用于增强液体介质中的激光束功效的装置和方法制造方法及图纸

本公开一般涉及基于激光的医疗设备领域。特别地，但非排他性地，本公开涉及用于在液体介质中增强激光束功效的装置和方法。在许多实施例中，基于气泡动态来调制激光脉冲以改善到靶点的能量输送。描述了多种示例性脉冲调制方案，包括在指数气泡膨胀期间调制脉冲功率下降和在指数气泡塌陷期间调制脉冲功率上升。和在指数气泡塌陷期间调制脉冲功率上升。和在指数气泡塌陷期间调制脉冲功率上升。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强液体介质中的激光束功效的装置和方法
[0001]相关领域的交叉引用
[0002]本申请根据35 U.S.C.
§
119要求在2020年11月25日提交的标题为“Apparatus and Method for Enhancing Laser Beam Efficacy in a Liquid Medium”的美国临时专利申请No.63/118,117的优先权，其全部内容通过引用被并入本文。
[0003]本申请根据35 U.S.C.
§
119要求在2020年11月27日提交的标题为“Method and System For Estimating Distance Between a Fiber End and a Target”的美国临时专利申请No.63/118,857的优先权，其全部内容通过引用被并入本文。
[0004]本申请根据35 U.S.C.
§
119要求在2021年10月6日提交的标题为“Method and System For Estimating Distance Between a Fiber End and a Target”的美国临时专利申请No.63/252,830的优先权，其全部内容通过引用被并入本文。


[0005]本公开一般涉及基于激光的医疗设备领域。特别地，但非排他性地，本公开涉及用于在液体介质中增强激光束功效的装置和方法。

技术介绍

[0006]激光器广泛用于执行各种医学治疗，诸如组织凝固、消融、切割、碎裂、喷粉和去核。激光治疗是通过各种介质和环境(诸如气体、固体和液体)并在其中进行的。在激光治疗期间，激光辐射与靶点物体(例如，诸如前列腺、肾脏或尿结石等的身体组织)之间的相互作用取决于所使用的激光，以及环境和靶点物体的吸收、反射和分散。输尿管结石、肾结石或前列腺只是可以通过激光治疗的常见靶点的三个示例。典型地，治疗环境可以是盐水或其它类似液体。激光治疗的效率可以是激光能量和靶点之间相互作用的函数。到达并被靶点吸收的激光能量的部分有助于所需的手术效果。然而，被环境介质吸收的激光能量可被认为是损失的能量，其不再可用于靶治疗。通常，可以基于期望的临床效果和靶点的特性来选择激光参数，诸如波长。例如，红外(infrared，IR)激光器，诸如钬或铥，可被用于激光碎石以治疗输尿管结石、肾绞痛和前列腺消融或去核。

