[发明专利]一种可减少高功率激光作用组织时产生烟雾的手持装置

说明书

一种可减少高功率激光作用组织时产生烟雾的手持装置，适用于外科手术；为三通结构，三通结构的第一个管口为用于插入光纤的光纤插入口，第二个管口为连接注水管的生理盐水输入口，第三个管口连接一个管腔的尾端，该管腔的前端有前端开口。通过注入冷生理盐水，可降低光纤头端与组织接触后产生的余热温度，降低光纤自燃几率，减少组织碳化产生大量烟雾，增加冷生理盐水流量，还可冲洗组织表面；手持装置带有的手控开关可使发射高能激光前，冷生理盐水先从激光光纤四周流出，激光停止释放后冷生理盐水再停止流出。本发明可实现高功率激光与生物组织相互作用时不再大量产生炭化烟雾；同时可冲洗组织表面，也能在激光高功率输出时减少光纤自燃几率。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种可减少高功率激光作用组织时产生烟雾的手持装置。

背景技术

高能激光作用组织时，将携带高能的光波输送至组织表面，组织吸收激光能量，主要产生两个作用：

1.光致发热作用：中心区域能量集中而被气化，组织中的所有成分都可由固体直接变成气体，以很大的速率射出而留下一个陷坑区域，此区域表层不断迅速炭化，即组织发生干性坏死，血液和血浆蛋白凝固，形成棕黑色碳化物。虽然与之毗邻组织接受传递而来的高热出现蛋白质热凝固，组织学观察可见到其下较深处发生自溶分解，再深处是炎症区，这种热凝固坏死是均匀的，凝固区的的细胞几乎无一幸免，热致组织凝固作用可以止血，但碳化物随着气化作用向环境中释放，形成有毒烟雾。此外，还可见热致汽化现象，由于组织内含有大量的水，在100度时沸腾。当组织接受能量而超过100摄氏度时，细胞内外的水均可急剧汽化，冲破细胞和组织而释放出来，并带走一些细胞碎片，组织还未碳化前，肉眼可见白色烟雾。

2.光致压强作用：激光瞬间功率密度较大，激光器能将不大的能量(几J到几十J)，在很短的时间内(10－9-10－12秒)，很小的空间(毫弧度)高度集中起来，产生高压作用。激光照射产生的压强作用有两种：一种是激光本身的辐射压力所形成的压强，称为一次压强。激光本身的辐射压力虽然很微弱，但能量相当集中，其压强是相当可观的。另一种激光作用生物组织以后，可继发产生二次压强，这是由于强激光作用于生物组织上，除光压以外，还有汽流反冲击，内部汽化压，热膨胀，超声压和电致伸缩压等诸多因素造成的。

在临床上，利用激光的压强效应在外科应用已久，早期如眼科的青光眼的前房角激光打孔治疗，白内障的激光切开，玻璃体机化索条激光切除等。随着科学技术进一步发展，当前多种激光器均在外科领域应用表现优良，如LASIK屈光手术使用准分子激光对角膜细胞逐层气化打磨、光纤激光(铥激光)对消化道早癌内镜粘膜下精细剥离(ESD)、高功率Nd:YAG固体激光对肺脏进行非解剖性切除等，此外，还有使用连接人造蓝宝石刀头的接触式半导体激光对脑组织的汽化切割。

随着科学发展，医用激光器能级亦有所提高，激光有此优良特性，不应只限于精细操作，在较大尺度的外科操作，如大器官的切割、止血操作中，也应发挥作用。

大器官的激光切割，不同于前面所述的几种精细操作，对切割效率有一定要求，提高激光器能量级别可显著提高切割效率，但也会大大加强光致发热作用，不但产生更多量的有毒碳化烟雾，亦可使组织热凝固体积增加，增加机体恢复负担。

此外，将激光光纤导入组织附近，不论接触或非接触组织释放激光，裸纤端口很难避免接触组织崩离碎屑，碎屑吸收高能，热传递至导光光纤，即在瞬间便可吸收大量能量，若能量未被及时疏散(接触组织并被组织吸收)，或输注能量不降低，则光纤头极易热损甚至熔融，发生光纤燃烧。有实验显示应用400μm光纤在CO₂气腹环境下，平均功率高于30W时光纤亦可燃烧。

在循环的水环境下使用高能激光对组织进行切割，可避免上述弊端：不产生碳化即无烟雾产生；减少周围组织传导受热；降低光纤尖端余热，光纤不易燃烧。因此，消化系统、泌尿系统均在水环境下进行激光操作。消化腔、尿路腔道空间有限，注满循环的生理盐水比较容易，然而对腹腔某个器官欲进行激光操作，将整个腹腔陷入循环的水环境中不现实。