雙波長激光治療設備制造技術

本發明專利技術的實施方式包括緊湊、輕質的手持激光治療設備，該設備將兩個單獨的激光能量源發射合并到共同的光路徑，以提高治療效果。在一些實施方式中，所述設備包括外殼，該外殼具有單獨的第一和第二激光源置于其內部。在一些實施方式中，來自兩個內部激光源放射的激光能量發射可分別或同時經由激光傳輸路徑傳輸至所述設備的傳送尖端，所述激光傳輸路徑也限定在所述外殼的內部。在一些實施方式中，第一和第二激光源的結構和功能特征與激光傳輸路徑的獨特結構配合，可被配置為在其輕質的手持外殼的空間限制內提供所述設備操作的療效和功效。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求于2013年12月31日提交的名為“雙波長激光治療設備”的美國臨時專利申請NO.61/922,581的優先權，在此通過引用將其全部內容結合于本文中。
本專利技術的一些實施方式大致涉及醫用激光系統。一些實施方式涉及緊湊、輕質的手持激光治療設備，該設備將兩個或兩個以上單獨的激光能量源合并到共同的光路徑上，以提高治療效果。
技術介紹
激光在各種醫療和牙科治療程序中都有應用，一些最常見的操作包括切割、燒蝕、殺菌或其他一些組織治療。根據激光發射的具體波長、輸出功率和脈寬，以及目標組織的吸收能力，可切割和燒蝕不同的生物材料，從諸如肌肉和皮膚的軟組織到諸如牙齒和骨頭的硬組織。激光系統通常具有高達幾十瓦的輸出功率電平，雖然輸出功率電平在10毫瓦范圍的系統具有微生物、組織生物刺激、低電平光療和其他非組織破壞應用。傳統的激光系統大致包括三個主要組件：激光介質，生成激光；電源，將能量以需要的形式傳送給激光介質，以便激發同樣的能量以發射相干光；和光共振腔或共振器，聚集光，以便刺激激光照射的發射。激光發射根據使用的激光介質的類型(例如，氣體、化學、染料、金屬蒸汽、固體、半導體等)可包括紫外線波長、可見光波長和紅外線波長。由于手術激光應用要求高輸出功率，這些激光器通常是固體類型，其中激光介質由固體基質晶體或具有摻雜劑材料包含其中的玻璃結構組成。在硬組織和軟組合燒蝕應用中，常常使用摻銣釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光器，其發射波長為1.064微米；摻鉺釔鋁石榴石(Er:YAG)激光器，其發射波長為2.94微米；和摻鈥釔鋁石榴石(Ho:YAG)激光器。此外，摻鉺鉻釔鈧鎵石榴石(Er,Cr:YSGG)激光器已經在醫療應用中成功運用。其他利用諸如二氧化碳、氙氣、氬氣、準分子激光氣體的氣體(諸如惰性分子鹵化物)的激光介質和銅蒸汽激光器也已經得到成功運用。在操作期間，光泵浦(例如，閃光燈)生成短時、強烈、不相干、全光譜光，以便將激光介質(例如，摻雜固體基質結構)激發為粒子反轉狀態，在該狀態下，提高能量狀態的原子超過較低能量狀態的原子。替代閃光燈，也可使用電動二極管激光器。所述激光介質置于兩個或兩個以上限定光共振器的反射鏡之間。由于發射鏡的每一個反射，光泵浦進一步刺激所述光，導致光放大。其中一個反射鏡是半透反射鏡，允許一些放大的光離開共振腔作為激光發射，并且也可被稱為輸出耦合器。激光輸出通常由這樣的技術施以脈沖，如調Q，這可導致大體上更高的瞬時激光功率輸出，雖然連續或準連續的操作也可能?？商娲?，也可在醫療應用中使用激光二極管。與發光二極管的操作相似，激光二極管由P層和n層組成，其間具有主動光子發射層。與固態激光器相似，具有一個或多個反射鏡和輸出耦合器，包含進所述半導體裝配，具有電流提供刺激以達到粒子反轉狀態。傳統的用于手術應用的激光裝置大致包括前文提到的激光能量源，耦接至可由從業者手動操作的手持件。由于高功率要求和伴隨的安全考慮，所述激光能量源通常位于遠離操作者和患者。延伸的波導，也就是纖維光纜，將所述激光能量源連接至手持件。在基本的實施方式中，所述手持件包括尖端，該尖端與所述波導和所述激光能量源光通信。所述尖端將發射的激光引導至目標組織部位并且不同的形狀配置可產生不同的輸出特性，包括簡單環形模式。可以以任意角度引導所述激光發射，以將操作者的靈活性最大化并且將接觸目標組織部位的舒適度最大化。可使用不同的反射鏡布置將光路徑偏離所述連接電纜/手持件軸。如上文簡要提到的，切割和燒蝕療效大體上取決于發射的波長和所述目標組織吸收具體波長的能力。