專利名稱:激光診斷治療裝置的制作方法
本發(fā)明屬于醫(yī)用激光診斷治療裝置。
JP59-40869提出用準(zhǔn)分子激光泵浦染料激光器診斷治療腫瘤。診斷治療前，把對腫瘤有親和性的光敏物質(zhì)血卟啉衍生物(HPD)注入人體內(nèi)，經(jīng)一定時間后，使波長為405nm的準(zhǔn)分子激光泵浦的第二染料激光通過導(dǎo)光系統(tǒng)，照射到人體組織。此時，吸收了HPD的腫瘤發(fā)出峰值為630nm和690nm的紅色特征熒光，而正常組織因剩有的HPD很少，不會發(fā)出紅色特征熒光。導(dǎo)光系統(tǒng)接收和傳輸熒光，經(jīng)光信號處理系統(tǒng)和顯示記錄系統(tǒng)，記錄光譜曲線，分析曲線是否存在特征熒光峰即可確診人體組織是否存在腫瘤。用波長為630nm的準(zhǔn)分子激光泵浦的第一染料激光作為治療光，經(jīng)導(dǎo)光系統(tǒng)照射到腫瘤組織，腫瘤中被激勵的HPD因返回基態(tài)發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，其周圍的氧變成單態(tài)氧，使腫瘤細胞變性壞死達到治療的目的。治療激光是60赫或1赫的低重復(fù)率脈沖激光，脈沖寬度為30ns，單脈沖能量在數(shù)毫焦耳至100毫焦耳之間，它對較深處(約25mm～50mm)的腫瘤有破壞作用。但由于激光單脈沖功率大，容易引起腫瘤組織氣化，造成未失活的腫瘤組織細胞“飛濺”轉(zhuǎn)移。另一方面，由于激光器的脈沖重復(fù)率低，平均功率小，激勵HPD能量不大，光化學(xué)反應(yīng)緩慢，給治療帶來很大不便。此外該診斷治療裝置利用了三臺激光器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴。
本發(fā)明旨在解決已有技術(shù)中的這些問題，提出一種結(jié)構(gòu)簡單的激光診斷治療裝置。
本發(fā)明的要點在于激光診斷治療裝置的光源系統(tǒng)采用金銅混合蒸汽激光器或金錳混合蒸汽激光器，金銅或金錳混合蒸汽激光器可采用拆卸式或流動式或流動拆卸式。金銅混合蒸汽激光器的工作物質(zhì)可采用金和銅的混合物，最佳混合比可為金∶銅＝4∶1。金銅混合蒸汽激光器平均功率為1瓦～10瓦，峰值功率為5千瓦～50千瓦，脈沖重復(fù)率為4KHz～12KHz，三種波長的最佳激光功率比可以是511nm∶578nm∶628nm＝3∶1∶2.5。波長為511nm的綠色激光用作診斷激發(fā)光，波長為628nm的紅色激光用作治療光，由于它是在最佳治療效果的波長630nm附近，并且具有高而適中的平均功率和峰值功率，因此是較理想的治療激光。
傳輸光的系統(tǒng)可包括傳輸治療光的普通的第二光纖維系統(tǒng)，傳輸熒光的普通光纖，傳輸診斷光的第一光纖系統(tǒng)，而第一光纖系統(tǒng)可采用光纖散焦耦合系統(tǒng)，它可以由光纖、移動的透鏡和固定的光纖夾持架組成，或可以由光纖、固定的透鏡和移動的光纖夾持架組成，或可以由光纖、移動的透鏡和移動的光纖夾持架組成。該裝置使通過透鏡的診斷激光聚焦在光纖輸入端面之前或之后的位置上，這樣，到達光纖輸入端面的激光光斑直徑比光纖的實際直徑大，只有部分激光耦合到光纖中，從而符合診斷的要求。當(dāng)移動光纖輸入端面的位置或透鏡的位置就可使診斷光強在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，可方便地得到診斷所需的最佳平均光功率為50mw至400mw，不必調(diào)整激光輸出功率或在光纖耦合裝置前插入衰減片。
光信號處理系統(tǒng)可以包括熒光濾光片組，濾光片組中的每個濾光片對波長450nm至600nm范圍內(nèi)的光可濾除，而對波長為600nm至690nm范圍內(nèi)的光透射率可為40%至80%。因此，該濾光片組對吸收了HPD的腫瘤細胞被激發(fā)出的紅色特征光透過，而濾除了波長為511nm的激發(fā)光等背景雜散光，使診斷符合率大大提高。
