專利名稱：一種即插即用的醫(yī)用光針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體是利用光纖技術(shù)向體內(nèi)注入光能量的、可用于診 斷、針灸和治療的一種即插即用的醫(yī)用光針。
背景技術(shù)：
激光本身是一種能量，而且相干性、方向性很好，強(qiáng)度可以很高，輸出波長(zhǎng)和能量精 密可控。例如，利用氬離子激光照射經(jīng)體外循環(huán)的血液，可以殺死艾滋病毒；激光光譜的 特征譜線可以用于診斷和判斷藥物的治療效果。所以，激光不但可以用于治療，還可以用 于診斷。目前，激光已經(jīng)用于皮膚病的治療，或近表面的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如在眼科和口腔科， 已經(jīng)相當(dāng)普及。但是激光進(jìn)入人體卻很困難，這是因?yàn)槿梭w的器官和組織對(duì)光不透明，光 很難進(jìn)入體內(nèi)。
最早開發(fā)的將光引入體內(nèi)的是由光纖束制成的內(nèi)窺鏡?，F(xiàn)在，這種內(nèi)窺鏡的體探頭可 以做到直徑僅1毫米，光纖像素達(dá)1萬，分辨率幾十微米，主要還是用于病變部位的診斷。 新近發(fā)展的帶有攝像機(jī)的膠囊型內(nèi)窺鏡做得很小(小0.9X2.3cm)，也僅能用于診斷，而 且很貴。弱激光照射用于治療研究很多，很有發(fā)展?jié)摿?。用于體內(nèi)治療的，首先是激光針 灸。最早開發(fā)出來的是半導(dǎo)體激光針灸器和氦氖激光針灸儀。這在上世紀(jì)末已經(jīng)有相應(yīng)的 器械出售，但是療效不理想。例如，原長(zhǎng)春光機(jī)學(xué)院研發(fā)的半導(dǎo)體激光針灸器一套三件 帶準(zhǔn)直器外形如筆的半導(dǎo)體激光器， 一個(gè)熒光池可以檢測(cè)光輸出狀況以及一個(gè)電源。這種 激光針灸的主要優(yōu)點(diǎn)是不用針刺入皮膚，因而無感染的擔(dān)心，也不會(huì)有刺痛的擔(dān)心。但是 沒有發(fā)展起來，原因有兩個(gè)， 一是人體組織的散射和吸收使得進(jìn)入體內(nèi)的光很弱，也很難 聚焦。二是選擇透光比較好的波長(zhǎng)，也會(huì)因吸收很少而熱效應(yīng)不佳，達(dá)不到針灸的目的。 氦氖激光具有活血化瘀的功效。仔細(xì)研究其機(jī)制發(fā)現(xiàn)是血紅細(xì)胞的變形能力增加了。用于 血管內(nèi)照射也己經(jīng)有儀器了。 1984年開始的低強(qiáng)度激光血管內(nèi)照射得到了成功的應(yīng)用。 中國科學(xué)院安徽光機(jī)所開發(fā)的型號(hào)為YNHO-A型的氦氖激光血管內(nèi)照射儀在肢體內(nèi)閉塞 性血管病治療中應(yīng)用取得好的結(jié)果。但是光纖進(jìn)入體內(nèi)的方法依然是一個(gè)問題，光纖的插 入和固定都不容易，難于廣泛使用和推廣。
為了使光能通過光纖進(jìn)入體內(nèi)，實(shí)用新型專利CN00205098.6 "—種激光針灸針"利 用激光治療儀器中使用的穿刺套管針，其改進(jìn)之處是先后將針灸針和光纖針插入穿刺套管 針，插入的針灸針或光纖針設(shè)計(jì)有針座，由開有卡槽的圓臺(tái)與相應(yīng)的卡銷固定。但是使用 穿刺導(dǎo)管針，均沒有解決光纖的插入和固定的問題。這種針灸針到現(xiàn)在還未能推廣，有以
下幾點(diǎn)原因
1、這種激光針灸針在操作時(shí)先用含有針灸針的導(dǎo)管針感受到穴位以后，再拔除針灸 針，插入光纖針，操作起來是繁瑣的。而且，如果針灸針與穿刺導(dǎo)管之間為緊配合，在拔
3除時(shí)必然抽出體液；即使不是緊配合，也可能抽出體液。因?yàn)樵卺樇馓幱幸粋€(gè)不小于100 微米的小孔。在下一步插入光纖時(shí)，不論是否重新推入抽出的體液，都可能出現(xiàn)事故。2、 光纖加套是常規(guī)技術(shù)，己經(jīng)是專業(yè)工作者的常識(shí)。對(duì)于特殊應(yīng)用，通常加多層套。因此， 對(duì)于醫(yī)用光針的加套，也應(yīng)該有特殊的要求，例如管徑和剛度的要求，松套和緊套的要求。 該專利對(duì)套管沒有提到應(yīng)該考慮到的特殊要求。3、這種激光針灸針尖為圓錐，而光纖針 端面，從圖上看是平頂。