前列腺激光切除用双波长高功率手术仪制造技术

本实用新型专利技术涉及用连续泵浦的声光调Q的固体可见光激光和半导体近红外激光联合治疗人体软组织领域，具体是高功率激光前列腺切除术领域中的前列腺激光切除用双波长高功率手术仪，其特征在于激光头包括可输出绿色可见光束的固体激光器和可输出近红外激光光束的半导体激光器，绿色激光束和近红外光束经非球面透镜耦合芯径为400‑800微米的手术光纤中，所述固体激光器内含有至少2个声场方向互为垂直交叉声光Q‑开关和至少一个激光非线性二倍频晶体，所述半导体激光器的输出光纤的光束参数乘积小于手术光纤的光束参数乘积，具有安全性好、操作方便对医师技能要求低等优点。

【技术实现步骤摘要】
前列腺激光切除用双波长高功率手术仪
本技术涉及用连续泵浦的声光调Q的固体可见光激光和半导体近红外激光联合治疗人体软组织领域，具体是高功率激光前列腺切除术领域中的前列腺激光切除用双波长高功率手术仪。
技术介绍
良性前列腺增生症（BPH）会导致尿频，尿痛和尿潴留。经尿道外科电切除阻塞的前列腺组织一直是泌尿外科治疗BPH的“金标准”。虽然经尿道做前列腺切除（TURP）是一种微创外科手术，但主要由于失血多，并会伴有显著的并发症。激光技术对这一常见的失血问题的解决提供一种可行的治疗方案。在过去很多年中，泌尿外科医生和激光工作者用不同种类的激光器治疗BPH，以期发现一种和TURP治疗效果类似或更好治疗方法。激光前列腺切除的效果，直接取决于诸多因素，包括激光波长、功率、持续时间和手术技术。近红外激光波长1064nm的Nd:YAG激光在20世纪90年代初期就开始用于前列腺增生症的治疗。1064nm近红外激光主要是被细胞蛋白质所吸收。由于吸收率不高，近红外激光渗入组织大约7mm左右。因为受影响的组织的面积相对来说大一些，所以加热进行的缓慢，随之而来的是被激光照射的组织和其周围有凝固现象，可激光蒸发增生症的前列腺组织的效果并不明显。Nd:YAG激光凝固前列腺切除术，对由于BPH（良性前列腺增生症）引起的膀胱出口阻塞，是一种有效的治疗方法，它的效果可以与前列腺经尿道电切除的效果相比美。它不像TURP，Nd:YAG激光手术过程中几乎不流血，而且也没有冲洗液吸收现象，因而Nd:YAG激光前列腺切除手术的风险便大大降低了。但不幸的是，用Nd:YAG激光前列腺切除术的病人，经常要经受数周的排尿困难。波长为2140nm高功率（60-150W）Ho:YAG钬激光和波长为2微米的Tm:YAG铥激光能有效地被水吸收，其去除组织的效力比用Nd:YAG激光好。Ho:YAG激光和Tm:YAG铥激光前列腺切除手术也是一种经尿道切除的过程。组织渗入深度浅，但止血差。对钬激光前列腺切除术，组织切除效果很强，而组织凝固和止血功能差，手术技难于掌握。Ho:YAG钬激光或Tm:YAG铥激光前列腺切除手术操作时间比标准的经尿道切除的时间要长一些，有时伴有并发症，住院时间长达数日。美国专利（专利号US6,554,824）用的一种倍频Nd:YAG激光，既通常叫做KTP的激光，切除良性前列腺增生组织。血红蛋白对532nm波长的绿激光有很强的吸收作用（吸收系数>200cm-1），但水对绿光几乎是透明的。当高功率KTP绿激光通过光纤传导并经过尿道照在前列腺上时，血红蛋白对绿激光强吸收率使有约仅1~2mm厚的前列腺组织吸收了几乎所有的激光能量，使那里的温度很快上升至300℃以上。高温蒸发细胞中的水份，继而蒸发了前列腺组织。由于绿激光吸收层浅，相应的凝固层也就浅，因而止血作用就没有近红外激光波长1064nm的Nd:YAG激光的止血作用好。为了能获得不出血的良好的外科手术效果，麦来客（Malek）等人曾发表文章指出，在两个病人在用了KTP激光蒸发前列腺组织后，用1064nmNd:YAG激光来止血。为了达到较高的绿激光吸收率，美国专利6,554,824强调激光必须以巨脉冲模式操作，脉冲宽度要在0.1和500毫秒之间，脉冲频率在1和500Hz之间。中国专利（CN101015474B）描述了使用半导体激光泵浦的高功率LBO绿激光用于软组织汽化切除的方法和仪器。该专利技术了利用高阶横模的激光设计，使得腔内光束在固体增益介质处的直径至少是TEMoo模时光束直径的5倍，并产生的激光横模数量超过10。该技术的优点是，绿激光产生的光电效率和整机效率比较高，但缺点是该方法和仪器只能生成一个波长的激光，即只有532nm的绿激光。绿激光为可见光，在手术中的止血作用不如近红外激光好。