一种高精度激光手术系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双波长激光手术系统，包括合束镜、光纤、聚焦镜、反射镜、紫光半导体激光器、驱动电源、脉冲半导体激光阵列、Er:YAG晶体棒、谐振腔全反镜和谐振腔输出镜；本实用新型专利技术将2940nm波长的铒激光对病变组织的超精细切除功能和405nm波长的紫光半导体激光准确的止血功能形成互补，解决了激光手术中组织切除精度和止血能力的矛盾问题，使激光手术精度大幅度提高，提高了手术效果，拓展了激光手术高精度应用。

A High Precision Laser Surgery System

The utility model discloses a dual-wavelength laser operation system, which comprises a beam-combining mirror, a fiber, a focusing mirror, a mirror, a purple laser diode, a driving power supply, a pulse semiconductor laser array, an Er:YAG crystal rod, a resonant cavity all-mirror and a resonant cavity output mirror; the utility model has the ultra-fine excision function of a 2940-nm erbium laser on the diseased tissue and a 405-nm wavelength purple light. The accurate hemostasis function of semiconductor laser is complementary, which solves the contradiction between the accuracy of tissue excision and the hemostasis ability in laser surgery, greatly improves the accuracy of laser surgery, improves the effect of surgery, and expands the application of laser surgery with high precision.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度激光手术系统
本技术涉及激光医疗
，尤其涉及一种具有切除和止血的高精度双波长激光手术系统。
技术介绍
激光能够通过光纤传输到体内并将能量集中到一点对病变组织进行消融切除，因此随着内窥镜技术的发展，激光手术设备在微创手术中具有无可比拟的优势。不同组织对不同波长激光的吸收存在巨大的差异，有些甚至相差上百万倍。激光对组织的切除主要是基于组织对激光能量的吸收，集中在组织中的能量使组织产生变质、碳化或汽化及冲击等过程从而去除组织，因此组织对激光的吸收强度很大程度上决定了手术的精度和效果。2940nm波长的铒激光位于羟基磷灰石OH-及水的吸收峰(吸收系数12000cm-1)，人体组织中主要成分是水，因此2940nm波长的铒激光与组织作用时热损伤深度只有3-5μm，精度非常高。激光手术的另一优点是自身具有止血性能，激光与组织作用的热影响区(损伤层)会自然形成止血层，止血层厚，自然止血效果好，因此通常一种激光切除精度和止血是矛盾的两个方面，这限制了一种激光器的手术应用范围，如波长2μm左右的铥钬激光产生的毫米量级的热损伤层刚好具有较强的止血性能，在前列腺增生切除等精度要求不高的泌尿外科手术中具有良好的应用，但其固有的热损伤深度限制了其更高精度的应用发展。波长在405nm的半导体激光位于血红蛋白的吸收峰值，其在血液中的穿透深度小于10微米，其照射过的血红蛋白生成水合物而对组织实现“漂白”，从而实现止血。因为此波段激光与血液作用区域集中在微米量级的薄层内，止血时可控制激光照射使薄层向组织内推移，使止血层的厚度成为按需可控，也可对较大血管精确封堵，实现高精度止血。因此综合利用2940nm波长铒激光的高精度切除功能和405nm的紫光半导体激光的高精度止血功能可解决切除精度和止血的矛盾，实现理想的手术效果。中国技术专利申请CN105342699A公布一种铒激光治疗仪，该治疗仪铒激光器输出的2790nm激光通过导光臂导向人体的患处治疗，此单一波长3-5μm的热影响层，完全无止血功能，同时导光臂使用不便，大大限制了其使用范围。中国技术专利申请CN104083212A公布一种高止血性能激光刀，利用多个波长实现切除和止血的搭配，但止血用的激光一般是常用红外激光，止血原理是产生厚凝固层，虽然止血能力强，但毫米级的损伤层限制了其在高精度手术方面的应用。中国技术专利申请CN106390304A公布了一种980nm与2790nm铒激光组合的双波长治疗仪，两种波长组合共同发挥切除组织优势，2790nm铒激光已经是高精度切除，但不具备止血功能，如果用980nm波长激光止血则损伤层很厚，不满足高精度手术要求，专利申请CN1704028A也具有同样的缺点。综上所述，目前激光手术设备虽然已在多个临床广泛应用，但存在精度不高、损伤大等缺点，限制了激光手术设备在高精度手术中的应用。研发具有高精度病变组织切除功能，同时又具有高精度止血功能的激光手术设备，不仅可以提高微创手术疗效，同时还能大大拓宽激光手术的应用领域。
技术实现思路
本技术的目的就是针对
技术介绍
所述的问题，提供一种由2940nm波长的铒激光器和405nm紫光半导体激光器组合而成的双波长激光手术装置，其中2940nm波长的铒激光用来进行病变组织切除，405nm紫光半导体激光用来进行止血，充分利用了水对2940nm波长铒激光的吸收强度和血红蛋白对405nm紫光半导体激光的吸收强度远高于其他波段激光的优势，解决了激光手术过程中止血和切除精度之间的矛盾问题，使此种双波长激光手术装置能够在良好止血的状态下精确切除，大大提高了手术效果和使用范围，使以前不能进行的手术成为可能。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种高精度激光手术系统，其特征在于，包括合束镜、光纤、聚焦镜、反射镜、紫光半导体激光器、驱动电源、脉冲半导体激光阵列、Er:YAG晶体棒、谐振腔全反镜和谐振腔输出镜；所述的脉冲半导体激光阵列、Er:YAG晶体棒、谐振腔全反镜和谐振腔输出镜构成铒激光器；所述的驱动电源分别连接脉冲半导体激光阵列和紫光半导体激光器；所述的紫光半导体激光器、合束镜、聚焦镜和光纤依次设置在同一光路上；所述的脉冲半导体激光阵列和Er:YAG晶体棒平行设置，所述的谐振腔全反镜、Er:YAG晶体棒、谐振腔输出镜和反射镜依次设置在同一光路上；所述的合束镜和反射镜与各自光路成45°放置，构成双波长激光合束系统；使得铒激光器通过反射镜的反射后与紫光半导体激光器射出的激光通过合束镜重合在同一个光路后通过聚焦镜进入光纤。进一步的，所述的脉冲半导体激光阵列为975nm波长脉冲半导体阵列，输出平均功率400W。进一步的，所述的紫光半导体激光器为405nm波长的紫光半导体激光器，输出平均功率为0-30W可调。进一步的，所述的合束镜为紫外石英镜片，两个光学面全部镀405nm波长的45°透射膜，其中一个光学面镀2940nm波长45°反射膜；所述反射镜单面镀2940nm波长的45°反射膜。进一步的，所述的聚焦镜为405nm和2940nm波长的消色差透镜；所述光纤为芯径400μm稀土掺杂氟化物ZBLAN光纤或二氧化锗GeO2光纤。本技术的有益效果在于：将2940nm波长的铒激光对病变组织的超精细切除功能和405nm波长的紫光半导体激光准确的止血功能形成互补，解决了激光手术中组织切除精度和止血能力的矛盾问题，使激光手术精度大幅度提高，提高了手术效果，拓展了激光手术高精度应用。最新技术的ZBLAN或GeO2光纤的应用，使2940nm波长的铒激光和405nm波长的紫光半导体激光能够通过一根光纤导到体内病变组织，使高精度铒激光微创手术成为可能。