнен с возможностью обеспечения как раздельной, так и совместной работы лазерных источников в различных режимах.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что в оптическом блоке использованы лазерные источники, излучающие в видимой области в диапазоне 510-580 и/или 625-695 нм.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что лазерные источники смонтированы на металлическом радиаторе с возможностью воздушного охлаждения одним или несколькими компактными электровентиляторами.

7. Устройство по любому из п.1-6, отличающееся тем, что световод сменного волоконно-оптического инструмента снабжен функциональными насадками.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что блоки устройства размещены в едином компактном корпусе, на лицевой панели которого размещены индикаторы режимов облучения, в том числе индикатор выбора номера каналов, индикатор режима работы, индикатор мощности, индикатор дозы, индикатор времени работы, индикатор длительности импульса, индикатор интервалов между импульсами, индикатор включения лазерного излучения, счетчик импульсов, индикатор исправности, а также средства установки параметров излучения: кнопка установки каналов, кнопки переключения режимов, кнопки ввода, кнопки установки мощности, кнопки установки длительности импульсов, кнопки установки интервала между импульсами, кнопки "Пуск" и "Стоп", которые дублируются дистанционно при помощи педали.

РИСУНКИ

Рисунок 1