УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ХИРУРГИИ Российский патент 1995 года по МПК A61B17/36 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к лазерным устройствам с системой охлаждения, и может быть использовано в медицине для рассечения тканей, в технологических пpоцессах машиностроительных предприятий при обработке различных материалов лучом лазера, обработке труднодоступных участков в различных конструкциях и т.д.

В технике, как правило, световоды используют в качестве гибкой системы транспортировки луча, а фокусировку луча на выходе из световода осуществляют с помощью систем линз (объектива). При этом диаметр оптических линз многократно превосходит диаметр световода. При использовании световодов, не изменяющих коэффициент преломления света при изгибе световода, например кварцевых световодов, на выходе световода наблюдается сильное искажение волнового фронта и для обеспечения удовлетворительной фокусировки пучка приходится располагать первую линзу сравнительно далеко от торца световода, в связи с чем увеличиваются габариты инструмента. Применение систем линз также снижает мощность пучка из-за потерь на отражение, рассеивание и поглощение энергии материалом линз.

Известно устройство для лазерной хирургии, содержащее оптический квантовый генератор, световод, манипулятор с тубусом и фокусирующей оптической системой, два диаметрально расположенных световых проектора видимого диапазона и две направляющих пластины [1]
Недостатками этого устройства являются его увеличенные габариты, значит громоздкость, создающая неудобство при оперативной хируpгии в рассеченных полостях, его негибкость.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для лазерной ангиопластики, содержащее оптический световод с шаром на конце, при этом диаметр шара выбран из условия, определяемого по соответствующей формуле [2]
Данное устройство предназначено для контактного воздействия на ткань пациента и разрушения ее за счет нагрева шара и не позволяет производить рассечение тканей бесконтактно (на расстоянии) из-за малой величины фокусного расстояния и недостаточной степени фокусировки луча с требуемой степенью концентрации для резки и испарения. Устройство используется только для разрушения атеросклеротических образований и тромбов на стенках кровеносных сосудов и не может быть применено для рассечения тканей, т.е. функциональные возможности его ограничены.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, уменьшение зоны травмирования и повышение надежности.

Цель достигается тем, что в устройстве содержащем корпус, выполненный из наружной и внутренней трубок, центральный гибкий световод с защитной светоотражающей оболочкой, входной конец световода, выходной конец световода с фокусирующим элементом на его дистальной части, и гибкий шланг для подачи хладагента, фокусирующий элемент выполнен в виде полушара с вогнутым мениском диаметром равным 0,7-1,0 диаметра полушара, а входной конец световода выполнен в виде полушара с плоским торцом, при этом защитная светоотражающая оболочка на наружной поверхности входного и выходного концов световода выполнена из теплопроводного материала, например, металла. Наружная трубка корпуса при этом выполнена съемной.

Указанные отличительные от прототипа признаки обуславливают соответствие предлагаемого технического решения критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в предлагаемом изобретении и признать техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

В связи с тем, что кварцевый световод используют для твердотельных АИГ (алюмоитриевый гранат) лазеров, не обеспечивающих достаточной монохроматичности пучка, и в связи с многократным преломлением пучка в гибком световоде волновой фронт на выходе световода имеет хаотичный характер. При таком характере волнового фронта поверхность торца световода можно рассматривать как излучающую поверхность, формирующую вторичный волновой фронт. Чтобы обеспечить сходимость пучка, необходим волновой фронт в виде сферической или параболической поверхности. Изготовление вогнутого мениска равным 0,7-1,0 диаметра полушара ограничено возможностями его шлифовки полировки. Кроме того, уменьшение диаметра мениска менее 0,7 диаметра полушара уменьшает излучаемую поверхность до 50% В связи с этим при постоянно вводимой мощности растет теплонагружение, ухудшается качество фокусировки луча. Дальнейшее уменьшен ие диаметра мениска нецелесообразно.

Такое выполнение дистальной части световода обеспечивает достижение цели изобретения.

Выполнение наружной поверхности входного и выходного концов световода, за исключением плоского торца и вогнутого мениска, со светоотражающим теплопроводным металлическим покрытием снижает потери светового потока и одновременно выполняет роль жесткого каркаса, предупреждающего поломку концов световода. Металлическое покрытие вместо полимерного позволяет эффективно охлаждать концы световодов и предохранять их от термораскалывания при повышенных мощностях излучения. Выполнение наружной трубки корпуса съемной позволяет производить быструю стерилизацию.