技术实现思路

[0007]提供本
技术实现思路
以便以简化形式引入概念的选择，这些概念在下面的详细描述中被进一步描述。本
技术实现思路
并不旨在必然地识别所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不旨在作为辅助确定所要求保护的主题的范围。
[0008]在一个方面，本公开涉及一种系统，包括光纤激光器和控制器。控制器可以包括处理器和存储器。存储器可以包括指令，该指令在由处理器执行时致使处理器执行以下一个或多个：确定用于光纤激光器的脉冲能量；识别光纤激光器的尖端和靶点之间的距离，其中液体位于光纤激光器的尖端和靶点之间；基于距离确定调制方案；设置用于调制方案的初始脉冲功率，以基于距离在液体中生成指数气泡；以及根据调制方案经由光纤激光器发起
脉冲，其中调制方案在初始脉冲功率下发起脉冲之后降低脉冲的功率。
[0009]在一些实施例中，调制方案在为指数气泡达到最大尺寸而估计的时间处将脉冲的功率增加到最大系统功率电平。在一些这样的实施例中，指令在由处理器执行时还致使处理器基于初始脉冲功率和液体在光纤激光器的波长处的吸收系数来估计指数气泡达到最大尺寸的时间。
[0010]在各种实施例中，指令在由处理器执行时还致使处理器识别光纤激光器的尖端和靶点之间的更新的距离；以及基于更新的距离确定更新的调制方案。
[0011]在各个实施例中，调制方案被配置为在指数气泡的膨胀期间调制脉冲功率下降并且在指数气泡的塌陷期间调制脉冲功率上升。
[0012]在许多实施例中，调制方案包括初始调制频率和指令，该指令在由处理器执行时还致使处理器基于指数气泡塌陷的时间、指数气泡达到最大尺寸的时间和从发射激光发起到气泡形成开始的时间来确定初始调制频率。
[0013]在一些实施例中，指令在由处理器执行时还致使处理器设置用于调制方案的初始脉冲功率，以基于距离和脉冲能量在液体中生成指数气泡。
[0014]在各种实施例中，指令在由处理器执行时还致使处理器将脉冲的功率相对于时间进行积分，并且当脉冲的功率相对于时间的积分等于脉冲能量时终止脉冲。
[0015]在各个实施例中，指令在由处理器执行时还致使处理器基于距离将靶点分类为远处靶点，并且基于将靶点分类为远处而将初始脉冲功率设置为最大系统功率电平。在各个这样的实施例中，调制方案被配置为通过在从指数气泡的开始到塌陷的时间的0.7倍和1.3倍之间的周期内循环来获得谐振效应。
[0016]在另一个方面，本公开涉及至少一个非暂时性计算机可读介质，其包括一组指令，该组指令响应于由处理器电路执行而致使处理器电路执行以下中的一个或多个：确定用于光纤激光器的脉冲能量；识别光纤激光器的尖端和靶点之间的距离，其中液体位于光纤激光器的尖端和靶点之间；基于距离确定调制方案；设置用于调制方案的初始脉冲功率，以基于距离在液体中生成指数气泡；以及根据调制方案经由光纤激光器发起脉冲，其中调制方案在初始脉冲功率下发起脉冲之后降低脉冲的功率。
[0017]在一些实施例中，调制方案在为指数气泡达到最大尺寸而估计的时间处将脉冲的功率增加到最大系统功率电平。在一些这样的实施例中，该组指令响应于由处理器电路执行，进一步致使处理器电路基于初始脉冲功率和液体在光纤激光器的波长处的吸收系数来估计指数气泡达到最大尺寸所花费的时间。
[0018]在各种实施例中，该组指令响应于由处理器电路执行，进一步致使处理器电路：识别光纤激光器的尖端和靶点之间的更新的距离；以及基于更新的距离确定更新的调制方案。
[0019]在各个实施例中，该组指令响应于由处理器电路执行，进一步致使处理器电路设置用于调制方案的初始脉冲功率，以基于距离和脉冲能量在液体中生成指数气泡。
[0020]在许多实施例中，该组指令响应于由处理器电路执行，进一步致使处理器电路将脉冲的功率相对于时间进行积分，并且当脉冲的功率相对于时间的积分等于脉冲能量时终止脉冲。
[0021]在又一个方面中，本公开可包括一种方法，其包括以下一个或多个：确定用于光纤
激光器的脉冲能量；识别光纤激光器的尖端与靶点之间的距离，其中液体位于光纤激光器的尖端与靶点之间；基于距离确定调制方案；设置用于调制方案的初始脉冲功率，以基于距离在液体中生成指数气泡；以及根据调制方案经由光纤激光器发起脉冲，其中调制方案在初始脉冲功率下发起脉冲之后降低脉冲的功率。
[0022]在一些实施例中，该方法包括在指数气泡的膨胀期间调制脉冲功率下降以及在指数气泡的塌陷期间调制脉冲功率上升。
[0023]在各种实施例中，该方法包括基于距离将靶点分类为远处靶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：光纤激光器；以及控制器，其包括处理器和存储器，所述存储器包括指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：确定用于所述光纤激光器的脉冲能量；识别所述光纤激光器的尖端与靶点之间的距离，其中，液体位于所述光纤激光器的尖端与所述靶点之间；基于所述距离确定调制方案；设置用于所述调制方案的初始脉冲功率，以基于所述距离在所述液体中生成指数气泡；以及根据所述调制方案经由所述光纤激光器发起脉冲，其中所述调制方案在所述初始脉冲功率下发起脉冲之后降低所述脉冲的功率。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述调制方案在为所述指数气泡达到最大尺寸而估计的时间处将所述脉冲的功率增加到最大系统功率电平。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述指令在由所述处理器执行时还致使所述处理器基于所述初始脉冲功率和所述液体在所述光纤激光器的波长处的吸收系数来估计所述指数气泡达到最大尺寸的时间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述指令在由所述处理器执行时还致使所述处理器：识别所述光纤激光器的尖端与所述靶点之间的更新的距离；以及基于所述更新的距离确定更新的调制方案。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述调制方案被配置为在所述指数气泡的膨胀期间调制脉冲功率下降并且在所述指数气泡的塌陷期间调制脉冲功率上升。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述调制方案包括初始调制频率和指令，所述指令在由所述处理器执行时还致使所述处理器基于所述指数气泡塌陷的时间、所述指数气泡达到最大尺寸的时间和从发射激光发起到气泡形成开始的时间来确定所述初始调制频率。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述指令在由所述处理器执行时还致使所述处理器设置用于所述调制方案的初始脉冲功率，以基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔南，
申请(专利权)人：鲁美斯有限公司，
类型：发明
国别省市：