[發明專利]激光醫療方法及設備

在審

• 申請號: 201811579569.2
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN111345893A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 熊振宏;于睿;苑振濤
• 申請（專利權）人: 愛科凱能科技（北京）股份有限公司
• 主分類號: A61B18/26
• 分類號: A61B18/26;A61B18/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種新型的激光醫療手術方法及設備，利用在激光主脈沖上疊加一個或多個參數可調控的激光尖峰脈沖，顯著提高激光醫療手術的效率，并增加手術安全性。

技術領域

激光在醫療手術領域的應用及設備，特別是對波長在2微米附近的脈沖激光，經過對其常規的激光脈沖波形的控制改變，應用于人體內結石的粉碎去除、前列腺等軟組織切除、骨科應用等。

背景技術

激光在醫療領域已經得到了廣泛的應用，并產生顯著的社會效益及經濟效益。近十多年來，波長在2微米左右的激光脈沖，因其波長位于水分子的強烈吸收峰之一，在泌尿系結石的粉碎應用中，與采用其他激光波長的激光脈沖相比具有明顯的優越性。同時此種激光醫療手術與以往其他手術方法相比，如超聲碎石、電刀碎石等，更具有許多獨特的優勢，如手術的安全性高（不易對其他人體組織產生短期或長期的傷害），手術方便（激光脈沖可以通過光纖，經內窺鏡直達碎石部位，在目視下操作）等。因此波長為2微米左右的激光脈沖碎石已成為結石醫療處理的金標準。同樣的原因使其也被廣泛應用于如前列腺軟組織切除、骨科中許多疾病的治療手術中，其應用日趨廣泛。

目前此類2微米波長激光碎石或前列腺切割手術設備，都采用基本上為鐘形或矩形的激光脈沖形狀，激光脈沖重復頻率為1至100赫茲，激光輸出平均功率為10瓦至120瓦。其中高功率的激光輸出往往需要通過2至4臺激光器輸出的合成來實現。

本專利申請權利人，愛科凱能科技（北京）股份有限公司，已研發了采用將常規2微米激光脈沖與其他短波長短脈沖寬度激光器的組合，以期實現更好的碎石效果的產品，參見專利CN103815965A，“一種激光醫療設備“。它采用兩個激光器，一個為常規的1.9至3 微米激光器，另一個為0.2至1.5微米短脈沖寬度激光器，脈沖寬度為0.2至1.5 微秒。兩激光器輸出經光束復合器合束輸出。該發明的設備在泌尿系結石的碎石實際應用效果與常規2微米激光脈沖相比有一定改進，但必須需要使用兩臺激光器的缺點是設備成本高。

美國Trimedyne公司的雙脈沖2微米設備（美國專利US6998567），利用一臺或兩臺激光器，產生兩個或多個同樣的常規激光脈沖組成的脈沖組，他們在時間上具有幾十微秒量級的間隔，在骨科手術中表現出了較常規的單個2微米激光脈沖設備較大的優越性。但該設備在激光碎石方面，從綜合性價比來看，與常規2微米設備相比，優勢有限，因為若用單個激光器產生脈沖組，激光器的總平均輸出功率仍受限于激光器本身的功率水平。脈沖組中每個脈沖仍為常規的脈沖形狀，限制了手術效率的改進余地。若用兩個激光器，那么其效果與一般的兩個激光器的碎石效果并無明顯優勢。

醫療應用實踐表明，大部分泌尿系結石采用80瓦以下的2微米激光脈沖已可以進行有效的破碎，手術的速率令人滿意。但也偶爾遇到少數結石，即使在采用100瓦激光功率時，仍不能滿意破碎。

進一步提高激光功率，不但涉及更昂貴的設備成本，同時亦會增加手術的不安全性。能在現用激光功率水平下，加快碎石及軟組織切割的有效性及速率，或更優化各種骨科手術應用，縮短手術時間，提高手術安全性，并不斷拓展應用領域是現下這類激光醫療方法及設備面對的一大挑戰。

發明內容

本發明通過在常規的鐘形或矩形2微米激光主脈沖上，疊加一個或多個參數可調的尖峰激光脈沖，使得在主脈沖平均功率不增加甚至降低下調的情況下，大大提高激光手術的有效性，速率及安全性，顯著提高激光脈沖碎石的爆破能力，改善軟組織的切割效率以及骨科手術的效率。

尖峰脈沖的可調參數包括其激光波長，脈沖的個數，與主脈沖的時間關系，尖峰脈沖本身的脈寬及能量等。尖峰脈沖參數的調整選用可因具體醫療手術而異，以保證醫療手術的最佳效果。在同一手術的不同時刻，依據手術進行情況，尖峰脈沖的各項參數也可以程控，隨手術進行而改變參數，以進一步優化手術效果，增加安全性。同時，由于尖峰脈沖的存在，在優化醫療手術效果前提下，有可能降低對主脈沖功率的需求，從而進一步提高激光醫療手術的安全性。

附圖說明