[發明專利]高重頻下輸出最大單脈沖激光能量的鈥激光治療機

在審

• 申請號: 202110683825.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113303902A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 王建衛;于睿;劉貴霞;申路加;苑振濤;熊振宏
• 申請（專利權）人: 愛科凱能科技（北京）股份有限公司
• 主分類號: A61B18/22
• 分類號: A61B18/22;A61B18/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高重頻下輸出最大單脈沖激光能量的鈥激光治療機，通過水冷卻單元的激光諧振腔冷卻水循環回路直接由水泵將水箱中的冷卻水注入鈥激光諧振腔，或再加上鈥激光棒端面修模方式，減少鈥激光棒在高重復頻率工作條件下的激光棒熱效應，使得鈥激光治療機在高重復頻率下的單脈沖激光能量有了大幅提升，同時高重頻下輸出激光束的光束質量也大幅改善，獲得在單根鈥激光棒工作條件下272um芯徑直通光纖傳輸激光頻率和能量的組合滿足同時不小于18Hz和不小于1.0J的激光輸出功率。該高重頻下輸出最大單脈沖激光能量的鈥激光治療機還實現了兩種工作狀態的激活。

技術領域

一種激光手術設備，特別是工作在高重頻下輸出最大單脈沖激光能量的鈥激光治療機。

背景技術

鈥激光由于工作波長為2100nm，是水分子的一個吸收高峰，且工作在脈沖狀態具有較高的峰值功率，因此在臨床上治療泌尿系結石，取得了極大的成功。隨著微創手術技術的不斷發展，高重頻的鈥激光脈沖即用于結石粉碎，又用于軟組織切割、消融，后者也越來越表現極高的臨床應用價值。

鈥激光的工作物資鈥激光棒是3能級工作系統，鈥激光的光電轉化效率，激光束光學質量隨著其工作頻率的升高特別是典型10Hz以上的工作頻率下會大幅降低，目前條件下單根鈥激光棒18Hz工作頻率下輸出1J且經過光纖耦合的光纖直徑大小不超過250um的直通光纖很難實現。然而臨床應用上無論是結石的粉碎治療還是軟組織的切割，其治療效率都非常依賴鈥激光的高工作頻率下大的單脈沖激光能量輸出如40Hz/1J(272um直通光纖)或者50Hz/2J(550um直通光纖)。

為了獲得鈥激光較高的工作頻率下的最大單脈沖激光能量輸出，目前的技術途徑是將2個或以上激光諧振腔組合起來形成較高的工作頻率，這樣鈥激光設備的成本，體積和重量都大幅提升，對供電負荷的要求也大幅提升。另外通過引入壓縮機制冷的方式，通過較低的冷卻水溫度確實可以短時間解決鈥激光較高的工作頻率下的較大單脈沖激光能量輸出，但由于目前的水冷卻單元的結構即將水泵，熱交換器，水過濾器等都串接到與鈥激光諧振腔循環的冷卻回路當中，導致流經鈥激光腔體的水流量，腔體的水壓力差等都滿足不了高重頻條件下鈥激光腔體的要求，因此鈥激光在高頻工作下輸出狀況出現衰減的現象。水冷卻單元，不斷地提升風扇的轉速來換取較高的熱交換效率，導致較高的工作頻率下的最大單脈沖激光能量輸出時鈥激光治療機的噪音難以忍受。

無論是結石治療，還是軟組織的切割，臨床往往會需要在同一臺手術中選擇不同工作狀態如激光工作頻率，激光單脈沖能量等的關鍵技術參數，以提升不同成分、位置的結石粉碎時的效率，或通過一個模式切割，一個模式止血的來回切換來實現前列腺組織的治療效率。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是實現鈥激光高重頻下輸出較大單脈沖激光能量，采用本公司《激光配套的水冷卻裝置》的技術創新以及激光棒端面修模，提升了鈥激光諧振腔高頻工作下鈥激光的光電轉化效率，降低或者補償了鈥激光棒的熱效應，能夠獲得高重頻輸出較大的激光束單脈沖能量和光斑質量。

高重頻下輸出最大單脈沖激光能量的鈥激光治療機，其中包括1個鈥激光腔體，光纖耦合單元，控制單元，水冷卻單元，激光狀態顯示單元，腳踏開關所構成，其水冷卻單元包括激光諧振腔冷卻水循環回路的技術方案。

為了進一步改善鈥激光單一諧振腔高重頻下輸出最大單脈沖激光能量的性能，除了采取激光諧振腔冷卻水循環回路技術方案外，還同時對鈥激光諧振腔的鈥激光棒端面修模，實現單棒鈥激光諧振腔高頻率下鈥激光治療機較大激光能量的輸出和較好的光束質量。

上述高重頻下輸出最大單脈沖激光能量的單1諧振腔的鈥激光治療機所采用的水冷卻單元至少具有2個循環回路，其中接激光諧振腔水循環回路不包括熱交換器，且裝置的水泵臺數至少是2臺。