本發(fā)明的優(yōu)點是(1)一種診斷治療兩用，結(jié)構(gòu)簡單的醫(yī)療儀器，診斷符合率高，治療效果好，通過光纖和內(nèi)窺鏡還可以對人體體腔內(nèi)部的腫瘤進行診斷治療;(2)具有連續(xù)波激光醫(yī)療儀的特點，平均功率高而適中，治療時既不會使人體組織表面燒傷，又能使光化學(xué)反應(yīng)迅速，有效地殺死腫瘤細胞;(3)具有脈沖醫(yī)療儀的特點，脈沖峰值功率高而適中，既能對人體組織較深處的腫瘤進行診斷治療，又不會使未失活的腫瘤“飛濺”轉(zhuǎn)移。
圖1是本發(fā)明激光診斷治療裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖。
圖2是本發(fā)明的光源系統(tǒng)金銅混合蒸汽激光器的放電管結(jié)構(gòu)示意圖。
下面是本發(fā)明的一個最佳實施例。
在本實施例中，如圖1所示，光源系統(tǒng)是拆卸流動式金銅混合蒸汽激光器〔1〕，用于診斷時，由它出射的波長為511nm、578nm和628nm的激光經(jīng)過反射鏡〔2〕和〔4〕，反射到診斷光濾光片組〔5〕，波長為578nm的黃光和波長為628nm的紅光被濾除，只有波長為511nm的綠色激光透過，經(jīng)過第一光纖系統(tǒng)即光纖散焦耦合系統(tǒng)〔6〕的透鏡〔35〕后，有部分綠色激光被耦合進入診斷光纖〔7〕中，光纖〔7〕傳輸綠色激光到被測的人體組織〔8〕，包括正常組織和吸收了HPD的腫瘤組織，使其激發(fā)出熒光。反射的熒光經(jīng)傳輸熒光的普通光纖〔9〕接收，傳輸?shù)焦庑盘柼幚硐到y(tǒng)〔10〕中的熒光濾光片組〔11〕，只有波長為600nm～690nm的熒光透過，經(jīng)光處理裝置〔12〕后在顯示記錄系統(tǒng)〔13〕得到被測人體組織熒光光譜圖。若被測組織是正常組織，則無600nm～690nm波長的紅色熒光，若被測組織含有惡性腫瘤，則有600nm～690nm的特征紅色熒光。用于治療時，固定鏡片〔2〕的支架〔3〕向上移動，使金銅混合蒸汽激光器〔1〕出射的波長為511nm、578nm和628nm的激光直接照射到治療光濾光片組〔14〕，波長為511nm和578nm的激光被濾除，不能透過，只有波長為628nm的紅色激光透過，經(jīng)傳輸治療光的普通的第二光纖系統(tǒng)〔15〕的透鏡〔16〕，使激光耦合進入治療光光纖〔17〕中，柔軟的光纖〔17〕能方便地將激光傳輸?shù)饺梭w體表及體內(nèi)進行治療。
如圖1和2所示，金銅混合蒸汽激光器的放電管采用高純度Al2O3陶瓷管，雙層套管結(jié)構(gòu)，外陶瓷管〔19〕與其兩端金屬水冷密封套〔20〕和〔21〕連接，兩空心電極〔22〕和〔23〕自由地放在內(nèi)陶瓷管〔18〕兩端，空心電極以及兩個通光窗口套〔24〕和〔25〕分別安裝在兩端的金屬水冷密封套〔20〕和〔21〕上，窗片〔26〕和〔27〕由密封的窗口套壓牢密封，可隨時拆卸，清洗放電管或加入金和銅的混合物作為激光器的工作物質(zhì)。當(dāng)激光器工作時，氣體交換系統(tǒng)〔28〕通過排氣口〔29〕對放電管抽氣，通過入氣口〔30〕對放電管內(nèi)充入緩沖氣體例如氖氣，緩沖氣體能在放電管內(nèi)流動。高重復(fù)率脈沖電源〔31〕對放電管放電，使金銅混合蒸汽激光器產(chǎn)生激光振蕩。全反鏡〔32〕和輸出鏡〔33〕是激光器諧振腔的兩個腔鏡。從輸出鏡輸出的激光平均功率為1瓦～6瓦，峰值功率為10千瓦～30千瓦，脈沖重復(fù)率為4KHz～12KHz，波長為511nm、578nm和628nm。三種波長的最佳激光功率為511nm∶578nm∶628nm＝3∶1∶2.5。
傳輸診斷光的第一光纖系統(tǒng)采用光纖散焦耦合系統(tǒng)〔6〕，金銅混合蒸汽激光經(jīng)過診斷光濾光片組〔5〕后，只有波長為511nm的綠色激光透過，通過透鏡〔35〕使綠色激光聚焦在光纖〔7〕的輸入端面之前的位置上，綠色激光光束在光纖輸入端面上的光斑直徑比光纖的直徑大，因此只有部分激光被耦合進入光纖中，透鏡〔35〕固定在可沿z方向移動的支架〔34〕上，調(diào)節(jié)支架在z軸方向來回移動，可使耦合進入光纖中的綠色激光強度連續(xù)改變，一般調(diào)節(jié)到診斷所需的最佳光強50mw至400mw范圍之內(nèi)。光纖〔7〕的前端由固定支架〔36〕固定。
