ЛАЗЕРНЫЙ ПЕРФОРАТОР Российский патент 2000 года по МПК A61B5/15 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для бесконтактной перфорации 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 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 [1]. Лазерный пучок фокусируется сферической линзой в кружок диаметром до 0,05 мм.

Но в известном лазерном перфораторе обеспечивается неоптимальная форма 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 пациента 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.

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 цилиндрической линзы и сферической линзы, оптической системы подсветки и позиционирования в виде конденсора, источника видимого излучения, диафрагмы, объектива, отклоняющего элемента, составного светофильтра, одна половина которого выполнена из стекла одного цвета, вторая из стекла другого цвета, светоделителя, расположенного на оптической оси между цилиндрической и сферической линзами [2].

Однако в известном лазерном перфораторе затруднена высокая точность позиционирования, что существенно ухудшает процесс заживления и делает процедуру перфорации болезненной для пациента. Невысокая точность позиционирования обусловлена тем, что в плоскости, расположенной выше или ниже плоскости фокусировки, создается окрашенное раздвоенное изображение щелевой диафрагмы, части которого имеют разные цвета в соответствии с цветом составного светофильтра, при этом один из цветов на кожном покрове пациента наблюдается нечетко в зависимости от цвета самого кожного покрова пациента и от постороннего солнечного освещения. Неизбежное нечеткое наблюдение одного из цветов раздвоенного изображения щелевой диафрагмы с последующим затрудненным получением четкого неокрашенного изображения щелевой диафрагмы на кожном покрове пациента приводит к неточности позиционирования и утомляемости оператора и, как следствие, к внутренним кровоизлияниям или поверхностным ожогам. Кроме того, в известном лазерном перфораторе не исключено попадание отраженного рассеянного лазерного излучения в глаза оператора или пациента в случае отсутствия пальца пациента на подставке.

Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции лазерного перфоратора, обеспечивающего необходимый процесс перфорации.

Технический результат - точное позиционирование плоскости фокусировки на поверхности кожи; получение формы перфорационной раны в виде разреза шириной не более 0,3 мм и длиной 1...3 мм; исключение попадания лазерного излучения в глаза оператора или пациента в случае отсутствия пальца пациента на подставке.

Этот технический результат достигается тем, что в лазерном перфораторе, содержащем лазерный излучатель, оптическую формирующую систему в виде цилиндрической линзы и сферической линзы, оптическую систему подсветки и позиционирования, которая выполнена в виде взаимодополняющих механической и оптической частей, оптическая часть содержит в себе последовательно установленные на оптической оси конденсор, источник видимого излучения, объектив, отклоняющий элемент, отклоняющий светоделитель, расположенный на оптической оси между цилиндрической линзой и сферической линзой, согласно изобретению в оптическую часть системы подсветки и позиционирования дополнительно введены установленные на оптической оси между источником видимого излучения и объективом совмещенные светофильтр и диафрагма, при этом светофильтр имеет цвет, отличающийся от цвета кожного покрова пациента, а в месте фокусировки лазерного излучения дополнительно введена подставка с глухим отверстием, дно которого расположено вне плоскости фокусировки лазерного излучения, ось глухого отверстия соосна оси формирующей оптической системы, подставка выполнена из материала, поглощающего расфокусированное лазерное излучение.

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 оси цилиндрической линзы 2 и сферической линзы (объектива) 3. Излучение лазерного излучателя 1 фокусируется через цилиндрическую линзу 2 и сферическую линзу (объектив) 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 часть системы подсветки и позиционирования состоит из последовательно расположенных на оптической оси конденсора 5, источника видимого излучения (лампы накаливания) 6, вновь введенных совмещенных светофильтра 7 и диафрагмы 8, объектива 9, отклоняющего элемента 10, отклоняющего светоделителя 11, сферической линзы (объектива) 3, являющейся одновременно объективом оптической формирующей системы. Светофильтр 7 имеет цвет, отличающийся от цвета кожного покрова пациента. Механическая часть выполнена с возможностью перемещения сферической линзы (объектива) 3 вдоль оптической оси за счет рукояток 12. В месте фокусировки лазерного излучателя расположена вновь введенная подставка 13 с глухим отверстием 14, соосным оси оптической формирующей системы. Дно 15 глухого отверстия 14 расположено вне фокальной плоскости 4. Подставка 13 выполнена из материала, поглощающего расфокусированное лазерное излучение. На подставке 13 неподвижно расположен палец 16 пациента.

Устройство работает следующим образом.

Палец 16 пациента помещается на подставку 13. Излучение источника видимого излучения (лампы накаливания) 6 с помощью конденсора 5 освещает совмещенные светофильтр 7 и диафрагму 8, изображение которой с помощью объектива 9, отклоняющего элемента 10, выполненного, например, в виде зеркала, отклоняющего светоделителя 11 и сферической линзы (объектива) 3, строится на поверхности пальца 16. При этом за счет прохождения видимого излучения через цветной светофильтр 7 наблюдаемое на поверхности пальца 16 изображение диафрагмы 8, выполненной, например, в виде кольца, имеет цвет, отличающийся от цвета кожного покрова пациента. Оператор, перемещая с помощью рукояток 12 сферическую линзу (объектив) 3 вдоль оптической оси, добивается четкого изображения диафрагмы 8. При этом на поверхность кожного покрова пальца 16 пациента попадает и плоскость фокусировки излучения лазерного излучателя 1. Затем с помощью блока питания и управления (на схеме условно не показан) включается лазерный излучатель 1, излучение которого проходит через цилиндрическую линзу 2, светоделитель 11, сферическую линзу (объектив) 3, фокусируется в фокальной плоскости 4 на поверхности пальца 16 и осуществляется перфорация кожного покрова.