即使用標(biāo)準(zhǔn)石英光纖，直徑最小也有110微米。刺入人體的疼痛 感會(huì)比較大。而如果光纖是裸纖，有折斷的危險(xiǎn)，也很難確認(rèn)是否到位。如果光纖帶包層， 會(huì)增加光針的總直徑，從而增加病人的疼痛感覺。光纖如果能隨意插進(jìn)拔出，要求導(dǎo)管針 內(nèi)表面拋光，而且肯定會(huì)保留一定的間隙，這導(dǎo)致較多不確定因素存在。盡管申明為一次 性使用，為保持使用方便和清潔衛(wèi)生的要求，成本會(huì)有大幅度增加。4、帶卡槽的圓盤， 新設(shè)計(jì)和加工會(huì)比較貴，因?yàn)楣饫w技術(shù)屬精密技術(shù)。5、該實(shí)用新型專利是針對(duì)針灸，工 作范圍小而難于得到使用。
另一方面，從波導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展來看，以前追求的目標(biāo)是能夠彎曲和靈活性，使得光能 經(jīng)彎曲的路徑到達(dá)需要的地方，同時(shí)確保光纖不會(huì)折斷和漏光。光纖的外導(dǎo)管為塑料或尼 龍最適合這種要求。即使對(duì)于海底光纜用不銹鋼增強(qiáng)，也是由鋼絲編織的導(dǎo)管，使得能夠 彎曲。目前，所有光纖都是巻成筒型運(yùn)輸，就是利用了光纖可彎曲的性質(zhì)。但是當(dāng)障礙物 不能繞過，只能靠穿透、透射、散射或衍射傳輸時(shí)，如何控制和使用光便成了一個(gè)亟待解 決的技術(shù)問題，例如，當(dāng)人體需要注射光以達(dá)到治療目的時(shí)，需要一種能夠方便施力且以 最短距離準(zhǔn)確到達(dá)病變部位的器械。本實(shí)用新型中的鋼套管光纖采用了退火以增加其韌 性，淬火增加其鋼度，套管和光纖之間為緊配合，或以粘結(jié)劑固化形成實(shí)心復(fù)合結(jié)構(gòu)光纖。 由這種鋼套管光纖制造的光針可以以最短的直線距離準(zhǔn)確到達(dá)病變部位。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種即插即用的醫(yī)用光針，實(shí)現(xiàn)體 內(nèi)光能量治療，用便捷的辦法，使激光通過光纖傳輸直接進(jìn)入體內(nèi)進(jìn)行治療，突破生物機(jī) 體和組織對(duì)光不透明的限制，減少光能量損耗。同時(shí)，利用光學(xué)極髙靈敏度的特點(diǎn)，用光 探測(cè)體內(nèi)的生理過程。
本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種即插即用的醫(yī)用光針包括光纖(3)和不銹鋼套管(1)，不銹鋼套管(1)位于外 層，內(nèi)層是光纖(3)，在光纖和不銹鋼管之間填充粘結(jié)劑(2)固化形成實(shí)心復(fù)合結(jié)構(gòu)； 醫(yī)用光針的針尖端為一次性注射針針尖形狀，醫(yī)用光針的另一端制成可插入光纖耦合器的 光針接插頭。
所述的針尖端的光纖有三種端面與不銹鋼套管表面平齊的光滑平面、有聚光作用的
光滑球面或表面不光滑的粗糙表面。
所述光針接插頭，精密設(shè)計(jì)為可插入光纖耦合器緊配合結(jié)構(gòu)，經(jīng)光纖適配器連接，成 為光纖耦合器的組成部分。
所述光針接插頭具有與連接光纖相同的外徑，與耦合器的一種耦合方式是將接插頭在V型槽(5)和定位銷(4)準(zhǔn)確引導(dǎo)下插入光纖耦合器，實(shí)現(xiàn)高效耦合，是一種即插即用 的器件。
本實(shí)用新型的一種即插即用的醫(yī)用光針在針頭部位的外部形狀和尺寸與一次性注射 用針針頭相同， 一種方案是采用已經(jīng)有的外徑0.7毫米和0.45毫米兩種醫(yī)用注射針，針尖 角度12度。也可以設(shè)計(jì)制造直徑小于0.5毫米的各種直徑和各種長(zhǎng)度的光針，這種針是 實(shí)心的，只能通光。
針尖端的光纖的端面根據(jù)需要制成平面和球面的形式，滿足不同的照明區(qū)域需要和有 利于診斷信息的采集。球形端面，起微透鏡作用。微透鏡的作用是使出射光在前方會(huì)聚。 這種端面由激光端面融化冷卻自然成型。針尖的光纖端面還可以有其他形式。根據(jù)臨床需 要，例如需要更柔和以及更寬范圍的照明，端面可以制成表面不光滑的粗糙表面。