光信號處理系統(tǒng)中增加了熒光濾光片組〔11〕，每個濾光片對波長為450nm～600nm的光濾除，透射率小于1%，而對波長為600nm～690nm的紅光透過率為40%～80%。
作為本實施例的一個變換，光源系統(tǒng)可以改用金錳混合蒸汽激光器，只要把所說的金銅混合蒸汽激光器中的工作物質(zhì)金銅混合物改為金錳混合物即可。
作為本實施例的又一個變換，診斷腫瘤可以不用上述的顯示記錄人體組織熒光的波譜法，而改用肉眼直接觀察人體組織受激的熒光色澤的目測法，吸收了HPD的腫瘤組織的熒光光譜在600nm～690nm的紅色波段范圍，而正常組織熒光沒有紅色熒光，當(dāng)目測到熒光帶有紅色則立即可確定發(fā)射該熒光光譜的人體組織內(nèi)有惡性腫瘤。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療診斷治療裝置，它由光源系統(tǒng)，傳輸光的系統(tǒng)，光信號處理系統(tǒng)和顯示記錄系統(tǒng)所組成，其特征在于所述的光源系統(tǒng)是金銅混合蒸汽激光器或金錳混合蒸汽激光器[1]。
2.按權(quán)利要求
1所述的一種醫(yī)療診斷治療裝置，其特征在于所說的金銅混合蒸汽激光器或金錳混合蒸汽激光器采用拆卸式或流動式或流動拆卸式。
3.按權(quán)利要求
1或2所述的一種醫(yī)療診斷治療裝置，其特征在于所說的金銅混合蒸汽激光器的工作物質(zhì)采用金和銅的混合物，最佳混合比為金∶銅＝4∶1。
4.按權(quán)利要求
1或2所述的一種醫(yī)療診斷治療裝置，其特征在于所說的金銅混合蒸汽激光器的三種波長的最佳激光功率比為511nm∶578nm∶628nm＝3∶1∶2.5。
5.按權(quán)利要求
1或2所述的一種醫(yī)療診斷治療裝置，其特征在于所說的傳輸光的系統(tǒng)包括傳輸治療光的普通的第二光纖系統(tǒng)〔15〕，傳輸熒光的普通光纖〔9〕，傳輸診斷光的第一光纖系統(tǒng)〔6〕，而第一光纖系統(tǒng)采用光纖散焦耦合系統(tǒng)，它由光纖〔7〕、移動的透鏡〔35〕和固定的光纖夾持架〔36〕組成，或由光纖、固定的透鏡和移動的光纖夾持架組成，或由光纖、移動的透鏡和移動的光纖夾持架組成。
6.按權(quán)利要求
1所述的一種醫(yī)療診斷治療裝置，其特征在于所說的光信號處理系統(tǒng)包括濾光片組〔11〕，濾光片組中的每個濾光片對波長為450nm至600nm范圍內(nèi)的光濾除，而對波長為600nm至690nm范圍內(nèi)的光透過率為40%至80%。
7.按權(quán)利要求
1或6所述的一種醫(yī)療診斷治療裝置，其特征在于所說的傳輸診斷光的光纖〔7〕輸出的診斷激光的最佳平均功率為50mw至400mw。
8.一種醫(yī)療診斷治療裝置，它包括光源系統(tǒng)和傳輸光的系統(tǒng)，其特征在于所說的光源系統(tǒng)是金銅混合蒸汽激光器或金錳混合蒸汽激光器，用肉眼直接觀察活體組織受激發(fā)射的熒光色澤。
專利摘要
激光診斷治療裝置，屬于醫(yī)用診斷治療儀器。它包括光源系統(tǒng)、傳輸光的光纖系統(tǒng)、光信號處理系統(tǒng)和顯示記錄系統(tǒng)。光源系統(tǒng)采用金銅或金錳混合蒸氣激光器，其工作物質(zhì)采用金銅或金錳混合物。當(dāng)用金銅混合工作物質(zhì)時，金銅混合蒸氣激光的波長為511nm的激光用于診斷腫瘤，波長為628nm的激光用于治療腫瘤。
文檔編號A61B6/00GK87103396SQ87103396
公開日1988年11月23日 申請日期1987年5月7日
發(fā)明者孫威, 唐傳舜, 董琪, 黃種德, 呂維敏 申請人:浙江大學(xué), 浙江省醫(yī)療器械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan