一种具有双重脉冲宽度范围的激光系统技术方案

一种单环以硬件为基础的系统，适用于微秒量级的激光操作模式，包括GUI，其可以让使用者选择可操作模式的系统；激光源，其用于产生一束或者多束激光脉冲，激光源是一种二极管激光输送模块；DSP，其可以启动或者暂停以硬件为基础的FPGA。FPGA可以控制二极管的泵源模块。光电探测器优选地连接到以硬件为基础的系统中，其可以测量出传递到光电探测器上激光脉冲束的能量，而且，在反馈模式中，可以将功率测量值的反馈信号发送到FPGA中。

A Laser System with Dual Pulse Width Range

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种具有双重脉冲宽度范围的激光系统
本专利技术涉及的是适用于被配置用来发射微秒量级的激光脉冲的医用激光的控制系统。
技术介绍
可以通过各种不同的激光处理方式来处置各种类型的眼部疾病。这些处理方式中的绝大部分中，例如，通过激光的作用使组织凝固的方法，会出现一个可见的末端以便于进行处理，例如，视网膜的白点。低于最低限度的激光处理，例如，第5,549,596号美国专利中揭示的经过选择的激光小梁成形术，其中揭露了一种传递到小梁网状结构上的短脉冲激光处理方式，其是以不存在用于处理的可见末端为条件的。第‘596号专利提供了这样的教导，即激光脉冲的宽度短于靶向组织的热驰时间，这仅仅是为了限制对靶向组织形成的热损伤，并且避免出现附带的热损伤。一种颗粒的热驰时间是与该颗粒的尺寸相关的。对于色素性小梁网状结构细胞中的黑色素粒进行选择性细胞破坏来说，其可以通过532nm的激光以10纳秒的脉冲宽度来实现。Roider教导(“Microphotocuagulation:SelectiveEffectsofRepetitiveShortLaserPulses”；Vol.90pp.8643-8647,September1993；MedicalSciences)的是，当通过使用微秒激光脉冲来保护神经视网膜，命中目标的单个RPE细胞层可以再次小于目标组织的热驰时间。Roider继续教导的是，可以使用声光调制器将氩激光器发射的连续的514nm的脉冲分割为微秒脉冲。而且，为了避免出现与局部高温梯度相关的副作用，例如，形成空洞或者出血，Roider还指出由低于最低限度的重复短脉冲所导致的额外的组织损伤，由于每一个脉冲的能量都很小，因此不足以形成其自身所导致的组织损伤。在下一个激光脉冲发射出来之前，热量消散到周围的组织中，靶向组织得以冷却。在每一个激光脉冲之后，从靶向组织中消散出来的热量仅仅是导致内部邻近组织的并不重要的平均温度的升高。Lanzzeta教导的是非检眼镜检查的可视激光凝固法(NOVEP)的临床有效性。(“TheoreticalBasesofNon-OphthalmoscopicallyVisibleEndpointPhotocoagulation”；SeminarsinOphthalmology；2001；Vol.16,No.1,pp.8-11)。根据Lanzzeta的教导，目标组织用于将RPE的温度提高到，仅仅是而不会超出蛋白质变性的临界值的温度。到达邻近组织的结果性温度波将会扩散，并且到达神经视网膜的位置，然而，达到的温度低于蛋白质变性的临界温度，从而不会引起损伤，并没有遗留临床可视的末端点。Lanzzeta进一步教导到，通过适用于高于最高限度的处理的N-1/4法则，重复的脉冲系列可能会代替单独的脉冲，或者通过适用低于最低限度的处理的4-10因子来减低。同时，Lanzzeta教导的是，将热增量最小化不仅可以通过控制脉冲的“ON”持续时间，脉冲能量和峰值功率来实现，还可以通过控制“OFF”次数和每秒的工作循环次数(Hz)来控制，以致可以允许在下一个脉冲到来之前，由于每一个脉冲所导致的靶向组织的温度升高能够返回到起点。