一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公布了一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，包括光纖激光器：產(chǎn)生紅外波段超短脈沖激光；多光譜成像儀：用于醫(yī)學(xué)燒傷深度及面積診斷；光束掃描器：用于將光纖激光器產(chǎn)生的超短脈沖激光通過光纖準(zhǔn)直器與透鏡聚焦掃描輸出；移動床：用于搭載傷者，使其能夠跟隨光束移動和轉(zhuǎn)動。本實(shí)用新型專利技術(shù)具有精度高、體積小，重量輕、光纖可彎曲和偏折、可靠性強(qiáng)、可以固定或手持便攜、使用靈活方便、自動掃描、清創(chuàng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛應(yīng)用的潛力。

A high precision optical fiber laser diagnosis and debridement machine for the diagnosis and treatment of burn

The utility model discloses a debridement machine used for high precision optical fiber laser diagnosis burns treatment, including: fiber laser infrared ultrashort pulsed laser; multi spectral imaging instrument used in medical burn area and depth diagnosis; beam scanner: used for fiber laser to produce ultrashort pulse laser through optical fiber collimator and the lens scanning output; moving bed for carrying the injured, so that it can follow the moving and rotating beam. The utility model has the advantages of high accuracy, small volume, light weight, optical fiber bending and deflection, strong reliability, fixed or portable, flexible and convenient use, automatic scanning and debridement efficiency, and has wide application potential.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)
本技術(shù)屬于激光清創(chuàng)技術(shù)，具體是指用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
據(jù)美軍統(tǒng)計，現(xiàn)代戰(zhàn)爭中70％以上的傷員合并有不同程度的燒傷，國內(nèi)也有類似的報道(王正國，《外科學(xué)與野戰(zhàn)外科學(xué)》，人民軍醫(yī)出版社，2007年)。在所有疾病中，創(chuàng)傷類疾病是發(fā)病率最高的，而且，創(chuàng)傷是導(dǎo)致青壯年死亡的第一位病因，而清創(chuàng)是治療燒傷等創(chuàng)傷類疾病的第一步。無論是地震等自然災(zāi)害，還是交通事故、火災(zāi)等，其造成的傷員絕大多數(shù)需要接受清創(chuàng)治療。清創(chuàng)術(shù)是一項外科基本手術(shù)操作，在外科領(lǐng)域中有相當(dāng)重要的位置，當(dāng)前對清創(chuàng)比較一致的認(rèn)識是：清創(chuàng)為一種傷口處理技術(shù)，去除的是影響愈合的失活組織、腐肉和壞死組織、異物及愈合不良組織，原則是減少對組織的損傷，促進(jìn)組織修復(fù)和愈合。清創(chuàng)的效果直接影響隨后治療的效果。燒傷清創(chuàng)技術(shù)主要有手術(shù)清創(chuàng)、自溶清創(chuàng)、酶解清創(chuàng)、生物清創(chuàng)、超聲清創(chuàng)、水刀清創(chuàng)等。手術(shù)清創(chuàng)的優(yōu)點(diǎn)是可快速清除大范圍的壞死組織，但其難以保證變性壞死組織清除程度，常在麻醉條件下進(jìn)行，術(shù)中失血多，創(chuàng)傷大，術(shù)后組織大范圍缺損，年老體弱、存在心臟病、呼吸系統(tǒng)疾病等合并癥者耐受力較差。難點(diǎn)就在于對壞死組織層次及范圍的判斷，對無血供創(chuàng)面以及營養(yǎng)條件差、貧血等患者而言，積極的手術(shù)是禁忌。自溶清創(chuàng)的優(yōu)點(diǎn)在于對組織幾乎無創(chuàng)傷，無明顯副作用，特別適用于高齡、基礎(chǔ)疾病復(fù)雜患者，但其缺點(diǎn)是清創(chuàng)周期長，一般需要1～2周，感染是該法的禁忌癥。酶解清創(chuàng)用于全身情況穩(wěn)定的燒傷患者、壓瘡等，不損傷鄰近正常組織，一般無明顯毒副反應(yīng)，但會對周圍組織產(chǎn)生刺激作用而出現(xiàn)紅斑，酶制劑價格高昂，一般用于難愈性創(chuàng)面的清創(chuàng)。也有文獻(xiàn)報道酶清創(chuàng)過程將免疫細(xì)胞功能抑制，從而導(dǎo)致細(xì)菌或病毒感染。生物清創(chuàng)主要適用于壞死組織已軟化或難以清除的慢性創(chuàng)面，優(yōu)點(diǎn)是快速、有選擇性，但由于文化背景的差異，部分患者的依存性較差。超聲清創(chuàng)可以對坑、洞型創(chuàng)面進(jìn)行良好的清創(chuàng)，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，成本低廉，可深層清創(chuàng)，改善局部微循環(huán)。