CN104644263A - 光学治疗输出装置及其治疗光源的输出机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学治疗输出装置及其治疗光源的输出机构，通过在治疗手柄中将激光器通过固定件设置丝杠上，并通过电机来驱动所述固定件来带动激光器做连续式的或者脉冲式地扫描输出，从而来提高光斑的面积，进而降低激光器的成本；另外，本发明还对输出光源进行了矫正输出，通过反射镜以及凸透镜的配合设置，来使得最后所输出的治疗光光束保持一致性，从而来保证更加的治疗效果。总之，本发明很好地解决现有技术中需要以高性能激光设备来保证治疗效果，从而造成治疗仪器成本剧增的问题。

Description

光学治疗输出装置及其治疗光源的输出机构

技术领域

本发明涉及一种医疗器械领域，更加具体地来讲，尤其是涉及一种光学治疗输出装置及其治疗光源的输出机构。

背景技术

光学在医疗中具有广泛的应用范围，如脱毛，治疗血管性疾病，嫩肤，白癜风等疾病。而在这些疾病治疗中，最终的治疗效果无非涉及到两方面：激光的特性和生物组织的特性。其中，生物组织的特性是与某种疾病本身的特点和该病变生物的特性相关，而表述激光特性的参数很多，但对生物医学来说，最有直接关系的参数是：激光波长、输出能量或输出功率、辐照能量密度或辐照功率密度、辐照光斑的大小、照射持续时间或是脉冲宽度。

在实际的使用中，用来评价激光治疗特性的最常用参数是辐照功率密度或辐照能量密度(即照射功率(能量)除以光斑面积)，前者称“辐照度”[W/cm²(瓦/厘米²)]，后者称“辐照量”[J/cm²(焦/厘米2)]，它们是评价任何生物效应的主要参数，也是评价临床治疗效果的主要参数。计算公式是：

功率密度＝辐照功率/光斑面积＝P/πR²，

能量密度＝辐照能量/光斑面积＝E/πR²，

式中，P为辐照功率，其单位为瓦(W)；π为圆周率(约为3.14)；R为光斑半径；E为辐照能量，即辐照功率×脉宽，其单位为焦(J)。一般连续激光是用功率密度表示，脉冲激光用能量密度表示。

激光照射到人体的剂量大小不同，引起生物效应也不同，也就是说治疗效果是与光照射到人体的计量相关的。一般地，使组织破坏来达到治病的目的，如烧灼、凝固、切割、汽化的办法，我们称之为强激光，或高功率激光；非损伤性治疗，即激光作用于生物组织时，不造成生物组织不可逆的损伤，但刺激机体产生一系列的应答反应起到调节增强或抑制的功能，从而达到治病的目的，这种激光我们称之为低强度激光，或低功率激光，低强度激光，低能量激光。

正如上所说，治疗效果与激光本身的光功率输出以及所输出的光斑面积有关，而如果想要提供激光源本身这些光性能，则会使得激光源的成本剧增。所以，本领域技术人员试图通过改进光学治疗设备中的激光源的输出结构，以此来降低设备的成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光学治疗输出装置及其治疗光源的输出机构，用于解决现有光学治疗设备中激光源过高的问题，在保证相同治疗效果的前提下，来进一步降低治疗设备的成本。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的具体实现方案如下：

方案一

提供一种光学治疗输出装置，包括：壳体；丝杠，设置于所述腔体内；激光器，通过固定件安设于所述丝杆上；驱动装置，安设于所述丝杠上，并驱动所述激光器作连续移动地输出治疗光或者作脉冲移动地输出治疗光；输出窗口，设置于所述激光器的治疗光输出路径上。

通过时上述方案来实现激光器所输出的光束快速移动，从而在目标靶位上形成一个治疗的图形光斑，即将一个光斑分解成扫描输出的光斑，以提高输出光斑的尺寸面积，并进而可以使用激光的输出功率，通过多次扫描来达到相同的治疗效果，以达到降低激光输出设备的成本的目的。

作为上述光学治疗输出装置的优选方案，适用于将所述驱动装置设置于所述丝杠上并与所述固定件连接，且所述驱动装置与所述固定件一同在所述作连续移动或者作脉冲移动。

作为上述光学治疗输出装置的优选方案，适用于将所述驱动装置固定设置于所述丝杠上，并驱动所述固定件在所述作丝杠上作连续移动或者作脉冲移动。

上述两种优选方案是上述光学治疗输出装置中驱动装置驱动激光器移动的两种不同实现结构，其可以使得激光器所输出的治疗光光束在靶点上所形成的光斑呈连续输出，以保证对靶点的快速扫描治疗；或者驱动激光器以运动-停止-运动的方式循环移动，激光器在停止时输出治疗光光束进行治疗，这种方案可以实现对于不同部位的靶点快速治疗。