采用注射針的形式，設(shè)計(jì)外形如注射針，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為光波導(dǎo)，并具體化為光纖，光針 直接插入體內(nèi)直到病變部位。光針的另一端通過耦合器從包括半導(dǎo)體激光器在內(nèi)的各種可 調(diào)諧光源或?qū)拵Ч庠传@取光能量，實(shí)現(xiàn)光能量注入。增加分束耦合器可將治療和診斷信息 傳送到相關(guān)探測(cè)器用于分析。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果
(1) 本實(shí)用新型利用了機(jī)體對(duì)針孔微創(chuàng)損傷容易自行修復(fù)的特點(diǎn)，用光針的形式將 光導(dǎo)入體內(nèi)。由此可以在體內(nèi)開展不用藥物的能量治療。
(2) 能量治療避免了藥物本身產(chǎn)生廢棄物的問題，是對(duì)人體和環(huán)境安全的治療。注 入能量幫助體能恢復(fù)是一種增強(qiáng)人自身體能的方法。
(3) 光纖加強(qiáng)之后具有足夠的韌性和剛度，結(jié)合尖銳的針頭，容易施力和準(zhǔn)直，所 以，光針可以容易插入體內(nèi)任何部位實(shí)現(xiàn)能量注入。
(4) 實(shí)心的光針比同尺寸的空心注射針的機(jī)械性能更好。
(5) 克服了機(jī)體不透光的限制。以前光進(jìn)入體內(nèi)只能經(jīng)過食管氣管等已經(jīng)有的管道， 現(xiàn)在可以到任意部位。
(6) 可以反饋治療和診斷的信息。
(7) 使用可以很靈活。批量生產(chǎn)以后，價(jià)格會(huì)比較低，可以開發(fā)一次性針頭，而保 持比較貴的光源和耦合器長(zhǎng)期使用。也可以一次注射多次更換光源或采用可調(diào)諧光源。
(8) 容易在機(jī)體表面固定光注入位置。
(9) 一般醫(yī)務(wù)人員容易掌握和使用。
(10) 擴(kuò)展傳統(tǒng)針灸的工作范圍，增加傳統(tǒng)針灸的能力到包括光的運(yùn)用，同時(shí)克服現(xiàn) 有激光針灸光到達(dá)穴位敏感部位受到嚴(yán)重散射損耗的情況。


圖1為醫(yī)用光針針頭外部形狀；
圖2為光纖端面與針尖平面平齊的光針；
圖3為光纖為球形端面的醫(yī)用光針；
圖4為醫(yī)用光針與光纖耦合器的裝配圖；圖5為一種便攜式醫(yī)用光針；
圖6為一種便攜式醫(yī)用光針的A-A剖面圖7為一種便攜式醫(yī)用光針的局部放大圖8為接光纖耦合器的光針。
圖中1、不銹鋼套管；2、光纖和不銹鋼管之間的填充連接劑；3、光纖；4、定位銷; 5、 V型槽；6、 一分二耦合器；7、醫(yī)用光針；8、 二極管的輸出耦合器；9、裸光纖；10、 耦合頭；11、金屬保護(hù)套；12、固緊螺母；13、金屬外套；14、緊配合塑料管；15、端口 一；16、端口二； 17、端口三。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 實(shí)施例1
本實(shí)用新型的醫(yī)用光針包括光纖G)和不銹鋼套管(1)，不銹鋼套管(1)位于外層， 芯為光纖G)，在光纖和不銹鋼管之間填充粘結(jié)劑(2);如圖2所示。醫(yī)用光針在針尖部 位的外部形狀與一次性注射用針針尖如圖1所示相同，可以采用已經(jīng)有的外徑為0.7毫米 的醫(yī)用注射針，針尖角度12度，針尖部位的光纖端面根據(jù)需要制成平面和球面的形式， 如圖2和3所示。
圖4為醫(yī)用光針與光纖耦合器的裝配圖，耦合器輸出端的耦合頭10含裸光纖9，對(duì) 裸光纖9具有定位準(zhǔn)直作用，金屬保護(hù)套11的限位作用與固緊螺母12配合，與光纖耦合 器的輸入端連接，完成光的耦合傳輸作用。醫(yī)用光針7的光針接插頭插入光纖耦合器的輸 出端，由金屬外套13保護(hù)加固。 實(shí)施例2
本實(shí)用新型可以制作成一種便攜式醫(yī)用光針，用發(fā)光二極管和紐扣電池做光源，利用 用紅光，可用作針灸或者對(duì)準(zhǔn)血栓，化解血栓。輸出光的光譜波段和功率由發(fā)光二極管本 身控制，照射劑量由工作時(shí)間和電池的壽命控制。如圖5所示的一種結(jié)構(gòu)，用普通紅色高 亮度發(fā)光二極管。小型的發(fā)光二極管與紐扣電池直接裝入不銹鋼套管1內(nèi)。市售的小型發(fā) 光二極管直徑是3毫米。但是芯片尺度僅0,24毫米。直接采用芯片將引線導(dǎo)出，套筒底 部裝反射鏡。