但超聲波清創(chuàng)時，創(chuàng)面需浸泡于液體環(huán)境，對頭頸、會陰等部位不適用；水刀清創(chuàng)，最大優(yōu)點(diǎn)是對感染創(chuàng)面較好，但不是精確清創(chuàng)，不符合精確清創(chuàng)的定義。目前，燒傷臨床主要依靠醫(yī)生肉眼觀察及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)面清創(chuàng)，難以保證燒傷后變性壞死組織清除程度，或多或少均較大程度影響創(chuàng)面治療效果。雖然目前市面上也存在極少數(shù)的激光清創(chuàng)設(shè)備，但是均因不能有效控制激光清創(chuàng)時對正常組織的熱損傷而不能為醫(yī)院等客戶接受，故而，目前高精度的強(qiáng)激光清創(chuàng)儀的市場占有率幾乎為零，所以燒傷外科迫切需要一種高精度高效率的清創(chuàng)設(shè)備。近年來，光學(xué)技術(shù)和激光技術(shù)的發(fā)展以及在生物醫(yī)學(xué)中的成功應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)精確、快速的激光清創(chuàng)提供了理論指導(dǎo)和實(shí)踐的可能性。用于醫(yī)學(xué)燒傷深度及面積診斷的高分辨多光譜成像儀研制成功對創(chuàng)面精確診斷，也為精確激光清創(chuàng)奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。激光清創(chuàng)技術(shù)較普通清創(chuàng)技術(shù)的優(yōu)勢已經(jīng)受到了醫(yī)療產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域的重視，其主要優(yōu)點(diǎn)是手術(shù)創(chuàng)面出血少激光刀切痂13％，出血僅30ml；而常規(guī)外科手術(shù)切痂6％，出血量可達(dá)100ml；對于無法上止血帶部位的切痂，激光更具有突出優(yōu)越性；節(jié)省手術(shù)時間，減少皮下異物由于激光手術(shù)可邊切痂邊止血，從而減少出血創(chuàng)面處理及血管結(jié)扎后線頭殘留，有利傷口愈合及植皮；手術(shù)精度高可控制在皮下300μm深度，表面100μm焦斑大小。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，利用高分辨多光譜成像儀對皮膚燒傷及清創(chuàng)程度即時診斷結(jié)果，控制皮膚不同燒傷程度部位的超短脈沖激光清創(chuàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對燒傷后皮膚等變性壞死組織的精確、快速清除，克服傳統(tǒng)清創(chuàng)技術(shù)不徹底、速度慢、精度低等問題，實(shí)現(xiàn)對燒傷皮膚等變性壞死組織的精確檢測與快速清除。本技術(shù)的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，包括光纖激光器、多光譜成像儀、光束掃描器和移動床；其中，所述光纖激光器作為紅外光纖激光光源，用于產(chǎn)生紅外波段超短脈沖激光，光纖激光器的輸出光纖連接光束掃描器；所述光束掃描器通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)安裝在一體機(jī)機(jī)架上，并位于移動床上方，用于將光纖激光器產(chǎn)生的超短脈沖激光通過透鏡聚焦并掃描輸出；所述多光譜成像儀固定在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，與光束掃描器相對一體機(jī)機(jī)架同步運(yùn)動，多光譜成像儀的輸出信號連接光纖激光器，用于醫(yī)學(xué)燒傷深度及面積診斷，并將獲取的光譜燒傷數(shù)據(jù)傳遞給光纖激光器，根據(jù)燒傷深度、面積和其等級確定光纖激光器的工作模式及參數(shù)；所述移動床包括床架和X、Y、Z三軸移動平臺，用于搭載傷者，使其能夠跟隨光束移動和轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步，所述光纖激光器選用光纖飛秒激光器作為激光光源，其輸出波長為800nm，單脈沖能量為10mJ，平均功率10W，脈沖寬度＜600fs，光束發(fā)散度＜1mrAd，重復(fù)頻率1kHz，能量穩(wěn)定性＜1.5％(rms，1min)，光束直徑＜12mm，光斑模式TEM00，光束質(zhì)量因子M2＜1.2。進(jìn)一步，所述多光譜成像儀采用基于液晶調(diào)制器的高分辨多光譜成像儀，成像光譜波段：400nm～1700nm，掃描光譜寬度：4nm～20nm，視場角：≥15°，空間分辨率≤7μm。進(jìn)一步，所述光束掃描器包括：機(jī)械臂，其與一體機(jī)機(jī)架通過所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)連接；光纖準(zhǔn)直器，其固定在機(jī)械臂內(nèi)；透鏡，其固定在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)內(nèi)，由透鏡夾持器夾持或松開，跟隨光纖準(zhǔn)直器轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動是由轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)來帶動，使得光束始終垂直入射透鏡中心；激光位移傳感器，固定于光纖準(zhǔn)直器的側(cè)面，并隨機(jī)光纖準(zhǔn)直器移動，其用于實(shí)時測量燒傷皮膚表面三維高度。進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包括沿X、Y軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)組，所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)組的轉(zhuǎn)接處設(shè)有的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于控制光束掃描器的轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步，所述透鏡表面鍍800nm增透膜，焦距160mm，可沿Z軸移動±50mm。