当术中出血较大时，不得不停止绿激光手术，换传统电切的方式止血，或使用近红外激光止血。中国技术专利CN102695468B描述了使用红外激光通过消融和凝固的方式手术治疗前列腺增生症。该专利技术了利用半导体激光，尤其是红外激光，即该专利中的900-2000nm的激光。就激光和软组织的作用原理我们知道，红外激光的汽化切除效果弱，但凝固和消融的效果不错，止血效果好，术中几乎没有出血。但缺点是，这种激光在用于前列腺增生的临床手术后发现，因为凝固层太厚导致术后刺激症状明显，几周的还会发生凝固层脱落堵塞尿道的并发症。当细胞组织中的温度上升超过60℃时，蛋白质就会发生称之为“凝固”的变性作用。当温度超过100℃时，细胞内部的水份就开始沸腾和蒸发，细胞组织和水份都被蒸发掉。在用激光照射并蒸发的结果是，细胞组织被激光和沸腾的水打成碎片后，从原组织处剥离。对于前列腺激光切除术而言，波长在800-1100nm之间的近红外激光对凝固作用和无血手术无疑是很好的，而532nm绿激光对激光蒸发和剥离证明很有效的。把波长在800-1100nm之间的近红外激光和波长为532nm的可见激光两者的优势来进行前列腺激光切除手术，就需要提供一种方式和仪器来同时利用这两种波长的激光既能高效地蒸发前列腺，也能最大限度地避免手术中可能的出血。中国技术专利CN201108497Y描述了一种双波长激光治疗前列腺增生设备。虽然该专利指出了可使用绿激光和红外激光经合束后形成双波长激光，并耦合如光纤中进行前列腺增生手术，但该专利并没有对绿激光和红外激光做任何激光腔设计、激光参数设计、或可行性设计，该专利没有激光工程上的可实施性。中国技术专利申请公布说明书CN1891173A描述了使用Nd:YAG倍频的532nm绿激光和其基波的1064nm合束的双波长激光手术仪，以及Nd:YAG倍频的532nm绿激光和半导体激光合束的双波长激光手术仪。鉴于该说明书中的基波Nd:YAG激光可来自改变532nm倍频激光腔设计，使之同时输出1064nm近红外波长，或外加一个Nd:YAG激光，其双波长激光设计的缺点明显。第一，此专利申请公布说明书在绿光输出效率上远低于本技术，其公布的双波长分别为532nm激光和1064nm激光，1064nm激光输出是从倍频532nm激光中提取1064nm基波是以降低腔内激光功率密度，从而牺牲倍频效率，导致532nm激光输出功率降低；第二，安全性和实用性差，此专利在1064nm输出时，532nm也同时输出，无法对1064nm和532nm激光根据手术需求独立设置各自的激光功率。由于共用激光腔，一个波长激光出现故障，另一个波长也会出现故障；第三，可实施性方面不如本技术，此专利如果外加一个Nd:YAG激光会使得整机非常复杂，成本高昂没有实用性。该专利申请公布说明书中虽然描述了近红外激光也可以是半导体激光，但并没有对半导体激光的特性做明确的规定和对如何使用半导体激光做具体的设计。鉴于半导体激光的光学特性是其光束的快轴和慢轴发散特征不同，而本技术中固体激光的光学特性是轴向对称的。在没有对半导体激光的特性做明确的规定和对如何使用半导体激光做具体的设计的情况下，不论是技术专利申请公布说明书CN1891本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种前列腺激光切除用双波长高功率手术仪，其特征在于设有激光头、双脚踏开关和激光头控制单元，其中，所述激光头包括可输出绿色可见光束的固体激光器和可输出近红外激光光束的半导体激光器，绿色激光束和近红外光束经非球面透镜耦合芯径为400-800微米的手术光纤中，所述固体激光器内含有至少2个声场方向互为垂直交叉声光Q-开关和至少一个激光非线性二倍频晶体，所述半导体激光器包括输出光纤和光纤耦合模块，半导体激光器输出光纤的光束参数乘积小于手术光纤的光束参数乘积；所述激光头控制单元包括温度控制器、Q-开关驱动器、第一激光驱动器和第二激光驱动器，激光非线性二倍频晶体通过温度控制器快速加热或制冷以精确控制激光非线性二倍频晶体的温度，Q开关驱动器通过电线分别与Q开关相连接，第一激光驱动器通过电线与固体激光器的泵浦源相连接,第二激光驱动器通过电线与半导体激光器输出的光纤耦合模块连接相连接；所述双脚踏开关包括分别控制绿激光的输出和近红外激光的输出的脚踏一和脚踏二，在一个有两个脚踏板未被踩下时，所对应激光的驱动电流被降低至其激光输出阈值以下。/n

