[發明專利]一種超低附帶損傷的激光手術刀

有效

• 申請號: 202110561547.9
• 申請日: 2021-05-22
• 公開（公告）號: CN113346348B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 彭欽軍;陳中正;宗楠;申玉;張申金;薄勇
• 申請（專利權）人: 齊魯中科光物理與工程技術研究院
• 主分類號: H01S3/108
• 分類號: H01S3/108;H01S3/08;H01S3/00;H01S3/16;A61B18/20
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發明涉及一種超低附帶損傷的激光手術刀，包括相連接的控制器、激光源、光束整形模塊、光束傳輸模塊和手持輸出端模塊；其中，所述激光源為6.45μm激光源，用于產生6.45μm激光；所述光束整形模塊用于將激光源產生的6.45μm激光進行整形；所述光束傳輸模塊用于將經光束整形模塊整形后的6.45μm激光進行傳輸；所述手持輸出端模塊用于將經光束傳輸模塊傳輸的6.45μm激光進行輸出；所述控制器用于控制激光源。本發明能夠降低系統復雜性，大幅提高激光手術刀的電光效率和穩定可靠性，實現高效率緊湊的6.45μm激光輸出，以此激光為患者手術能夠大幅降低附帶損傷，顯著提高治療效果，從而使相關患者的痛苦得到充分降低。

技術領域

本發明涉及醫療儀器技術領域，特別涉及一種超低附帶損傷的激光手術刀。

背景技術

高精度、低附帶損傷激光可作為激光刀，在組織細胞分離、精準外科手術等生物、醫療領域具有重要應用價值。腦/脊椎腫瘤嚴重影響人類神經系統的功能及生命，其及時發現與清除極為重要，由于神經中樞血管豐富，手術過程中對重要功能區的神經中樞、血管等的附帶損傷將影響患者生存質量甚至生命。6.45μm激光由于對水和蛋白質的特殊效應而受到廣泛關注，基于其作用時產生的蛋白質結構變性與水吸收提供爆破力雙重效應結合的激光消融機理，該波長激光用于神經中樞組織和眼部等部位切割時的附帶損傷極小、可達單細胞量級；如與傳統手術刀、電凝、以及紫外、可見、近紅外～1μm、中遠紅外3μm、10.6μm等激光相比，6.45μm激光切口清晰，其切除精度可達單細胞量級、附帶損傷μm量級，是腦/脊椎微創手術的理想選擇。

目前，6.45μm激光產生途徑主要有：自由電子激光器(FEL)、鍶蒸氣激光器、氣體拉曼激光、基于非線性光學頻率變換技術的固體激光器；其中，自由電子激光器(FEL)結構復雜、體積龐大(占用5層樓)、運行維護繁瑣、費用昂貴，且激光性能受限(功率mW級)，目前尚無法深入開展生物效應以及臨床醫學等研究；鍶蒸氣激光器方便且功率可達2.5W，但其存在高壓、大電流放電管壽命短以及高溫下金屬鍶易與激光放電管發生化學反應等缺陷；氣體拉曼激光技術采用氫氣作為拉曼激光介質，多階變頻，獲得目標波長激光，但是其穩定性低且維護復雜；而固體激光器變頻結構緊湊、穩定性高，可實現手術室臺面運行，適合臨床操作，是獲得6.45μm激光最有發展前景的技術手段之一，但受限于晶體損傷閾值，技術難度大。

現有全固體變頻的中紅外激光產生技術路線主要是采用780nm半導體激光泵浦Tm:YLF晶體產生1.9μm激光，再級聯泵浦Ho:YAG晶體產生2.1μm激光，最終通過ZGP晶體變頻產生中紅外激光。但是，受限于Tm:YLF晶體的熱力學性能，其難以承受高功率運轉，模塊多、系統復雜、電光效率低。

摻Tm的YAG晶體(Tm:YAG)是目前熱機性能最優、使用最廣泛的激光增益晶體的基質材料。但是，由于Tm:YAG激光量子虧損大、熱效應嚴重，且增益譜線豐富、激光通道多，特定波長輸出困難、難以實現高功率偏振激光輸出。

因此，亟需研究開發出超低附帶損傷的激光手術刀，能夠穩定輸出高功率6.45μm激光，且結構優化易維護，從而提高相關患者的治療效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種超低附帶損傷的激光手術刀，實現高功率6.45μm激光輸出，增強穩定性，為相關患者的手術提供可靠保障，降低附帶損傷，提高治療效果，從而有效降低相關病患的痛苦。

本發明解決技術問題的技術方案是：一種超低附帶損傷的激光手術刀，包括相連接的控制器、激光源、光束整形模塊、光束傳輸模塊和手持輸出端模塊；其中，所述激光源為6.45μm激光源，用于產生6.45μm激光；所述光束整形模塊用于將所述激光源產生的6.45μm激光進行整形；所述光束傳輸模塊用于將經所述光束整形模塊整形后的6.45μm激光進行傳輸；所述手持輸出端模塊用于將經所述光束傳輸模塊傳輸的6.45μm激光進行輸出；所述控制器用于控制所述激光源。

進一步地，在本發明所述的超低附帶損傷的激光手術刀中，所述光束傳輸模塊為導光臂或者光纖。