一种超低附带损伤的激光手术刀制造技术

本发明专利技术涉及一种超低附带损伤的激光手术刀，包括相连接的控制器、激光源、光束整形模块、光束传输模块和手持输出端模块；其中，所述激光源为6.45μm激光源，用于产生6.45μm激光；所述光束整形模块用于将激光源产生的6.45μm激光进行整形；所述光束传输模块用于将经光束整形模块整形后的6.45μm激光进行传输；所述手持输出端模块用于将经光束传输模块传输的6.45μm激光进行输出；所述控制器用于控制激光源。本发明专利技术能够降低系统复杂性，大幅提高激光手术刀的电光效率和稳定可靠性，实现高效率紧凑的6.45μm激光输出，以此激光为患者手术能够大幅降低附带损伤，显著提高治疗效果，从而使相关患者的痛苦得到充分降低。从而使相关患者的痛苦得到充分降低。从而使相关患者的痛苦得到充分降低。

【技术实现步骤摘要】
一种超低附带损伤的激光手术刀


[0001]本专利技术涉及医疗仪器
，特别涉及一种超低附带损伤的激光手术刀。

技术介绍

[0002]高精度、低附带损伤激光可作为激光刀，在组织细胞分离、精准外科手术等生物、医疗领域具有重要应用价值。脑/脊椎肿瘤严重影响人类神经系统的功能及生命，其及时发现与清除极为重要，由于神经中枢血管丰富，手术过程中对重要功能区的神经中枢、血管等的附带损伤将影响患者生存质量甚至生命。6.45μm激光由于对水和蛋白质的特殊效应而受到广泛关注，基于其作用时产生的蛋白质结构变性与水吸收提供爆破力双重效应结合的激光消融机理，该波长激光用于神经中枢组织和眼部等部位切割时的附带损伤极小、可达单细胞量级；如与传统手术刀、电凝、以及紫外、可见、近红外～1μm、中远红外3μm、10.6μm等激光相比，6.45μm激光切口清晰，其切除精度可达单细胞量级、附带损伤μm量级，是脑/脊椎微创手术的理想选择。
[0003]目前，6.45μm激光产生途径主要有：自由电子激光器(FEL)、锶蒸气激光器、气体拉曼激光、基于非线性光学频率变换技术的固体激光器；其中，自由电子激光器(FEL)结构复杂、体积庞大(占用5层楼)、运行维护繁琐、费用昂贵，且激光性能受限(功率mW级)，目前尚无法深入开展生物效应以及临床医学等研究；锶蒸气激光器方便且功率可达2.5W，但其存在高压、大电流放电管寿命短以及高温下金属锶易与激光放电管发生化学反应等缺陷；气体拉曼激光技术采用氢气作为拉曼激光介质，多阶变频，获得目标波长激光，但是其稳定性低且维护复杂；而固体激光器变频结构紧凑、稳定性高，可实现手术室台面运行，适合临床操作，是获得6.45μm激光最有发展前景的技术手段之一，但受限于晶体损伤阈值，技术难度大。
[0004]现有全固体变频的中红外激光产生技术路线主要是采用780nm半导体激光泵浦Tm:YLF晶体产生1.9μm激光，再级联泵浦Ho:YAG晶体产生2.1μm激光，最终通过ZGP晶体变频产生中红外激光。但是，受限于Tm:YLF晶体的热力学性能，其难以承受高功率运转，模块多、系统复杂、电光效率低。
[0005]掺Tm的YAG晶体(Tm:YAG)是目前热机性能最优、使用最广泛的激光增益晶体的基质材料。但是，由于Tm:YAG激光量子亏损大、热效应严重，且增益谱线丰富、激光通道多，特定波长输出困难、难以实现高功率偏振激光输出。
[0006]因此，亟需研究开发出超低附带损伤的激光手术刀，能够稳定输出高功率6.45μm激光，且结构优化易维护，从而提高相关患者的治疗效果。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种超低附带损伤的激光手术刀，实现高功率6.45μm激光输出，增强稳定性，为相关患者的手术提供可靠保障，降低附带损伤，提高治疗效果，从而有效降低相关病患的痛苦。
[0008]本专利技术解决技术问题的技术方案是：一种超低附带损伤的激光手术刀，包括相连接的控制器、激光源、光束整形模块、光束传输模块和手持输出端模块；其中，所述激光源为6.45μm激光源，用于产生6.45μm激光；所述光束整形模块用于将所述激光源产生的6.45μm激光进行整形；所述光束传输模块用于将经所述光束整形模块整形后的6.45μm激光进行传输；所述手持输出端模块用于将经所述光束传输模块传输的6.45μm激光进行输出；所述控制器用于控制所述激光源。
[0009]进一步地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述光束传输模块为导光臂或者光纤。
[0010]进一步地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述手持输出端模块为穿刺针或者激光笔刀。
[0011]进一步地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述激光源包括至少三组激光谐振腔；在所述各组激光谐振腔中，至少有一组激光谐振腔中设有非线性光学介质，至少有两组激光谐振腔共用一组偏振片和一组激光增益结构。
[0012]优选地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述激光增益结构包括激光增益介质，所述激光增益介质由Tm:YAG晶体材料构成。
