[发明专利]外科激光系统和激光碎石技术有效
申请号: | 201380031061.8 | 申请日: | 2013-03-11 |
公开(公告)号: | CN104619281B | 公开(公告)日: | 2017-10-13 |
发明(设计)人: | 贾文瑞;荣伟·杰森·宣;托马斯·C·哈森伯格;健·詹姆士·张;彭议立;丹诺普·拉杰卜哈德哈拉克斯 | 申请(专利权)人: | 波士顿科学医学有限公司 |
主分类号: | A61B18/26 | 分类号: | A61B18/26 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司11332 | 代理人: | 杨生平,王瑞朋 |
地址: | 美国明*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 外科 激光 系统 碎石 技术 | ||
技术领域
本发明实施例总体上涉及外科激光系统、这种系统产生的激光脉冲序列、以及使用该系统和激光脉冲序列执行激光碎石的方法。
背景技术
医用激光已在各种实际领域中使用,例如,泌尿科、神经科、耳鼻喉科、全身麻醉科、眼科、牙科、肠胃科、心脏科、妇科、胸科以及整形过程。总体上,这些过程要求精确控制的激光能量传输作为治疗方案一部分。
治疗肾及膀胱结石的碎石术,当前通过ESWL(体外震波碎石术)、手术或者使用激光(激光碎石术)来实现。在激光应用中,使用掺钬钇铝石榴石(Ho:YAG)激光棒或掺铥钇铝石榴石(Tm:YAG)激光棒产生波长约2000-2100nm的激光能量来击碎所有类型的结石。激光能量典型是激光脉冲序列的形式,每个激光脉冲都具有长脉宽,例如大约几百微秒。热机械作用机制被认为在击碎结石中发挥作用,即,激光能量使结石附近的水过热,产生蒸汽气泡。然后蒸汽气泡扩散使结石不稳定,导致其破碎。
不断需要改进激光碎石过程,例如,包括结石破碎的改进。
发明内容
本发明实施例总体上涉及外科激光系统、这种系统产生的激光脉冲序列、以及使用该系统和激光脉冲序列执行激光碎石的方法。在一些实施例中,外科激光系统(100)包括第一激光源(140A)、第二激光源(140B)、波束组合器(142)和激光探头(108)。第一激光源被配置为输出包括第一激光脉冲(146)的第一激光脉冲序列(144、104A)。第二激光源被配置为输出包括第二激光脉冲(150)的第二激光脉冲序列(148、104B)。波束组合器被配置为组合第一和第二激光脉冲序列并输出包括第一和第二激光脉冲的组合激光脉冲序列(152、104)。激光探头光耦合至波束组合器的输出,并被配置为发射组合激光脉冲序列。
在一些实施例中,组合激光脉冲序列中第一激光脉冲与第二激光脉冲在时间上偏移。在一些实施例中,组合激光脉冲序列中第一脉冲序列和第二脉冲序列相交替。在一些实施例中,第一激光脉冲和第二第二激光脉冲的脉宽(134)在0.1-10000ns、1ns-500ns、1ps-10ms的范围中。在一些实施例中,组合激光脉冲序列的脉冲重复率在1Hz-2GHz或0.1-10GHz的范围中。在一些实施例中,每个第一激光脉冲具有第一波长,每个第二激光脉冲具有第二波长,第一波长和第二波长不同。在一些实施例中,系统包括:延时生成器(154),被配置为相对于来自第一激光源(140A)第一激光脉冲序列(144)的发射,延时来自第二激光源(140B)第二激光脉冲序列(148)的发射。
在一些实施例中,外科激光系统包括激光生成器(102)、激光探头(108)、结石分析器(170)和控制器(122)。激光生成器被配置为基于激光能量设置(126)生成激光能量。激光探头被配置为发射激光能量。结石分析器具有与目标结石(120)的特性有关的输出。控制器包括被配置为基于输出确定激光能量设置的至少一个处理器。
在一些实施例中,激光能量包括激光脉冲(132)的序列(130),激光能量设置包括针对激光脉冲的脉宽、激光脉冲的脉冲重复率、激光脉冲的功率、激光脉冲的波长、和/或激光脉冲序列的持续时间的设置。在一些实施例中,系统包括存储器(124),存储器包括激光能量设置到输出值的映射(172),其中控制器基于映射中对应于输出的激光能量设置控制激光生成器。在一些实施例中,特性为估计的结石大小、估计的结石长度、估计的结石成分和/或结石的振动频率。在一些实施例中,结石分析器的输出是结石图像、结石激光诱导振动测量、和/或结石的频谱仪读数。在一些实施例中,结石分析器包括被配置为输出目标结石图像的成像器(174),以及控制器被配置为基于该图像估计结石在至少一个维度上的长度,并基于映射中对应于估计长度的激光能量设置控制激光生成器。在一些实施例中,结石分析器包括被配置为测量目标结石振动频率的激光多普勒振动仪(182),以及控制器被配置为基于映射中对应于测量振动频率的激光能量设置控制激光生成器。在一些实施例中,结石分析器包括:激光诱导击穿频谱仪(184),被配置为输出指示目标结石成分的频谱仪读数,以及控制器被配置为基于映射中对应于频谱仪读数的激光能量设置控制激光生成器。
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