進一步地，必須設定發射的強度以及脈沖的持續時間，以確保所述組織不會汽化或蒸發(這可導致更大的傷害和出血)。激光發射照射之后，燒蝕的組織區域由碳化區域、液泡松弛區域、凝固區域和可逆熱損害區域包圍。凝固區域和作為結果的止血是有利的，因為可不流血地切割所述組織。為了在對周圍的組織造成最小傷害的前提下得到最好的結果，必須為每個臨床應用優化激光發射參數。因此，雖然已知不涉及激光發射的補充特征，多數激光治療裝置致力于一個操作。例如，已經將供水線和供氣線結合在所述手持件中，以便將水和空氣傳送至所述目標組織區域。這用于冷卻所述目標組織并移除殘渣。為了進一步幫助移除殘渣，還結合了真空線。使用水和空氣提高療效不限于這些目標，并且已發展并公開了可代替的切割機構，通過該機構，可將激光能量引導為霧化流體粒子分布，該分布位于遠離所述目標組織部位的大量空間，所述切割機構例如在美國專利NO.5,741,247中公開。激光能量被理解為與霧化流體粒子交互，引起霧化流體粒子膨脹并將機械切割力提供給所述目標表面。就將多個激光發射結合進一個的單個的激光系統的程度而言，現有的系統，諸如在美國專利NO.5,139,494中公開的那些系統闡明了在目標組織上使用單個激光導管，所述單個激光導管具有多個激光能量源，每一個都有不同的治療效果。所述激光源單獨啟動，但同時操作，每一個激光能量源被配置為操作為獨立單元，達到已知效果?？商娲?，一些其他申請考慮調節所述激光源，以實現在不同的波長和持續時間選擇性地進行激光能量的選擇性發射。因此，本領域需要改善的手持激光治療設備，該設備具有雙激光能量源結合在所述手持件中。本領域還需要同時激光發射，以便達到加強的治療能力，該能力超過獨立操作的雙激光源的治療能力。將這些激光發射沿著共同的光路徑傳送也是有利的。
技術實現思路
根據一些實施方式，提供有手持激光治療設備，該設備將兩個單獨的激光能量源的發射合并到共同的光路徑上，以提高治療效果。更具體而言，所述設備包括外殼，該外殼具有單獨的第一和第二激光源，置于其內部。來自兩個內部激光源的激光能量發射可經由激光傳輸路徑分別或同時傳輸至所述設備的傳送尖端，所述激光傳輸路徑也限定在外殼的內部。在一些實施方式中，第一和第二激光源的結構和功能特征與激光傳輸路徑的獨特結構配合，被配置為在其輕質的手持外殼的空間限制內提供所述設備操作的療效和功效。在一些實施方式中，激光傳輸路徑被分離為多個區段，并且具有各種輔助傳輸組件集成在其中。這些組件可包括第一和第二彎曲發射鏡(bendingmirror)、準直透鏡、聚焦透鏡和可選擇地，耦合纖維和聚焦反射鏡。正如下文具體描述的，在一些實施方式中，具體選擇所述設備內傳輸路徑的各種區段的長度，配合這些區段和集成其中的傳輸組件相對于彼此以及所述第一和第二激光源的角度方向和空間關系，以便實現上文提到的目標。本專利技術的一些實施方式包括緊湊、輕質的手持激光治療設備，該設備包括外殼和置于所述外殼內的第一激光源，該第一激光源被配置為促進具有第一光束特征的第一激光束的發射。在一些實施方式中，所述激光治療設備還包括第二激光源，至少部分置于所述外殼內，并且被配置為促進第二激光束的發射，所述第二激光束具有與第一光束特征不同的第二光束特征。一些實施方式中，所述激光治療設備還包括細長的傳送尖端，限定傳送軸，并且從所述外殼伸出；以及激光傳輸路徑，限定在所述外殼之內，并且被配置為促進將第一和第二激光束中的一束或兩束傳送到所述傳送尖端。激光傳輸路徑可包括多個具有規定長度的離散區段和多個輔助傳輸組件，這些組件相對于彼此以及對于所述第一和第二激光源以規定的空間關系和角度方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種手持激光治療設備，包括：外殼；第一激光源，設置在所述外殼內，并且被配置為促進第一激光束的發射，所述第一激光束具有第一光束特征；第二激光源，至少部分設置在所述外殼內，并且被配置為促進第二激光束的發射，所述第二激光束具有與所述第一光束特征不同的第二光束特征；細長傳送尖端，限定傳送軸，并且從至少一部分所述外殼中伸出；以及激光傳輸路徑，限定在所述外殼內，并且被配置為促進將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束傳輸至所述傳送尖端，所述激光傳輸路徑包括多個具有規定長度的區段和