[发明专利]一种基于荧光测温和光热效应的激光光纤热疗探头

权利要求书

1.一种基于荧光测温和光热效应的激光光纤热疗探头，其特征在于，分为金属壳体和探头尖端两部分；金属壳体内部容纳测温光纤、激光光纤，用于保护和固定光纤；探头尖端采用形状记忆合金材质，提供穿刺人体组织和形变能力，探头尖端的内表面涂覆有石墨烯涂层，内部填充光热复合材料；所述的光热复合材料包括具有荧光测温与光热效应的稀土掺杂材料和用于增强热导率的纳米材料；测温光纤用于传输荧光，测温光纤内部设有光栅用于消除反射的激光，激光光纤用于传输激光，激光通过传输光纤照射到光热复合材料后，光热复合材料发出荧光并释放热量，热量通过导热的石墨烯涂层扩散至探头尖端外部区域，荧光被测温光纤收集，传输至外部探测器后经信号解调，从而实现实时温度监测传感。

2.依据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述的金属壳体长度为50 mm-100 mm，直径为1 mm-3 mm，厚度为0.1 mm-1 mm；所述的壳体外壳材质为金属银、金属铂、金属金、或医用不锈钢。

3.依据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述的探头尖端采用形状记忆合金材质，形变温度以下形状为针状，形变温度及以上形变为柱状，形变温度为45 ℃-70 ℃。

4.依据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述的石墨烯涂层为石墨烯薄膜、石墨烯片或者石墨烯纳米片，厚度为0.1 mm-1 mm。

5.依据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述的增强导热率的纳米材料包括碳纳米管、石墨烯薄膜、石墨烯片、纳米金球、纳米金棒、纳米金片、纳米金管、纳米银球、纳米银棒、纳米银片或者纳米银管；所述的增强热导率的纳米材料，纳米片的长度尺度为10 nm-500nm, 宽度尺度为10 nm-500 nm，厚度为10 nm-200 nm；纳米球的半径为10 nm-500 nm；纳米管的直径为1 nm-100 nm,长度为10 nm-1000 nm，所述的增强热导率的纳米材料与稀土掺杂材料的摩尔质量比为0.1%-40%；所述的具有荧光测温与光热效应的稀土掺杂材料和提升热导率的纳米导热材料可采用混合搅拌、在硅胶中搅拌或者在气凝胶中进行混合，所述的增强热导率的材料在加入后热导率在500 W/mK-7000 W/mK。

6.依据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述的探头尖端的热传导材料涂覆方法包括但不限于胶水粘结、CVD、MCVD、高速喷涂、掺入硅胶、与气凝胶混合、激光加工。

7.依据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述的具有荧光测温与光热效应的稀土掺杂材料，通过固相烧结法、水热合成法、爆炸法、化学气相沉积法、及超声波处理后获得，其颗粒大小为50 nm-3000 nm，发光光谱的范围为200-1500 nm；所述的具有荧光测温与光热效应的稀土掺杂材料，包括但不限于，以NaYF₄、BaTiO₃、Ba₂YbF₇、NaGdF₄、NaAl(WO₄) ₂、PDMS、PMMA、NAAO、La₂Ti₂O₇、 La₂TiO₅或者B₂O₁₂W₃为基质，掺杂离子包括Nd³⁺、Sm³⁺、 Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺或者Lu³⁺。

8.依据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述的激光光纤传输的激光波长为100-5000nm，为连续型激光，功率为0.1 W-500W；所述的测温光纤接收波长为：100 nm-2000 nm,测温光纤与激光光纤纤芯直径为50 μm-1050 μm，包层直径为120 μm-1100 μm。

9.依据权利要求8所述的测温光纤，其特征在于，所述的光纤内部刻蚀有光栅，能够消除反射的激光，消除反射光的波长根据入射激光波长决定，所述的测温光纤内部光栅的加工方式包括但不限于飞秒激光加工，化学刻蚀、CVD、MCVD方法。