[0013]优选地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述非线性光学介质由ZGP晶体材料构成。
[0014]优选地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，在所述各组激光谐振腔中，至少有两组激光谐振腔为2.1μm激光的谐振腔，至少有一组激光谐振腔为6.45μm激光的谐振腔。
[0015]优选地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述偏振片为45度偏振片或者55.6度偏振片。
[0016]优选地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述激光源包括三组激光谐振腔，分别为第一激光谐振腔、第二激光谐振腔和第三激光谐振腔；其中，所述第三激光谐振腔设置在所述第一激光谐振腔中，并与所述第一激光谐振腔共用一输出端镜；在所述第三激光谐振腔中设有第一非线性光学介质；所述第一激光谐振腔和所述第二激光谐振腔共用第一偏振片和第一激光增益结构。
[0017]优选地，在本专利技术所述的超低附带损伤的激光手术刀中，所述激光源包括三组激光谐振腔，分别为第四激光谐振腔、第五激光谐振腔和第六激光谐振腔；其中，所述第六激光谐振腔设置在所述第四激光谐振腔的输出光路上或者所述第五激光谐振腔的输出光路上；在所述第六激光谐振腔中设有第二非线性光学介质；所述第四激光谐振腔和所述第五激光谐振腔共用第二偏振片和第二激光增益结构。
[0018]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过外腔光参量或者腔内光参量的优化设计获得6.45μm激光，降低系统复杂性，与现有技术相比，至少减少一级激光过程，大幅提高激光手术刀的电光效率和稳定可靠性，实现高效率、紧凑的6.45μm激光输出，以此激光通过激光消融原理为相关患者手术去除病灶，大幅降低附带损伤，显著提高治疗效果，从而使相关患者的痛苦得到充分降低。
附图说明
[0019]图1为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(一)；
[0021]图3为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(二)；
[0022]图4为图2或图3所示激光源的第一激光增益结构的结构示意图(一)；
[0023]图5为图2或图3所示激光源的第一激光增益结构的结构示意图(二)；
[0024]图6为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(三)；
[0025]图7为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(四)；
[0026]图8为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(五)；
[0027]图9为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(六)；
[0028]图10为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(七)；
[0029]图11为本专利技术超低附带损伤的激光手术刀的激光源的结构示意图(八)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低附带损伤的激光手术刀，其特征在于，包括相连接的控制器、激光源、光束整形模块、光束传输模块和手持输出端模块；其中，所述激光源为6.45μm激光源，用于产生6.45μm激光；所述光束整形模块用于将所述激光源产生的6.45μm激光进行整形；所述光束传输模块用于将经所述光束整形模块整形后的6.45μm激光进行传输；所述手持输出端模块用于将经所述光束传输模块传输的6.45μm激光进行输出；所述控制器用于控制所述激光源。2.如权利要求1所述的超低附带损伤的激光手术刀，其特征在于，所述光束传输模块为导光臂或者光纤。3.如权利要求1所述的超低附带损伤的激光手术刀，其特征在于，所述手持输出端模块为穿刺针或者激光笔刀。4.如权利要求1至3中任一项所述的超低附带损伤的激光手术刀，其特征在于，所述激光源包括至少三组激光谐振腔；在所述各组激光谐振腔中，至少有一组激光谐振腔中设有非线性光学介质，至少有两组激光谐振腔共用一组偏振片和一组激光增益结构。5.如权利要求4所述的超低附带损伤的激光手术刀，其特征在于，所述激光增益结构包括激光增益介质，所述激光增益介质由Tm:YAG晶体材料构成。6.如权利要求4所述的超低附带损伤的激光手术刀，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭钦军，陈中正，宗楠，申玉，张申金，薄勇，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所先进激光研究院济南，
类型：发明
国别省市：