多個輔助傳輸組件，所述多個輔助傳輸組件相對于彼此以及所述第一激光源和所述第二激光源以規定的空間關系和角度方向集成至所述區段中；以及其中，所述區段的長度、所述輔助傳輸組件相對于彼此以及相對于每一個所述第一激光源和所述第二激光源的角度方向和空間關系被配置并布置為使所述第一激光束和所述第二激光束的所述第一光束特征和所述第二光束特征能夠在所述激光傳輸路徑的至少其中一個所述區段內合并，形成所述第一激光束和所述第二激光束向所述傳送尖端的同時傳輸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.12.31 US 61/922,5811.一種手持激光治療設備，包括：外殼；第一激光源，設置在所述外殼內，并且被配置為促進第一激光束的發射，所述第一激光束具有第一光束特征；第二激光源，至少部分設置在所述外殼內，并且被配置為促進第二激光束的發射，所述第二激光束具有與所述第一光束特征不同的第二光束特征；細長傳送尖端，限定傳送軸，并且從至少一部分所述外殼中伸出；以及激光傳輸路徑，限定在所述外殼內，并且被配置為促進將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束傳輸至所述傳送尖端，所述激光傳輸路徑包括多個具有規定長度的區段和多個輔助傳輸組件，所述多個輔助傳輸組件相對于彼此以及所述第一激光源和所述第二激光源以規定的空間關系和角度方向集成至所述區段中；以及其中，所述區段的長度、所述輔助傳輸組件相對于彼此以及相對于每一個所述第一激光源和所述第二激光源的角度方向和空間關系被配置并布置為使所述第一激光束和所述第二激光束的所述第一光束特征和所述第二光束特征能夠在所述激光傳輸路徑的至少其中一個所述區段內合并，形成所述第一激光束和所述第二激光束向所述傳送尖端的同時傳輸。2.根據權利要求1所述的治療設備，其中：所述第一激光源包括高峰值功率閃光燈泵浦固態激光器；以及所述第二激光源包括高平均功率二極管激光器和二極管泵浦纖維激光器中的至少一個。3.根據權利要求1所述的治療設備，其中：所述第一激光源被配置為促進所述第一激光束沿著第一激光源軸的發射；所述第二激光源被配置為促進所述第二激光束沿著第二激光源軸的發射；并且所述激光傳輸路徑包括：第一區段，限定第一軸，所述第一軸與所述第一激光源軸同軸對齊；第二區段，限定第二軸，所述第二軸向相對于所述第一軸以規定的角度延伸；以及第三區段，限定第三軸，所述第三軸與所述第二激光源軸同軸對齊，并且相對于所述第二軸以規定的角度延伸。4.根據權利要求3所述的治療設備，其中，集成在所述激光傳輸路徑中的所述傳輸組件包括：第一彎曲反射鏡，設置在所述第一區段和所述第二區段之間，并且被配置為促進將所述第一激光束從所述第一軸引導至所述第二軸并沿著所述第二軸；第二彎曲反射鏡，設置在所述第二區段和所述第三區段之間，并且被配置為促進將所述第一激光束從所述第二軸引導至所述第三軸并沿著所述第三軸；以及聚焦透鏡，沿著所述第三軸設置在所述第三區段之內，并且被配置為將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束聚焦到所述傳送尖端。5.根據權利要求4所述的治療設備，進一步包括準直透鏡，所述準直透鏡沿著所述第二激光源軸設置在所述第二激光源和所述第二彎曲反射鏡之間。6.根據權利要求4所述的治療設備，其中：所述第一激光源以沿著所述第一軸規定的第一距離與所述第一彎曲反射鏡分離；所述第一彎曲反射鏡和所述第二彎曲反射鏡以沿著所述第二軸規定的第二距離彼此分離；所述第二彎曲反射鏡以沿著所述第三軸的一部分的規定的第三距離與所述聚焦透鏡分離；以及所述第二激光源以規定的第四距離與所述聚焦透鏡分離，所述第四距離小于所述第一距離、所述第二距離和所述第三距離的總距離。7.根據權利要求6所述的治療設備，其中，所述第一距離、所述第二距離和所述第三距離的總距離至少是25毫米。8.根據權利要求4所述的治療設備，其中，所述傳送尖端限定相反的輸入端和輸出端，其所述傳送軸與所述第三區段的所述第三軸同軸對齊；以及所述聚焦透鏡被配置為將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束聚焦到所述傳送尖端的所述輸入端上。9.