ЛАЗЕРНЫЙ ПЕРФОРАТОР Российский патент 1998 года по МПК A61B5/14 A61B17/36 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для бесконтактной перфорации поверхности кожи пациента при взятии клинического анализа крови.

Известен лазерный перфоратор, состоящий из лазерного излучателя с длиной волны генерации λ_г = 2,6...3 мкм, электронного блока питания и управления, оптической формирующей системы в виде сферической линзы и системы позиционирования в виде механического конического упора или плоского кольца [1]. Плоскость фокусировки лазерного пучка совпадает с плоскостью, в которой расположен нижний конец упора или плоскость кольца. Лазерный пучок фокусируется сферической линзой в кружок диаметром до 0,05 мм в непосредственной близости от конца упора или в центре кольца.

Но в известном лазерном перфораторе наличие механических деталей, касающихся поверхности кожного покрова в непосредственной близости от места перфорации, не обеспечивает необходимой стерильности процесса; невысокая точность позиционирования поверхности кожи в плоскость лазерного пучка приводит к внутренним кровоизлияниям или поверхностным ожогам; отсутствует визуализация места перфорации, а неоптимальная форма перфорационной раны в виде круглого отверстия существенно ухудшает процесс заживления раны.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является лазерный перфоратор, состоящий из лазерного излучателя с длиной волны генерации λ_г = 2,6...3 мкм, электронного блока питания и управления, оптической формирующей системы в виде сферической линзы и системы позиционирования в виде оптической системы, создающей в плоскости фокусировки в точке фокусировки лазерного пучка изображение двух скрещенных меток, причем в плоскости, расположенной выше или ниже плоскости фокусировки, изображения меток расходятся [2].

Однако известный лазерный перфоратор обеспечивает неоптимальную форму перфорационной раны в виде круглого отверстия, что существенно ухудшает процесс заживления и делает процедуру перфорации болезненной для пациента. Невысокая точность позиционирования и существенное неудобство в работе обусловлены тем, что плоскость фокусировки фиксирована относительно корпуса прибора, и оператор вынужден помещать поверхность пальца в плоскость фокусировки, поддерживая руку пациента своими руками и запуская перфоратор с помощью ножной педали. Неизбежное при таком способе позиционирования дрожание и колебание рук оператора и пациента приводит к неточности позиционирования и, как следствие, к внутренним кровоизлияниям или поверхностным ожогам.

Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции лазерного перфоратора, обеспечивающего абсолютную стерильность процесса перфорации.

Технический результат - точное позиционирование плоскости фокусировки на поверхность кожи; визуализация места перфорации; получение оптимальной формы перфорационной раны в виде разреза шириной не более 0,3 мм и длиной 1...3 мм; удобство в работе для оператора и пациента за счет минимального участия оператора в процедуре проведения перфорации.

Этот технический результат достигается тем, что в лазерном перфораторе, содержащем лазерный излучатель, оптическую формирующую систему, оптическую систему подсветки и позиционирования, которая согласно изобретению выполнена в виде взаимозаменяющих механической и оптической частей, в оптическую часть системы подсветки и позиционирования дополнительно введены последовательно установленные по оптической оси конденсор, источник видимого излучения, диафрагма, объектив, отклоняющийся элемент, составной светофильтр, одна половина которого выполнена из стекла одного цвета, вторая - из стекла другого цвета, а в оптическую формирующую систему дополнительно введена цилиндрическая линза, установленная по оптической оси между отклоняющим светоделителем и лазерным излучателем.

На чертеже показана структурная схема заявляемого лазерного перфоратора.

Лазерный перфоратор содержит лазерный излучатель 1, оптическую формирующую систему и систему подсветки и позиционирования. Оптическая формирующая система состоит из расположенных на одной оптической оси вновь введенной цилиндрической линзы 2 и сферической линзы 3 (объектива). Излучение лазерного излучателя 1 фокусируется через цилиндрическую линзу 2 и сферическую линзу 3 в фокальной плоскости 4 в полоску шириной 0,05 - 0,3 мм и длиной 1 - 3 мм, что дает возможность получать оптимальную форму перфорационной раны в виде разреза. Система подсветки и позиционирования выполнена в виде взаимодополняющих оптической и механической частей. Оптическая связь системы подсветки и позиционирования состоит из последовательно расположенных на оптической оси конденсора 5, источника видимого излучения (лампы накаливания) 6, щелевой диафрагмы 7, объектива 8, отклоняющего элемента 9, составного светофильтра 10, одна половина которого выполнена из стекла одного цвета, вторая половина - из стекла другого цвета, отклоняющего светоделителя 11, сферической линзы 3 (объектива), являющейся одновременно объективом формирующей системы. Механическая часть выполнена с возможностью перемещения объектива 3 вдоль оптической оси за счет рукояток 12.

Лазерный перфоратор снабжен подставкой 13, на которой неподвижно расположен палец 14 пациента.

Устройство работает следующим образом.

Палец 14 пациента помещается на подставку 13. Излучение лампы накаливания 6 с помощью конденсора 5 освещает диафрагму 7, изображение которой с помощью объектива 8, отклоняющего элемента 9, выполненного, например, в виде зеркала, отклоняющего светоделителя 11 и объектива 3 (сферической линзы) строится на поверхности пальца 14. При этом излучение проходит через составной цветной светофильтр 10, за счет чего наблюдаемое световое пятно окрашивается по-разному в различных плоскостях вдоль оптической оси объектива 3. Оператор, перемещая с помощью рукояток 12 объектив 3 вдоль оптической оси, добивается четкого неокрашенного изображения диафрагмы 7. При этом на поверхность кожного покрова попадает и плоскость фокусировки излучения лазерного излучателя 1. Затем с помощью блока питания и управления (на схеме условно не показан) включается лазер, излучение которого проходит через цилиндрическую линзу 2, светоделитель 11, объектив 3, фокусируется на поверхности пальца и осуществляет перфорацию кожного покрова.

В заявляемом техническом решении точное позиционирование плоскости фокусировки на поверхность кожи и визуализация места перфорации осуществляются за счет выполнения системы подсветки и позиционирования в виде взаимодополняющих оптической и механической частей. Механическая система, выполненная в виде рукоятки, перемещает сферическую линзу (объектив) формирующей оптической системы и соответственно плоскость фокусировки лазерного пучка вдоль оптической оси, помещая плоскость фокусировки на поверхность кожи пальца, неподвижно расположенного на подложке, при этом оптическая часть системы подсветки и позиционирования, при любом положении сферической линзы на оси создает через сферическую линзу в плоскости фокусировки изображение щелевой диафрагмы, совпадающее по месту с полоской сфокусированного лазерного излучения, а в плоскости, расположенной выше или ниже плоскости фокусировки, создает окрашенное раздвоенное изображение щелевой диафрагмы, части которого имеют разные цвета в соответствии с цветом составного светофильтра и меняются местами при переходе от плоскости, расположенной выше плоскости фокусировки, к плоскости, расположенной ниже плоскости фокусировки, что дает возможность, перемещая сферическую линзу вдоль оси, точно поместить плоскость фокусировки на поверхность кожного покрова, наблюдая изображение щелевой диафрагмы на поверхности кожи и добиваясь получения четкого неокрашенного изображения.

Получение оптимальной формы перфорационной раны в виде разреза шириной не более 0,3 мм достигается за счет того, что в оптическую формирующую систему, фокусирующую в своей фокальной плоскости лазерное излучение, помимо сферической линзы, дополнительно введена плоскоцилиндрическая линза.

Источники информации:
1. Лазерный перфоратор "Эрмед - 303" ТУ Ражс. 433712.001.

2. Лазерный перфоратор "Квазар" ТУ 9444-001 - 13295445-95.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для бесконтактной перфорации поверхности кожи пациента при взятии клинического анализа крови. Технический результат заключается в точности позиционирования подсветки фокусировки на поверхность кожи, визуализации места перфорации, получении оптимальной формы перфорационной раны в виде разреза шириной не более 0,3 мм и длиной 1 - 3 мм, удобстве в работе для оператора и пациента за счет минимального участия оператора в процедуре проведения перфорации. Лазерный перфоратор содержит лазерный излучатель, оптическую формирующую систему, оптическую систему подсветки и позиционирования, которая выполнена в виде взаимозаменяющих механической и оптической частей. В оптическую часть системы подсветки и позиционирования дополнительно введены конденсатор, источник видимого излучения, диафрагма, объектив, отклоняющий элемент, составной светофильтр, одна половина которого выполнена из стекла одного цвета, вторая - из стекла другого цвета, а в оптическую формирующую систему дополнительно введена цилиндрическая линза, установленная между отклоняющим светоделителем и лазерным излучателем. 1 ил.

Лазерный перфоратор, содержащий лазерный излучатель, оптическую формирующую систему, оптическую систему подсветки и позиционирования, отличающийся тем, что оптическая система подсветки и позиционирования выполнена в виде взаимодополняющих механической и оптической частей, в оптическую часть системы подсветки и позиционирования дополнительно введены установленные на оптической оси конденсор, источник видимого излучения, диафрагма, объектив, отклоняющий элемент, составной светофильтр, одна половина которого выполнена из стекла одного цвета, вторая - из стекла другого цвета, а в оптическую формирующую систему дополнительно введена цилиндрическая линза, установленная на оптической оси между отклоянющим светоделителем и лазерным излучателем.