【技术特征摘要】
1.一种前列腺激光切除用双波长高功率手术仪，其特征在于设有激光头、双脚踏开关和激光头控制单元，其中，所述激光头包括可输出绿色可见光束的固体激光器和可输出近红外激光光束的半导体激光器，绿色激光束和近红外光束经非球面透镜耦合芯径为400-800微米的手术光纤中，所述固体激光器内含有至少2个声场方向互为垂直交叉声光Q-开关和至少一个激光非线性二倍频晶体，所述半导体激光器包括输出光纤和光纤耦合模块，半导体激光器输出光纤的光束参数乘积小于手术光纤的光束参数乘积；所述激光头控制单元包括温度控制器、Q-开关驱动器、第一激光驱动器和第二激光驱动器，激光非线性二倍频晶体通过温度控制器快速加热或制冷以精确控制激光非线性二倍频晶体的温度，Q开关驱动器通过电线分别与Q开关相连接，第一激光驱动器通过电线与固体激光器的泵浦源相连接,第二激光驱动器通过电线与半导体激光器输出的光纤耦合模块连接相连接；所述双脚踏开关包括分别控制绿激光的输出和近红外激光的输出的脚踏一和脚踏二，在一个有两个脚踏板未被踩下时，所对应激光的驱动电流被降低至其激光输出阈值以下。


2.根据权利要求1所述的一种前列腺激光切除用双波长高功率手术仪，其特征在于固体激光器的激光腔为U型结构，所述固体激光器括前腔镜、第一声光Q开关、第二声光Q开关、泵浦源、第一反射镜、第二反射镜、倍频晶体、后腔镜、第三反射镜、聚光透镜和半导体制冷加热装置，其中，所述前腔镜、第一反射镜上分别镀有对1064nm的高反膜，第二反射镜一面镀有对1064nm的高反膜和对532nm的增透膜，另一面镀有对532nm的增透膜，后腔镜镀有1064nm和532nm的高反膜，第三反射镜一面镀有对532nm的增透膜，另一面镀有980nm的高反膜和532nm的增透膜；聚光透镜双面镀有980nm和532nm的增透膜，泵浦源产生波长在1064nm的激光，1064nm激光在前腔镜、第一反射镜、第二反射镜和后腔镜之间震荡，通过第一声光Q开关和第二声光Q开关提高1064nm激光的输出功率，倍频晶体将1064nm的激光转换为532nm的腔内绿激光，半导体制冷加热装置通过调整温度，使倍频晶体工作在最佳路径，达到最大倍频效率，腔内绿激光通过第二反射镜的532nm增透膜透射出来形成腔外绿光，再经过第三反射镜表面的532nm增透膜透射出来形成绿光光路。


3.根据权利要求1所述的一种前列腺激光切除用双波长高功率手术仪，其特征在于固体激光器的激光腔为U型结构，所述固体激光器括前腔镜、第一声光Q开关、第二声光Q开关、泵浦源、第二反射镜、倍频晶体、后腔镜、第三反射镜、聚光透镜，半导体制冷加热装置，其中，前腔镜、第二反射镜一面镀有对1064nm的高反膜和对532nm的增透膜，另一面镀有对532nm的增透膜，后腔镜镀有1064nm和532nm的高反膜，第三反射镜一面镀有对532nm的增透膜，另一面镀有980nm的高反膜和532nm的增透膜；聚光透镜双面镀有980nm和532nm的增透膜，泵浦源产生波长在1064nm的激光，1064nm激光在前腔镜、第二反射镜和后腔镜之间震荡，通过第一声光Q开关和第二声光Q开关提高1064nm激光的输出功率，倍频晶体将1064nm的激光转换为532nm的腔内绿激光，半导体制冷加热装置通过调整温度，使倍频晶体工作在最佳路径，达到最大倍频效率，腔内绿激光通过第二反射镜的532nm增透膜透射出来形成腔外绿光，再经过第三反射镜表面的532nm增透膜透射出来形成绿光光路。


4.根据权利要求2或3所述的一种前列腺激光切除用双波长高功率手术仪，其特征在于前腔镜、第一声光Q开关、第二声光Q开关、泵浦源组成第一横向光路，泵浦源所发出的激光经第一反射镜和第二反射镜进入由倍频晶体、后腔镜组成的第二横向光路，第一声光Q开关和第二声光Q开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：金洋，穆力越，金讯波，吕文斌，张彦鑫，梁昊，
申请(专利权)人：威海威高激光医疗设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37