套筒上緊時(shí)二極管亮，同時(shí)聚焦耦合進(jìn)入光纖再耦合進(jìn)入醫(yī)用光針，從底部 透明窗口可見到散射光。這種耦合對(duì)準(zhǔn)的夾緊對(duì)準(zhǔn)方法如圖6所示。由圖7看到同一尺度 的鋼套光纖制成二極管的輸出耦合器的輸出端面為球面，該輸出耦合器平放在精密陶瓷制 成的V型槽5上，由定位銷4夾緊。使用時(shí)，平頂拋光的醫(yī)用光針7直接插入，直到與 二極管的輸出耦合器8頂端球面接觸,上緊套筒直到二極管點(diǎn)亮，醫(yī)用光針就可以工作了 。 輸出耦合器的球形端面，可用專門的模具，模壓成型，直接成為發(fā)光二極管的外形封裝， 使器件的結(jié)構(gòu)更為緊湊。具有方便攜帶，操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)施例3
本實(shí)用新型還可以達(dá)到精密控制能量和監(jiān)控治療效果，工作原理如下醫(yī)用光針的光 針接插頭接入光纖跳線，跳線另一端接一分二耦合器6，如圖8: —分二耦合器6，有三個(gè)端口。端口一 15連接到激光器，是光的輸入口。端口二 16是輸出口，直接與光針耦合,
然后從針尖輸出光能量。在針尖處的反射光和激發(fā)的光熒光會(huì)被收集原路返回，按方向耦
合原理從端口三17出，端口三17連接到探測(cè)器，變成電信號(hào)進(jìn)行分析處理。輸入光為光 波長(zhǎng)可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器，因此可以在一定范圍調(diào)節(jié)入射光波長(zhǎng)，或者方便地更換不同 波長(zhǎng)的激光器。照射計(jì)量也在光源處控制。激光器工作于連續(xù)和脈沖兩種模式。在連續(xù)工 作模式，照射劑量直接由輸出功率和照射時(shí)間控制。由于半導(dǎo)體激光器為注入受激輻射， 照射劑量控制可直接由電子學(xué)方法完成。在脈沖工作模式，可以由脈沖數(shù)和每脈沖功率的 乘積決定，所以注入能量能更精密地控制。
權(quán)利要求1、一種即插即用的醫(yī)用光針，其特征在于包括光纖(3)和不銹鋼套管(1)，光纖(3)插入不銹鋼套管(1)中，之間填充粘結(jié)劑(2)，形成實(shí)心復(fù)合結(jié)構(gòu)，醫(yī)用光針一端為針頭，針頭端的不銹鋼套管為一次性注射針的針頭形狀，另一端制成插入光纖耦合器的光針接插頭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光針，其特征在于所述的光纖(3)在針頭端有三種表面:與不銹鋼套管表面平齊的光滑平面、有聚光作用的光滑球面或表面不光滑的粗糙表面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的醫(yī)用光針，其特征在于所述的光針接插頭與光纖耦合器的耦合方式是經(jīng)光纖適配器連接，成為光纖耦合器的組成部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光針，其特征在于所述的光針接插頭與光纖耦合器的 耦合方式是將光針接插頭在V型槽(5)和定位銷(4)準(zhǔn)確引導(dǎo)下插入光纖耦合器，實(shí) 現(xiàn)高效耦合，是一種即插即用的器件。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種即插即用的醫(yī)用光針，是利用光纖技術(shù)向體內(nèi)注入光能量的、可用于診斷、針灸和治療的一種醫(yī)用光針，是采用注射針的形式，設(shè)計(jì)外形如注射針，是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)實(shí)心針，芯為光纖，光針直接插入體內(nèi)直到病變部位。光針的另一端制成插入光纖耦合器的光針接插頭，插入通用的光纖耦合器從包括半導(dǎo)體激光器在內(nèi)的各種可調(diào)諧光源或?qū)拵Ч庠传@取光能量，實(shí)現(xiàn)光能量注入。增加分束耦合器可將治療和診斷信息傳送到相關(guān)探測(cè)器用于診斷分析。
文檔編號(hào)A61N5/06GK201361376SQ20092004968
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者劉頌豪, 郭邦紅 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)