[发明专利]激光医疗方法及设备

说明书

一种新型的激光医疗手术方法及设备，利用在激光主脉冲上叠加一个或多个参数可调控的激光尖峰脉冲，显著提高激光医疗手术的效率，并增加手术安全性。

技术领域

激光在医疗手术领域的应用及设备，特别是对波长在2微米附近的脉冲激光，经过对其常规的激光脉冲波形的控制改变，应用于人体内结石的粉碎去除、前列腺等软组织切除、骨科应用等。

背景技术

激光在医疗领域已经得到了广泛的应用，并产生显著的社会效益及经济效益。近十多年来，波长在2微米左右的激光脉冲，因其波长位于水分子的强烈吸收峰之一，在泌尿系结石的粉碎应用中，与采用其他激光波长的激光脉冲相比具有明显的优越性。同时此种激光医疗手术与以往其他手术方法相比，如超声碎石、电刀碎石等，更具有许多独特的优势，如手术的安全性高（不易对其他人体组织产生短期或长期的伤害），手术方便（激光脉冲可以通过光纤，经内窥镜直达碎石部位，在目视下操作）等。因此波长为2微米左右的激光脉冲碎石已成为结石医疗处理的金标准。同样的原因使其也被广泛应用于如前列腺软组织切除、骨科中许多疾病的治疗手术中，其应用日趋广泛。

目前此类2微米波长激光碎石或前列腺切割手术设备，都采用基本上为钟形或矩形的激光脉冲形状，激光脉冲重复频率为1至100赫兹，激光输出平均功率为10瓦至120瓦。其中高功率的激光输出往往需要通过2至4台激光器输出的合成来实现。

本专利申请权利人，爱科凯能科技（北京）股份有限公司，已研发了采用将常规2微米激光脉冲与其他短波长短脉冲宽度激光器的组合，以期实现更好的碎石效果的产品，参见专利CN103815965A，“一种激光医疗设备“。它采用两个激光器，一个为常规的1.9至3 微米激光器，另一个为0.2至1.5微米短脉冲宽度激光器，脉冲宽度为0.2至1.5 微秒。两激光器输出经光束复合器合束输出。该发明的设备在泌尿系结石的碎石实际应用效果与常规2微米激光脉冲相比有一定改进，但必须需要使用两台激光器的缺点是设备成本高。

美国Trimedyne公司的双脉冲2微米设备（美国专利US6998567），利用一台或两台激光器，产生两个或多个同样的常规激光脉冲组成的脉冲组，他们在时间上具有几十微秒量级的间隔，在骨科手术中表现出了较常规的单个2微米激光脉冲设备较大的优越性。但该设备在激光碎石方面，从综合性价比来看，与常规2微米设备相比，优势有限，因为若用单个激光器产生脉冲组，激光器的总平均输出功率仍受限于激光器本身的功率水平。脉冲组中每个脉冲仍为常规的脉冲形状，限制了手术效率的改进余地。若用两个激光器，那么其效果与一般的两个激光器的碎石效果并无明显优势。

医疗应用实践表明，大部分泌尿系结石采用80瓦以下的2微米激光脉冲已可以进行有效的破碎，手术的速率令人满意。但也偶尔遇到少数结石，即使在采用100瓦激光功率时，仍不能满意破碎。

进一步提高激光功率，不但涉及更昂贵的设备成本，同时亦会增加手术的不安全性。能在现用激光功率水平下，加快碎石及软组织切割的有效性及速率，或更优化各种骨科手术应用，缩短手术时间，提高手术安全性，并不断拓展应用领域是现下这类激光医疗方法及设备面对的一大挑战。

发明内容

本发明通过在常规的钟形或矩形2微米激光主脉冲上，叠加一个或多个参数可调的尖峰激光脉冲，使得在主脉冲平均功率不增加甚至降低下调的情况下，大大提高激光手术的有效性，速率及安全性，显著提高激光脉冲碎石的爆破能力，改善软组织的切割效率以及骨科手术的效率。

尖峰脉冲的可调参数包括其激光波长，脉冲的个数，与主脉冲的时间关系，尖峰脉冲本身的脉宽及能量等。尖峰脉冲参数的调整选用可因具体医疗手术而异，以保证医疗手术的最佳效果。在同一手术的不同时刻，依据手术进行情况，尖峰脉冲的各项参数也可以程控，随手术进行而改变参数，以进一步优化手术效果，增加安全性。同时，由于尖峰脉冲的存在，在优化医疗手术效果前提下，有可能降低对主脉冲功率的需求，从而进一步提高激光医疗手术的安全性。

附图说明