为了控制如上文中所描述的脉冲的范围，第‘596号美国专利教导了“一种控制单元，其被配置用于控制通过一个或更多的辐射脉冲对组织进行照射，以致适用到组织上的总辐射能量可以提供对色素性靶向细胞的致命性影响的替代，从而可以选择性地对组织中的色素性细胞进行拍照刺激”。第7,115,120号美国专利也教导了“覆盖激光放射量测定的控制，以确保激光的能量能够达到破坏RPE细胞(处置末端)的极值要求，但可以避免对激光能量足以损伤到周围细胞所需的管理，例如，感光器(附带损伤控制)”。第5,805,622号美国专利揭示的是一种适用于医用激光器的昂贵的控制系统，其可以被配置用于产生微秒脉冲。这一控制系统需要一种非常快速反馈回路和若干kV，其必须被适用到Pockels细胞中，以便浸润激光脉冲中的尖波。正如在本领域内的现有技术中所能了解到的那样，眼科使用的绿色激光器是一种快速光电探测器，其可以被配置用于对激光器的输出功率电平进行感应，和一种以毫秒级进行工作的软件控制的光量回路。一种硬件控制回路，其是以快速的光电探测器为基础的，可以被设计为用于提供波尖安全保护以对抗高功率的光波尖。第7,771,417号美国专利教导的是一种医用激光器，其也可以被配置用于传递由绿色激光器所发射的微秒级别的脉冲，从而提供低于最低限度的处理。第‘417号美国专利揭示的是一种控制系统，其具有两个控制回路——在毫秒范围内的第一低速软件光量控制回路，和在微秒范围内的第二高速硬件光量控制回路。因此，本专利技术的一个方面在于提供一种适用于医用绿色激光器的更为简化的控制系统，该激光器被配置用于传递微秒级别的激光脉冲。
技术实现思路
从一个方面来说，一种单环硬件为基础的系统，该系统适用于产生微秒量级的可操作模式的激光脉冲，其包括GUI，GUI能够让使用者选择系统所需的操作模式；激光源，其适用于产生一束或更多的激光束脉冲，激光源可以是一种二极管激光激励源模块；DSP，其可以启动和关闭硬件为基础的FPGA。FPGA控制二极管激励源模块。当使用者在GUI上选择一种或者更多微秒量级的激光次脉冲时，DSP将传递到FPGA，次脉冲能量级和次脉冲开启-时间是由使用者在GUI上选择的。可操作地连接到硬件为基础的系统中的光电探测器测量出传递到光电探测器中的激光脉冲束的能量，而且，在反馈模式中，将能量测量值的反馈信号发送到FPGA；而且其中FPGA将光电探测器所测量到的激光束的能量与使用者在GUI上所选定的激光束的能量进行对比。如果由FPGA所读出的能量级高于所选定的能量级，FGPA将会把能量级降低到激励源模块，以适用于任何随后的激光束；而且，如果由FPGA所读出的能量级低于所选定的能量级，FGPA将会把能量级提高到激励源模块，以适用于任何随后的激光束。从另外一个方面的内容来看，在二极管激光激励源模块的光学路径上提供一种电子束分裂器，该电子束分裂器将来自于激光源的激光脉冲划分为两个部分；激光束脉冲的一部分被发送到靶向区域上；激光束脉冲的另外一部分被发送到光电探测器中。FPGA以1次/1-10微秒的频率读出反馈信号，以便将实测能量与选定能量进行对比。GUI对系统进行控制，以便在微秒操作模式下传递一个脉冲或者更多脉冲。电子束分裂器可以是以下其中之一：镜面或者棱镜。从更进一步的方面来说，光电探测器包括不止一个光电探测器以适用于更多重复的操作。从又一个方面来说，系统可以进一步包括校准设备，以便对操作中微秒量级的一个或更多的脉冲的能量进行校准。从更进一步的方面来说，当使用者在GUI上设定理想的脉冲量级时，FGPA可以启动激光模块从而提供一个或者更多的由光电探测器进行测量的脉冲，进而确定是否达到所设定的理想脉冲级；而且，如果是这样的情况，设定的能量级被储存在计算机系统的存储器中。从一个方面来说，校准设备使用的是二步运算法则进行校准，从而可以稳定微秒操作模式的能线图，其中运算法则包括如下一系列步骤：设定能量值的第一能量级，随后是第一延迟周期，然后是设定能量值的第二能量级，随后是第二延迟周期。