[发明专利]一种用于激光皮肤手术中制冷剂喷雾辅助冷却的光衰减特性试验系统及其方法

说明书

本发明公开了一种用于激光皮肤手术中制冷剂喷雾辅助冷却的光衰减特性试验系统及其方法，所述系统包括制冷剂储罐、高压软管、快速响应电磁阀、喷嘴、温度表、压力表、电动三维位移平台、旋转台、激光控制箱、激光器光源探头、琼脂皮肤仿体、积分球、硅光电探测器、光谱仪、NI数据采集卡和电脑；制冷剂经喷嘴形成的喷雾和激光器光源探头发射的激光作用于琼脂皮肤仿体，然后激光进入积分球内部经反射后被光谱仪和硅光电探测器捕捉并进行吸光度和光强信号收集和转换，由NI数据采集卡采集后存储至电脑中；本发明填补了激光皮肤手术中激光能量衰减测试技术领域内的空白，可为皮肤病临床治疗中制冷剂喷雾辅助冷却技术参数的选取提供精准化理论参考。

技术领域

本发明属于医学装置技术领域，具体涉及一种用于激光皮肤手术中制冷剂喷雾辅助冷却的光衰减特性试验系统及其方法。

背景技术

在激光皮肤医学领域，基于选择性光热效应的激光皮肤手术通过选择合适波段的激光照射皮肤组织，可使激光能量最大限度地被真皮病变色基(增生黑色素或血管)所吸收，从而靶向祛除病变色基，同时避免周围正常组织的热损伤，具有术后不出血、创伤性小、副作用小、疗效显著等优点，已成为诸如太田痣、葡萄酒色斑等皮肤病临床治疗的首选疗法。但人体尤其是黄种人表皮层内同样含有对激光具有强吸收的正常黑色素，激光在到达真皮内病变位置之前必须先穿越表皮层，往往造成出血、表皮灼伤和色素减退等副作用。

制冷剂喷雾冷却(Cryogen Spray Cooling，CSC)具有冷却能力强、表面液膜蒸发快、高空间及时间选择性以及对人体无毒等优势。在激光治疗前辅以短脉冲(100ms)的制冷剂喷雾冷却，可有效防止表皮黑色素和真皮病变色基(增生黑色素或血管)竞争性吸收激光能量带来的表皮灼伤，进而提高激光许用能量、改善治疗效果，已成为诸如太田痣、葡萄酒色斑等皮肤病的黄金治疗法则。

制冷剂喷雾冷却时，大量液滴撞击至皮肤表面并发生复杂相变传热及动力学行为，之后液滴汇聚形成液膜，随后液膜蒸发并伴随长时间(约500ms)的结霜现象。实际的临床治疗考虑到冷却效果，无法等皮肤表面液膜和霜层完全消失后，再照射激光。而飞行中的液滴以及沉积在皮肤表面上的液膜与霜层对激光势必造成吸收和散射，使实际进入人体皮肤的激光能量有所衰减。然而目前尚缺少一套成熟且完备的可用于临床上喷雾对激光能量衰减的试验系统及方法，无法为诸如太田痣、葡萄酒色斑等皮肤病临床治疗中制冷剂喷雾辅助冷却技术提供精准化理论参考。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于激光皮肤手术中制冷剂喷雾辅助冷却的光衰减特性试验系统及其方法，用来测量临床中喷雾过程对激光能量的衰减特性，从而为医师优化冷却与临床冷却治疗参数选取提供精准化理论参考。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明首先提供一种用于激光皮肤手术中制冷剂喷雾辅助冷却的光衰减特性试验系统，所述系统包括喷雾发生装置、吸光度与光强测试装置以及数据连接线；

所述喷雾发生装置包括制冷剂储罐、高压软管、快速响应电磁阀、喷嘴、温度表、压力表、电动三维位移平台以及旋转台；

所述吸光度与光强测试装置包括激光控制箱、激光器光源探头、琼脂皮肤仿体、积分球、硅光电探测器硅光电探测器、光谱仪、NI数据采集卡以及电脑。

所述数据连接线包括激光传输线、数据传输线、光强信号传输线、吸光度信号传输线和导线；

所述制冷剂储罐上方安装有温度表和压力表，用以监测储罐内制冷剂温度和压力；

所述制冷剂储罐与快速响应电磁阀通过高压软管连接，快速响应电磁阀下端连接喷嘴；所述喷嘴还与旋转台相连，所述旋转台安装在电动三维位移平台Z轴上；所述旋转台和电动三维位移平台分别用于喷嘴角度和高度的调整；

所述激光控制箱与激光器光源探头通过激光传输线连接，激光控制箱可调节激光器光源探头所产生激光的能量和光斑大小；