综上所述，通过本技术所公开的技术方案可显著提高激光手术设备的手术精度和使用范围，使激光微创手术达到最理想效果。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中：1—谐振腔全反镜；2—脉冲半导体激光阵列；3—Er:YAG晶体棒；4—谐振腔输出镜；5—反射镜；6—光纤；7—聚焦镜；8—合束镜；9—紫光半导体激光器；10—驱动电源。具体实施方式下面将结合附图，对本技术提供的优选实施例进行详细的描述。如图1，一种高精度激光手术系统，包括合束镜8、光纤6、聚焦镜7、反射镜5、紫光半导体激光器9、驱动电源10、脉冲半导体激光阵列2、Er:YAG晶体棒3、谐振腔全反镜1和谐振腔输出镜4；所述的脉冲半导体激光阵列2、Er:YAG晶体棒3、谐振腔全反镜1和谐振腔输出镜4构成铒激光器；所述的驱动电源10分别连接脉冲半导体激光阵列2和紫光半导体激光器9；所述的紫光半导体激光器9、合束镜8、聚焦镜7和光纤6依次设置在同一光路上；所述的脉冲半导体激光阵列2和Er:YAG晶体棒3平行设置，所述的谐振腔全反镜1、Er:YAG晶体棒3、谐振腔输出镜4和反射镜5依次设置在同一光路上；所述的合束镜5和反射镜8与各自光路成45°放置，构成双波长激光合束系统；使得铒激光器通过反射镜5的反射后与紫光半导体激光器9射出的激光通过合束镜8重合在同一个光路后通过聚焦镜7进入光纤6。所述的脉冲半导体激光阵列2为975nm波长脉冲半导体阵列，输出平均功率400W。所述的紫光半导体激光器9为405nm波长的紫光半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度激光手术系统，其特征在于，包括合束镜(8)、光纤(6)、聚焦镜(7)、反射镜(5)、紫光半导体激光器(9)、驱动电源(10)、脉冲半导体激光阵列(2)、Er:YAG晶体棒(3)、谐振腔全反镜(1)和谐振腔输出镜(4)；所述的脉冲半导体激光阵列(2)、Er:YAG晶体棒(3)、谐振腔全反镜(1)和谐振腔输出镜(4)构成铒激光器；所述的驱动电源(10)分别连接脉冲半导体激光阵列(2)和紫光半导体激光器(9)；所述的紫光半导体激光器(9)、合束镜(8)、聚焦镜(7)和光纤(6)依次设置在同一光路上；所述的脉冲半导体激光阵列(2)和Er:YAG晶体棒(3)平行设置，所述的谐振腔全反镜(1)、Er:YAG晶体棒(3)、谐振腔输出镜(4)和反射镜(5)依次设置在同一光路上；所述的合束镜(5)和反射镜(8)与各自光路成45°放置，构成双波长激光合束系统；使得铒激光器通过反射镜(5)的反射后与紫光半导体激光器(9)射出的激光通过合束镜(8)重合在同一个光路后通过聚焦镜(7)进入光纤(6)。

【技术特征摘要】
1.一种高精度激光手术系统，其特征在于，包括合束镜(8)、光纤(6)、聚焦镜(7)、反射镜(5)、紫光半导体激光器(9)、驱动电源(10)、脉冲半导体激光阵列(2)、Er:YAG晶体棒(3)、谐振腔全反镜(1)和谐振腔输出镜(4)；所述的脉冲半导体激光阵列(2)、Er:YAG晶体棒(3)、谐振腔全反镜(1)和谐振腔输出镜(4)构成铒激光器；所述的驱动电源(10)分别连接脉冲半导体激光阵列(2)和紫光半导体激光器(9)；所述的紫光半导体激光器(9)、合束镜(8)、聚焦镜(7)和光纤(6)依次设置在同一光路上；所述的脉冲半导体激光阵列(2)和Er:YAG晶体棒(3)平行设置，所述的谐振腔全反镜(1)、Er:YAG晶体棒(3)、谐振腔输出镜(4)和反射镜(5)依次设置在同一光路上；所述的合束镜(5)和反射镜(8)与各自光路成45°放置，构成双波长激光合束系统；使得铒激光器通过反射镜(5)的反射后与紫光半导体激光器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚育成，王娜，黄楚云，陈本源，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42