在第二延迟周期之后，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单环硬件为基础的系统，该系统适用于产生微秒量级的可操作模式的激光脉冲，其包括：GUI，其能够让使用者选择系统所需的操作模式；激光源，其适用于产生一束或更多的激光束脉冲，激光源可以是一种二极管激光激励源模块；DSP，其可以启动和关闭硬件为基础的FPGA；其中FPGA对二极管激励源模块进行控制；其中当使用者在GUI上选择一种或者更多微秒量级的激光次脉冲时，DSP将传递到FPGA，次脉冲能量级和次脉冲开启‑时间是由使用者在GUI上选择的；其中，可操作地连接到硬件为基础的系统中的光电探测器测量出传递到光电探测器中的激光脉冲束的能量，而且，在反馈模式中，将能量测量值的反馈信号发送到FPGA；而且其中FPGA将光电探测器所测量到的激光束的能量与使用者在GUI上所选定的激光束的能量进行对比；而且，其中如果由FPGA所读出的能量级高于所选定的能量级，FGPA将会把能量级降低到激励源模块，以适用于任何随后的激光束；而且，如果由FPGA所读出的能量级低于所选定的能量级，FGPA将会把能量级提高到激励源模块，以适用于任何随后的激光束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.14 US 62/408,1071.一种单环硬件为基础的系统，该系统适用于产生微秒量级的可操作模式的激光脉冲，其包括：GUI，其能够让使用者选择系统所需的操作模式；激光源，其适用于产生一束或更多的激光束脉冲，激光源可以是一种二极管激光激励源模块；DSP，其可以启动和关闭硬件为基础的FPGA；其中FPGA对二极管激励源模块进行控制；其中当使用者在GUI上选择一种或者更多微秒量级的激光次脉冲时，DSP将传递到FPGA，次脉冲能量级和次脉冲开启-时间是由使用者在GUI上选择的；其中，可操作地连接到硬件为基础的系统中的光电探测器测量出传递到光电探测器中的激光脉冲束的能量，而且，在反馈模式中，将能量测量值的反馈信号发送到FPGA；而且其中FPGA将光电探测器所测量到的激光束的能量与使用者在GUI上所选定的激光束的能量进行对比；而且，其中如果由FPGA所读出的能量级高于所选定的能量级，FGPA将会把能量级降低到激励源模块，以适用于任何随后的激光束；而且，如果由FPGA所读出的能量级低于所选定的能量级，FGPA将会把能量级提高到激励源模块，以适用于任何随后的激光束。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括在二极管激光激励源模块的光学路径上提供一种电子束分裂器，该电子束分裂器将来自于激光源的激光脉冲划分为两个部分；激光束脉冲的一部分被发送到靶向区域上；激光束脉冲的另外一部分被发送到光电探测器中。3.根据权利要求1所述的系统，其中FPGA以1次/1-10微秒的频率读出反馈信号，以便将实测能量与选定能量进行对比。4.根据权利要求1所述的系统，其中GUI对系统进行控制，以便在微秒操作模式下传递一个脉冲或者更多脉冲。5.根据权利要求2所述的系统，其中电子束分裂器为以下其中之一：镜面或者棱镜。6.根据权利要求2所述的系统，其中光电探测器包括不止一个光电探测器以适用于更多重复的操作。7.根据权利要求1中的系统，进一步包括校准设备，以便对操作中微秒量级的一个或更多的脉冲的能量进行校准。8.根据权利要求1所述的系统，其中使用者在GUI上设定理想的脉冲量级，其中FGPA启动激光模块从而提供一个或者更多的由光电探测器进行测量的脉冲，进而确定是否达到所设定的理想脉冲级；而且，如果是这样的情况，设定的能量级被储存在计算机系统的存储器中。9.根据权利要求7所述的系统，其中校准设备使用的是二步运算法则进行校准，从而可以稳定微秒操作模式的能线图。10.根据权利要求9所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·加侬，I·艾维登，Y·马诺尔，Y·哈尔依文，A·沙查姆，A·本史洛莫，
申请(专利权)人：鲁美斯有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL