用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备制造技术

本发明专利技术涉及用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，包括：大功率半导体激光器，用于产生波长为1210nm的激光光束，包括光学组件装置、光纤连接器、巴条阵列以及温度传感器；单相恒流激光电源控制模块；治疗手具，所述治疗手具包括结构部件和位于结构部件内的光学元件组，所述大功率半导体激光器输出的激光光束通过所述光学元件组整形，输出的匀化光斑；精确温度控制装置，用于对所述大功率半导体激光器制冷，包括风冷式散热模组和半导体制冷单元；主控模块。本发明专利技术的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，实现了激光光束的匀化输出，保证了激光输出波长的稳定性。

Laser treatment equipment for laser assisted skin healing

【技术实现步骤摘要】
用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备
本专利技术属于激光医学
，具体涉及一种用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备。
技术介绍
疤痕是各种皮肤损伤所引起的正常皮肤组织外观形态和组织病理学改变的统称，是人体创伤修复过程中必然的产物。伤口愈合过程中，各种原因导致的胶原的合成代谢与降解代谢之间的平衡被破坏即可形成病理性瘢痕。瘢痕从外观和机体功能方面均给患者带来心理和生理上的痛苦，严重者甚至影响患者自信心，使其产生自卑心理。因此，无论在烧创伤科、整形科还是皮肤科，瘢痕都是临床上高度关注的焦点。每年全世界有2.34亿例外科手术。无论采用何种技术或材料，这些外科手术总是会给病人带来各种程度的美学效果的疤痕。许多因素(特定的解剖位置、遗传易感性、年龄、血液供应、感染、阳光照射等)已被证明可能增加异常疤痕形成的风险，即使是在小手术之后。特别是非白种人皮肤类型的患者，已知的肥厚性和瘢痕性疾病的风险非常高。根据文献报道，10-70％的手术干预会导致增生性疤痕。为了降低手术疤痕的美学影响，已经确定了许多不同的策略，如硅树脂敷料、压力疗法和压缩装置。临床研究表明，激光可以在手术后立即使用，以减少疤痕的出现。激光辅助皮肤愈合(Laser-AssistedSkinHealing，LASH)技术会导致皮肤温度升高，从而改变伤口愈合过程。GuyMagalon等人进行一项前瞻性的比较临床试验，使用810nm半导体激光系统在皮肤缝合后立即照射激光，达到了加速和改善手术疤痕愈合过程的效果。由于810nm波长很容易被黑色素吸收，所以该激光只能用于Fitzpatrick分级I-IV型皮肤患者。对皮肤移植的研究以及随后对健康的自愿主体的研究表明，1210纳米波长是HSP7(热激蛋白70)这一指标中最适当的波长，而且它很少被黑色素吸收,所以允许其用于所有皮肤类型的患者，包括Fitzpatrick分级V型和VI型。现有激光治疗设备，电源的稳定性对激光的输出有至关重要的影响，这就导致现有的激光设备常常会由于输入电源的波动导致激光器输出波长的稳定性也较差，为解决上述问题，现有技术中的激光器一般采用恒流驱动，通过电流采样反馈为驱动电流提供有源控制，但电压基准的不稳定度和采样电阻的精度偏差会影响输出电流的稳定性；不仅如此，由于激光器功率越大，散热的热流密度越来越高(例如，单个大功率固体激光器总的功率典型为几十瓦到几百瓦，且接触面积很小，故热流密度很大，达到了每平方厘米几百瓦到几千瓦的量级)，而传统的空气冷却等方式已经难以实现对大功率固体激光器进行冷却的要求，这就导致激光器在长时间工作时发热严重，激光器产生的激光频率出现偏差，光束难以匀化，甚至会造成激光器的烧毁，因此散热问题已经成为限制大功率固体激光器发展的主要瓶颈之一。为解决上述问题，现有技术中一般采用水流循环制冷系统，这种水流循环系统所需管道长，水箱的水量要相对多，水流传输和热量交换所消耗的功率较大，且整个制冷系统势占用大量的空间，实际使用时较为不便。
技术实现思路
为克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，以解决解决了激光输出波长的稳定性以及输出光束匀化的技术难题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，包括：大功率半导体激光器，用于产生波长为1210nm的激光光束，包括光学组件装置、光纤连接器、巴条阵列以及温度传感器，所述温度传感器实时检测采样所述大功率半导体激光器的温度，所述巴条阵列上的激光光束经所述光学组件装置偏振、整形、准直、聚焦后，耦合于所述光纤连接器的中心轴线进行输出；单相恒流激光电源控制模块，所述单相恒流激光电源控制模块与所述大功率半导体激光器的电极相连接，包括单相开关稳压控制器和包括霍尔电流传感器及比例放大器的控制电路，用以提供连续可调的高稳定度的驱动电流；治疗手具，所述治疗手具包括结构部件和位于结构部件内的光学元件组，所述结构部件的一端与所述大功率半导体激光器的激光输出端相连接，所述大功率半导体激光器输出的激光光束通过所述光学元件组整形，输出的匀化光斑；精确温度控制装置，用于对所述大功率半导体激光器制冷，包括风冷式散热模组和半导体制冷单元，所述风冷式散热模组包括铝合金散热翅片和散热风扇，所述大功率半导体激光器形成的热量由所述半导体制冷单元的冷面和热面置换后，传递至所述铝合金散热翅片上，所述散热风扇对所述铝合金散热翅片对流换热，加速热量的传送；显示控制装置，包括液晶触摸屏，所述显示控制装置根据所述液晶显示屏响应输入的参数发出命令和/或更新请求；主控模块，所述大功率半导体激光器、所述单相恒流激光电源控制模块、所述治疗手具、所述精确温度控制装置和显示控制装置均与所述主控模块相连接，所述主控模块包括：用于依据命令和/或更新请求创建或更新治疗方案的方案生成单元；用以建立无线通信的通信单元；用于依据执行请求设置激光的输出方式、出光时间和间隔时间的数据处理单元；存储单元，用于存储系统参数和治疗方案；执行单元，用以接收到执行请求时，调用所述存储单元中预存的治疗方案，并在所述通信单元接收到操作信号时，依据治疗方案中的方案参数产生触发信号传输给所述大功率半导体激光器。其优选的技术方案为：如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，所述光学元件组包括依次设置的渐变反射率透镜、平凸透镜和平凹透镜。如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，所述治疗手具还包括用于感应激光照射区域温度的红外温度探头。如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，所述大功率半导体激光器还包括光功率传感器，所述光功率传感器用于对所述大功率半导体激光器的激光功率采样并反馈给主控模块。如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，所述主控模块还包括功率监测单元，所述功率监测单元实时接收所述光功率传感器反馈的采样信号，并与预设的输出功率校准值相比较，并在校准相差±10％时输出功率报警信号。如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，所述单相恒流激光电源控制模块的输入端并联电源滤波器，所述电源滤波器包括磁性材料的电感器及电容器。如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，所述半导体制冷单元根据所述大功率半导体激光器的输出反馈而自适应地调整输出功率，所述大功率半导体激光器的输出功率大小由所述主控制模块的存储单元的参数信息实现连续可调式控制；当所述大功率半导体激光器所反馈的输出功率变大时，所述主控模块控制所述半导体制冷单元增大输出功率；当所述大功率半导体激光器所反馈的输出功率变小时，所述主控模块控制所述半导体制冷单元减小输出功率。如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，还包括开关控制装置，所述开关控制装置与所述通信单元之间通讯连接，所述开关控制装置为脚踏开关控制装置。如上所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，所述脚踏开关控制装置为有线控制模式的双线常开式的脚踏开关控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，其特征在于，包括：/n大功率半导体激光器，用于产生波长为1210nm的激光光束，包括光学组件装置、光纤连接器、巴条阵列以及温度传感器，所述温度传感器实时检测采样所述大功率半导体激光器的温度，所述巴条阵列上的激光光束经所述光学组件装置偏振、整形、准直、聚焦后，耦合于所述光纤连接器的中心轴线进行输出；/n单相恒流激光电源控制模块，所述单相恒流激光电源控制模块与所述大功率半导体激光器的电极相连接，包括单相开关稳压控制器和包括霍尔电流传感器及比例放大器的控制电路，用以提供连续可调的高稳定度的驱动电流；/n治疗手具，所述治疗手具包括结构部件和位于结构部件内的光学元件组，所述结构部件的一端与所述大功率半导体激光器的激光输出端相连接，所述大功率半导体激光器输出的激光光束通过所述光学元件组整形，输出匀化光斑；/n精确温度控制装置，用于对所述大功率半导体激光器制冷，包括风冷式散热模组和半导体制冷单元，所述风冷式散热模组包括铝合金散热翅片和散热风扇，所述大功率半导体激光器形成的热量由所述半导体制冷单元的冷面和热面置换后，传递至所述铝合金散热翅片上，所述散热风扇对所述铝合金散热翅片对流换热，加速热量的传送；/n显示控制装置，包括液晶触摸屏，所述显示控制装置根据所述液晶显示屏响应输入的参数发出命令和/或更新请求；/n主控模块，所述大功率半导体激光器、所述单相恒流激光电源控制模块、所述治疗手具、所述精确温度控制装置和显示控制装置均与所述主控模块相连接，所述主控模块包括：/n用于依据命令和/或更新请求创建或更新治疗方案的方案生成单元；/n用以建立无线通信的通信单元；/n用于依据执行请求设置激光的输出方式、出光时间和间隔时间的数据处理单元；/n存储单元，用于存储系统参数和治疗方案；/n执行单元，用以接收到执行请求时，调用所述存储单元中预存的治疗方案，并在所述通信单元接收到操作信号时，依据治疗方案中的方案参数产生触发信号传输给所述大功率半导体激光器。/n...

【技术特征摘要】
1.用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，其特征在于，包括：
大功率半导体激光器，用于产生波长为1210nm的激光光束，包括光学组件装置、光纤连接器、巴条阵列以及温度传感器，所述温度传感器实时检测采样所述大功率半导体激光器的温度，所述巴条阵列上的激光光束经所述光学组件装置偏振、整形、准直、聚焦后，耦合于所述光纤连接器的中心轴线进行输出；
单相恒流激光电源控制模块，所述单相恒流激光电源控制模块与所述大功率半导体激光器的电极相连接，包括单相开关稳压控制器和包括霍尔电流传感器及比例放大器的控制电路，用以提供连续可调的高稳定度的驱动电流；
治疗手具，所述治疗手具包括结构部件和位于结构部件内的光学元件组，所述结构部件的一端与所述大功率半导体激光器的激光输出端相连接，所述大功率半导体激光器输出的激光光束通过所述光学元件组整形，输出匀化光斑；
精确温度控制装置，用于对所述大功率半导体激光器制冷，包括风冷式散热模组和半导体制冷单元，所述风冷式散热模组包括铝合金散热翅片和散热风扇，所述大功率半导体激光器形成的热量由所述半导体制冷单元的冷面和热面置换后，传递至所述铝合金散热翅片上，所述散热风扇对所述铝合金散热翅片对流换热，加速热量的传送；
显示控制装置，包括液晶触摸屏，所述显示控制装置根据所述液晶显示屏响应输入的参数发出命令和/或更新请求；
主控模块，所述大功率半导体激光器、所述单相恒流激光电源控制模块、所述治疗手具、所述精确温度控制装置和显示控制装置均与所述主控模块相连接，所述主控模块包括：
用于依据命令和/或更新请求创建或更新治疗方案的方案生成单元；
用以建立无线通信的通信单元；
用于依据执行请求设置激光的输出方式、出光时间和间隔时间的数据处理单元；
存储单元，用于存储系统参数和治疗方案；
执行单元，用以接收到执行请求时，调用所述存储单元中预存的治疗方案，并在所述通信单元接收到操作信号时，依据治疗方案中的方案参数产生触发信号传输给所述大功率半导体激光器。


2.根据权利要求1所述的用于激光辅助皮肤愈合的激光治疗设备，其特征在于，所述光学元件组包括依次设置的渐变反射率透镜、平凸透镜和平凹透镜。

【专利技术属性】
技术研发人员：毕进子，王彩霞，蔡宜洛，赵梓汝，
申请(专利权)人：上海市激光技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31