[實用新型]醫用多波長激光裝置

無效

• 申請號: 200720149318.1
• 申請日: 2007-05-28
• 公開（公告）號: CN201054458Y
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 梁志遠
• 申請（專利權）人: 北京光電技術研究所
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/05;H01S3/10;G02F1/35;A61B18/20;A61N5/067
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉芳

技術領域

本實用新型涉及一種激光裝置，特別涉及醫用多波長激光裝置。

背景技術

激光具有高亮度性和高方向性，易于控制并可聚焦，還可以用光纖傳輸導入體腔，激光還具有單色性和相干性等特點，使得激光在醫學中獲得廣泛應用。其中大多數醫療應用是利用激光能量的熱效應使肌體組織凝固止血或汽化切割而達到治療的目的。

人體組織中含有約80％的水分，因此水對各種不同波長激光的吸收表征了肌體對激光的吸收持性。如圖1水對波長為2.94μm的摻鉺釔鋁石榴石(Er:YAG)激光、10.6μm的CO₂激光和2.09μm的摻鈥釔鋁石榴石(Ho:YAG)激光的吸收率比波長為1.06μm的摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光分別高約4、3、2個量級，波長為1.06μm的Nd:YAG激光的能量滲入肌膚較淺就被全部吸收，因此在瞬間就將組織汽化而具有很好的切割性能，是理想的手術切割工具。但是Er:YAG激光不能通過石英光纖傳輸，特種光纖價格昂貴；Ho:YAG激光對工作溫度的要求較嚴，給設備制造帶來一定的難度。CO₂激光的導光纖維效率較低，一般需要導光關節臂傳輸，不便于進入體腔。反過來，由于水對1.06μm的摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光吸收率小，所以1.06μm的Nd:YAG激光具有滲透肌體組織深的優點，其深度可達10mm，這也就是它具有較好的凝固組織和止血的原因，但是切割作用較差。在切割人體組織時需用數十瓦激光功率，實際上是使組織逐步加熱凝固直至碳化和汽化后才將組織切割開來，切割的速度慢，碳化的傷口也不容易愈合。

另外，由于人體中不同組織含有的成份不同，不同的組織對各種不同波長激光的吸收率也不同。如圖1所示，血紅蛋白對波長為532納米的倍頻摻釹釔鋁石榴石激光有很高的吸收系數，大約比它對波長為1.06微米的基頻摻釹釔鋁石榴石激光的吸收系數高兩個量級。在特定的組織，如富含血紅蛋白的良性前列腺增生組織中，由于血紅蛋白對532納米波長的綠激光有很高的吸收系數，因此它可迅速地吸收該波長激光能量產生溫升，從而汽化。目前，醫界就是利用這一特性，通過良性前列腺增生選擇性吸收532納米激光的特性，實現了汽化切除手術。

綜上所述，如果一個激光醫療系統要對富含水的組織和富含血紅蛋白的組織具有高效汽化切割功能，同時又具有良好凝固止血功能，就應該具有多個激光波長的輸出。但是，目前還沒有基于一個激光器即可輸出3～6個波長的激光醫療系統，本實用新型就針對這個不足提出解決方案。

實際上Nd:YAG激光除1.06μm波長可形成振蕩放大輸出外，還存在1.32μm和1.44μm波長振蕩放大輸出的可能性。1.32μm波長輸出已用于測距。因為1.44μm波長的激光振蕩放大特別難于形成，因此在國內尚未實際應用。從圖2中可以更清楚地看到：水對1.44μm波長的Nd:YAG激光的吸收率比對波長為1.06μm的Nd:YAG激光的吸收率也高約2個多量級，而和Ho:YAG激光相似或者略高。Nd:YAG激光僅能滲入組織約0.4mm，具有較好的切割汽化組織的性能，Nd:YAG激光可以通過石英光纖進行傳輸，在醫療應用中能夠達到既方便操作、切割效果又好的要求。比起Ho:YAG激光，Nd:YAG激光更具有運行成本低的優點，是非常值得開發的醫用激光器。而1.32μm波長的Nd:YAG激光對富含水的組織的汽化切割和凝固止血功能則介于1.44μm波長的Nd:YAG激光和1.06μm波長的Nd:YAG激光之間。

另外，1.06μm波長、1.32μm波長和1.44μm波長的Nd:YAG激光的基頻光還可以通過倍頻晶體獲得0.53μm波長的綠激光、0.66μm的紅激光及0.72μm波長的深紅激光。綠激光可以用來汽化切割富含血紅蛋白的組織，而紅激光可以用來進行理療。可見光波段的激光也可以與吸收該波長激光的光敏劑配合用于光動力學治療。

由于1.44μm波長激光的激發截面遠比1.06μm波長激光的激發截面要小，甚至比1.32μm波長激光的激發截面也小，增益系數很低，所以很難產生1.44μm激光的輸出。為了實現1.44μm波長激光的振蕩放大輸出就必須抑制1.06μm和1.32μm波長激光的振蕩放大，只有解決了這一問題才可能獲得1.44μm波長激光的輸出。

實用新型內容