В заявляемом техническом решении точное позиционирование плоскости фокусировки на поверхность кожи и визуализация места перфорации осуществляется за счет выполнения системы подсветки позиционирования в виде взаимодополняющих оптической и механической частей. Механическая система, выполненная в виде рукояток, 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 окрашенное в цвет, идентичный цвету светофильтра, изображение диафрагмы, обрамляющее место расположения полоски сфокусированного лазерного излучения, а в плоскости, расположенной выше или ниже плоскости фокусировки, создает нечеткое (размытое) изображение диафрагмы или изображение диафрагмы отсутствует, что дает возможность, перемещая сферическую линзу (объектив) вдоль оси, точно поместить плоскость фокусировки на поверхность кожного покрова, добиваясь на поверхности кожи получения четкого окрашенного в цвет, отличающийся от цвета кожного покрова, изображения диафрагмы. Исключение попадания рассеянного отраженного лазерного излучения в глаза оператора или пациента в случае отсутствия пальца пациента на подставке осуществляется за счет попадания расфокусированного лазерного излучения на дно подставки, расположенного вне плоскости лазерного излучения, и поглощения расфокусированного лазерного излучения материалом подставки.

Получение формы перфорационной раны в виде разреза шириной не более 0,3 мм и длиной не более 1...3 мм в результате точного позиционирования плоскости фокусировки лазерного излучения достигается за счет того, что в оптическую систему подсветки и позиционирования дополнительно введены совмещенные светофильтр и диафрагма, при этом светофильтр имеет цвет, отличающийся от цвета кожного покрова пациента, исключение попадания рассеянного отраженного лазерного излучения в глаза оператора или пациента в случае отсутствия пальца пациента в месте фокусировки лазерного излучения достигается за счет того, что в месте фокусировки лазерного излучения дополнительно введена подставка с глухим отверстием, дно которого расположено вне плоскости фокусировки лазерного излучения, ось глухого отверстия соосна оси формирующей оптической системы, подставка выполнена из материала, поглощающего расфокусированное лазерное излучение.

Источники информации
1. Лазерный перфоратор "Квазар" ТУ 0444-001-13295445-95.

2. Патент РФ на изобретение 2122350, кл. A 61 B 5/14, 17/36, 1998.

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 плоскости фокусировки на поверхности кожи, получении формы перфорационной раны в виде разреза шириной не более 0,3 мм и длиной 1 - 3 мм, исключении попадания лазерного излучения в глаза оператора или пациента в случае отсутствия пальца пациента в месте фокусировки лазерного излучения. Лазерный перфоратор содержит лазерный излучатель, оптическую формирующую систему, включающую в себя цилиндрическую и сферическую линзы, оптическую систему подсветки и позиционирования, которая выполнена в виде взаимодополняющих механической и оптической частей. В оптическую часть подсветки и позиционирования, включающую в себя последовательно установленные на оптической оси конденсор, источник видимого излучения, объектив, отклоняющий элемент и отклоняющий светоделитель, дополнительно введены совмещенные светофильтр и диафрагма, установленные между источником видимого излучения и объективом. Светофильтр имеет цвет, отличающийся от цвета кожного покрова пациента. В месте фокусировки лазерного излучения дополнительно введена подставка с глухим отверстием, дно которого расположено вне плоскости фокусировки лазерного излучения, ось глухого отверстия соосна оси формирующей оптической системы, подставка выполнена из материала, поглощающего расфокусированное лазерное излучение. 1 ил.

Лазерный перфоратор, содержащий лазерный излучатель, оптическую формирующую систему, включающую в себя цилиндрическую и сферическую линзы, оптическую систему подсветки и позиционирования, выполненную в виде взаимодополняющих механической и оптической частей, оптическая часть подсветки и позиционирования включает в себя последовательно установленные на оптической оси конденсор, источник видимого излучения, объектив, отклоняющий элемент, отклоняющий светоделитель, расположенный на оптической оси между цилиндрической и сферической линзами, отличающийся тем, что в оптическую часть системы подсветки и позиционирования дополнительно введены установленные на оптической оси между источником видимого излучения и объективом совмещенные светофильтр и диафрагма, при этом светофильтр имеет цвет, отличающийся от цвета кожного покрова пациента, а в месте фокусировки лазерного излучения дополнительно введена подставка с глухим отверстием, дно которого расположено вне плоскости фокусировки лазерного излучения, ось глухого отверстия соосна оси оптической формирующей системы, подставка выполнена из материала, поглощающего расфокусированное лазерное излучение.