進(jìn)一步，所述激光位移傳感器，波長632nm，功率50mW。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：1、本技術(shù)所提出的用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，提出了一種與光譜儀聯(lián)動，精度為百微米級的高效激光清創(chuàng)儀。該裝置首先采用高分辨多光譜成像儀，對燒傷深度和面積可以進(jìn)行精確檢測，具有非侵襲性、非接觸性、無明顯副作用等優(yōu)點(diǎn)，為精確清創(chuàng)和燒傷深度分級的重新制定提供重要的檢測依據(jù)和基礎(chǔ)。2、本技術(shù)所提出的用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，采用紅外波段超短脈沖激光，脈沖能量高、光束質(zhì)量好、清創(chuàng)副損傷小、速度快、精度高。3、本技術(shù)所提出的用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，采用光纖耦合輸出的光纖激光器，功率和電光轉(zhuǎn)換效率高，體積小，重量輕，光纖可以彎曲和偏折，可靠性強(qiáng)，使用靈活方便且壽命長；可以固定或手持便攜，將其準(zhǔn)直輸出激光束偏轉(zhuǎn)并對燒傷表面進(jìn)行大角度自動掃描，清創(chuàng)效率高，可在多種模式和場合下得到應(yīng)用，能夠在精準(zhǔn)醫(yī)療與重癥監(jiān)護(hù)感染防治領(lǐng)域，為減少致死致殘率，盡快恢復(fù)健康作出重要貢獻(xiàn)。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術(shù)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本技術(shù)實(shí)施例的限定。在附圖中：圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為圖1中轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)處的局部放大圖；圖3為光束掃描器3的結(jié)構(gòu)原理示意圖；附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，其特征在于：包括光纖激光器(1)、多光譜成像儀(2)、光束掃描器(3)和移動床(4)；其中，所述光纖激光器(1)作為紅外光纖激光光源，用于產(chǎn)生紅外波段超短脈沖激光，光纖激光器(1)的輸出光纖連接光束掃描器(3)；所述光束掃描器(3)通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)安裝在一體機(jī)機(jī)架(5)上，并位于移動床(4)上方，用于將光纖激光器(1)產(chǎn)生的超短脈沖激光通過透鏡(32)聚焦并掃描輸出；所述多光譜成像儀(2)固定在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，與光束掃描器(3)相對一體機(jī)機(jī)架(5)同步運(yùn)動，多光譜成像儀(2)的輸出信號連接光纖激光器(1)，用于醫(yī)學(xué)燒傷深度及面積診斷，并將獲取的光譜燒傷數(shù)據(jù)傳遞給光纖激光器(1)，根據(jù)燒傷深度、面積和其等級確定光纖激光器(1)的工作模式及參數(shù)；所述移動床(4)包括床架(41)和X、Y、Z三軸移動平臺(42)，用于搭載傷者，使其能夠跟隨光束移動和轉(zhuǎn)動。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，其特征在于：包括光纖激光器(1)、多光譜成像儀(2)、光束掃描器(3)和移動床(4)；其中，所述光纖激光器(1)作為紅外光纖激光光源，用于產(chǎn)生紅外波段超短脈沖激光，光纖激光器(1)的輸出光纖連接光束掃描器(3)；所述光束掃描器(3)通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)安裝在一體機(jī)機(jī)架(5)上，并位于移動床(4)上方，用于將光纖激光器(1)產(chǎn)生的超短脈沖激光通過透鏡(32)聚焦并掃描輸出；所述多光譜成像儀(2)固定在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)上，與光束掃描器(3)相對一體機(jī)機(jī)架(5)同步運(yùn)動，多光譜成像儀(2)的輸出信號連接光纖激光器(1)，用于醫(yī)學(xué)燒傷深度及面積診斷，并將獲取的光譜燒傷數(shù)據(jù)傳遞給光纖激光器(1)，根據(jù)燒傷深度、面積和其等級確定光纖激光器(1)的工作模式及參數(shù)；所述移動床(4)包括床架(41)和X、Y、Z三軸移動平臺(42)，用于搭載傷者，使其能夠跟隨光束移動和轉(zhuǎn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)一體機(jī)，其特征在于：所述光纖激光器(1)選用光纖飛秒激光器作為激光光源，其輸出波長為800nm，單脈沖能量為10mJ，平均功率10W，脈沖寬度<600fs，光束發(fā)散度＜1mrAd，重復(fù)頻率1kHz，能量穩(wěn)定性＜1.5％，光束直徑＜12mm，光斑模式TEM00，光束質(zhì)量因子M2＜1.2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燒傷診治的高精度光纖激光診斷清創(chuàng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳軍，張大勇，黃智蒙，薛冬冬，尹美芳，
申請(專利權(quán))人：吳軍，
類型：新型
國別省市：重慶,50