根據權利要求4所述的治療設備，其中，集成在所述激光傳輸路徑中的所述傳輸組件進一步包括：細長耦合纖維，限定相反的輸入端和輸出端并且沿著所述第三軸設置在所述第三區段內，所述聚焦透鏡被配置為將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束聚焦到所述耦合纖維的輸入端上；以及聚焦反射鏡，沿著所述第三軸設置在所述第三區段內，并且被配置為促進將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束從所述第三軸聚焦到所述傳送尖端的所述傳送軸上。10.根據權利要求9所述的治療設備，其中，所述傳送尖端的所述傳送軸相對于所述第三軸以約90°的角度延伸。11.根據權利要求9所述的治療設備，其中：所述耦合纖維包括彎曲部，所述彎曲部包括拱形輪廓；并且其中，限定所述輸出端的所述耦合纖維的一部分相對于所述第三軸的在所述第二彎曲反射鏡和所述聚焦透鏡之間的直線部分以規定的角度延伸；以及所述傳送尖端的所述傳送軸相對于所述第三軸的所述直線部分以約90°到約180°之間的角度延伸。12.一種手持激光治療設備，包括：第一激光源，被配置為促進第一激光束的發射，所述第一激光束具有第一光束特征；第二激光源，被配置為促進第二激光束的發射，所述第二激光束具有與所述第一光束特征不同的第二光束特征；激光傳輸路徑，被配置為促進將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束從所述治療設備傳輸，所述激光傳輸路徑包括多個具有規定長度的離散區段和多個輔助傳輸組件，所述多個輔助傳輸組件相對于彼此以及相對于所述第一激光源和所述第二激光源以規定的空間關系和角度方向集成至所述區段中；以及其中，所述區段的長度、所述組件相對于彼此以及相對于每一個所述第一激光源和所述第二激光源的角度方向和空間關系被配置并布置為使所述第一激光束和所述第二激光束的所述第一光束特征和所述第二光束特征能夠在所述激光傳輸路徑的至少其中一個所述區段內合并，形成所述第一激光束和所述第二激光束自所述治療設備的同時傳輸。13.根據權利要求12所述的治療設備，其中：所述第一激光源包括高峰值功率閃光燈泵浦固態激光器；以及所述第二激光源包括高平均功率二極管激光器和二極管泵浦纖維激光器中的一個。14.根據權利要求12所述的治療設備，其中：所述第一激光源被配置為促進所述第一激光束沿著第一激光源軸的發射；所述第二激光源被配置為促進所述第二激光束沿著第二激光源軸的發射；以及所述激光傳輸路徑包括：第一區段，限定第一軸，所述第一軸與所述第一激光源軸同軸對齊；第二區段，限定第二軸，所述第二軸相對于所述第一軸以規定的角度延伸；以及第三區段，限定第三軸，所述第三軸與所述第二激光源軸同軸對齊，并且相對于所述第二軸以規定的角度延伸。15.根據權利要求14所述的治療設備，其中，集成在所述激光傳輸路徑中的所述傳輸組件包括：第一彎曲反射鏡，設置在所述第一區段和所述第二區段之間，所述第一彎曲反射鏡被配置為促進將所述第一激光束從所述第一軸引導至所述第二軸并沿著所述第二軸；以及第二彎曲反射鏡，設置在所述第二區段和所述第三區段之間，所述第二彎曲反射鏡被配置為促進將所述第一激光束從所述第二軸引導至所述第三軸并沿著所述第三軸；以及聚焦透鏡，沿著所述第三軸設置在所述第三區段之內，所述聚焦透鏡被配置為將所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或兩束聚焦到所述第三區段內沿著所述第三軸的規定的點上。16.根據權利要求15所述的治療設備，進一步包括準直透鏡，所述準直透鏡沿著所述第二激光源軸設置在所述第二激光源和所述第二彎曲反射鏡之間。17.根據權利要求15所述的治療設備，其中：所述第一激光源以沿著所述第一軸規定的第一距離與所述第一彎曲反射鏡分離；所述第一彎曲反射鏡和所述第二彎曲反射鏡以沿著所述第二軸規定的第二距離彼此分離；所述第二彎曲反射鏡以沿著所述第三軸的一部分的規定的第三距離與所述聚焦透鏡分離；以及所述第二激光源以規定的第四距離與所述聚焦透鏡分離，所述第四距離小...

【專利技術屬性】
技術研發人員：德米特里·布圖索夫，弗拉迪米爾·內奇泰洛，
申請(專利權)人：寶鐳適有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US