На чертеже представлено устройство для лазерной хирургии.

Устройство содержит корпус, состоящий из наружной 1 и внутренней трубки 2, цанги 3 и пружины 4. К цанге 3 присоединен гибкий шланг 5 для подачи хладагента. Внутри гибкого шланга 5 и внутренней трубки 2 размещен световод 6 с защитной светоотражающей оболочкой 7 из гибкого полимерного материала. Входной конец световода 6 выполнен в виде полушара 8 с плоским торцем 9, а выходной конец световода 6 в виде полушара 10 с вогнутым мениском 11 на его дистальной части. Диаметр мениска 11 равен 0,7-1,0 диаметра полушара 10, а радиус кривизны мениска равен фокусному расстоянию. Входной и выходной концы световода 6 выполнены с металлическим покрытием 12 из светоотражающего теплопроводного металла. Наружная трубка 1 корпуса выполнена съемной и закреплена в цанге 3.

Устройство работает следующим образом.

Стерилизуют наружную трубку 1. Входной конец световода 6 закрепляют в приемнике фокусирующего светового устройства (на чертеже не показано). Штуцер гибкого шланга 5 подключают к системе подачи хладагента. На плоский торец 9 входного конца световода 6 подают излучение гелиенеонового лазера, которое поступает в фокусирующий элемент, выполненный в виде полушара 10 с вогнутым мениском 11. Выполнение фокусирующего элемента на дистальной части центрального гибкого оптического световода в виде полушара с вогнутым мениском, обеспечивает получение вторичного волнового фронта и сходимость пучка. Фокусное расстояние такого пучка определяется кривизной мениска и будет равно радиусу кривизны мениска. Сфокусированный пучок лазерного излучения направляют на обрабатываемую ткань, включают основное излучение АИГ лазера и ведут обработку ткани. После завершения обработки прекращают подачу основного и гелиенеонового лазерного излучения и подачу хладагента. На этом работа устройства заканчивается.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества:
расширяет его функциональные возможности, т.е. позволяет вести обработку не только тканей, но и различных материалов, например, изделий из металла;
повышает его надежность за счет нанесения металлического покрытия вместо полимерного на наружную поверхность входного и выходного концов световода;
уменьшает повреждение окружающих тканей и органов, исключает кровотечения и сокращает время заживления ткани.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к лазерным устройствам с системой охлаждения, и может быть использовано в медицине для рассечения тканей, в технологических процессах машиностроительных предприятий при обработке различных материалов лучом лазера, обработке труднодоступных участков в различных конструкциях и т.д. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, уменьшение зоны травмирования и повышение надежности. Устройство содержит корпус, состоящий из наружной 1 и внутренней трубки 2 цанги 3 и пружины 4. К цанге 3 присоединен гибкий шланг 5 для подачи хладагента. Внутри гибкого шланга 5 и внутренней трубки 2 размещен световод 6 с защитной светоотражающей оболочкой 7 из гибкого полимерного материала. Входной конец световода 6 выполнен в виде полушара 8 с плоским торцом 9, а выходной конец световода 6 в виде полушара 10 с вогнутым мениском 11 на его дистальной части. Диаметр мениска 11 равен 0,7-1,0 диаметра полушара 10, а радиус кривизны мениска фокусному расстоянию. Входной и выходной концы световода 6 выполнены с металлическим покрытием 12 из светоотражающего теплопроводного металла. Наружная трубка 1 корпуса выполнена съемной и закреплена в цанге 3. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ХИРУРГИИ, содержащее корпус, гибкий оптический световод с защитной светоотражающей оболочкой, фокусирующий элемент на его выходном конце и гибкий шланг для подачи хладагента, отличающееся тем, что фокусирующий элемент выполнен в виде полушара с вогнутым мениском диаметром 0,7 1,0 диаметра полушара, а входной конец световода выполнен в виде полушара с плоским торцом, при этом защитная светоотражающая оболочка на наружной поверхности входного и выходного концов световода выполнена из теплопроводного материала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная трубка корпуса выполнена съемной.