方案二

本发明还提供另外一种光学治疗输出装置的治疗光源输出机构，包括：光源，用于输出治疗光；第一反射镜，角度可调节地设置于所述治疗光输出路径上，并对所述治疗光进行第一次反射输出；第二反射镜，固定设置于经所述第一反射镜反射输出的所述治疗光传输路径上，并对所述治疗光进行第二次反射输出，且所述第二反射镜与水平方向成45°夹角；凸透镜，设置于经所述第二反射镜反射输出的所述治疗光传输路径上，并对所述治疗光进行矫正并予以输出相互平行的治疗光束；输出窗口，设置于所述治疗光束的输出路径上，用于对平行的治疗光做适于治疗地输出。本方案中的所述光学治疗输出装置的治疗光源输出机构用于对激光器输出的光源光束进行矫正处理后输出，从而保证所述光束输出到靶点后形成的光斑的剂量的一致性。

如上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过上述技术方案，来通过对激光器所输出的治疗光光束作扫描输出，从而来增大治疗光光束所形成的光斑的面积，以此来降低治疗光输出功率，不用采用成本较高的光输出设备，比如采用成本较低的激光器。

附图说明

图1显示为本发明光学治疗输出装置的一种实施方式原理示意图。

图2显示为本发明光学治疗输出装置的另一种实施方式原理示意图。

图3为本发明一种光学治疗输出装置的治疗光源输出机构的原理示意图。

附图标记说明

11，11’     驱动装置

12，12’     固定件

13           壳体

14           丝杠

15           激光器

16           输出窗口

21           光源

22           第一反射镜

23           第二反射镜

24           凸透镜

25           输出窗口

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

一般地，在实际的应用中，激光器的成本是较高的，在满足治疗光光谱条件下，激光器输出光源的光功率密度高，或者输出光源的光斑面积越大，那么其成本相应地就越高。如果在保证治疗效果的情况下来实现置设设备的成本，这是本领域技术人员所需要克服以及需要解决的问题。

本发明提供了以下几种实施方案来解决现有技术中所存在的问题。

实施例一

一种光学治疗输出装置，包括：壳体13；丝杠14，设置于所述腔体内；激光器15，通过固定件12安设于所述丝杆上；驱动装置11，所述驱动装置11设置于所述丝杠14上并与所述固定件12连接，且所述驱动装置11与所述固定件12一同在所述作连续移动或者作脉冲移动；输出窗口16，设置于所述激光器15的治疗光输出路径上。

在上述方案中，所述驱动装置11和固定件12一同设置连接在丝杠14上，并且驱动装置11驱动所述固定件12与其一起在丝杠14上作连续移动或者作脉冲移动，这样也就同步带动了固设在所述固定件12上的激光器15同步移动，整个移动过程是连续移动进行的，从而保证了激光器15所产生的治疗光是连续扫描输出。利用该光学治疗输出装置，可以采用光功率密度较低或者光斑输出面积较小的激光器15来实现对于治疗靶点的多次光输出扫描治疗，从而达到与采用高功率密度输出的激光器15一样的治疗效果。

具体地，可以将上述实施例一中的方案应用到脱毛、血管性病变、嫩肤及皮肤病的治疗中。

上述激光器15为输出波长为280nm-3000nm的单色光光源或宽光谱光源，其中，可以具体为308nm的激光光源，或者采用输出波长为280nm-400nm的紫外光光源，这些光源可以用于治疗皮肤病；还可以采用输出波长为560nm-630nm的光源，用于治疗血管性疾病，其中，可以采用的波长为532nm的单色半导体激光光源、波长为585nm的单色半导体激光光源、波长为590nm的单色半导体激光光源、波长为595nm的单色半导体激光光源、波长为600nm的单色半导体激光光源、以及波长为635nm的单色半导体激光光源。

另外，所述激光器15还可以采用输出波长为700nm-755nm的半导体激光光源，用于进行脱毛治疗；具体地，其中，可以采用的波长为694nm的单色半导体激光光源、波长为760nm的单色半导体激光光源、波长为810nm的单色半导体激光光源、以及波长为850nm的单色半导体激光光源。

进一步地，所述激光器15还可以采用输出波长为1300nm-2000nm的半导体激光光源，用于进行嫩肤治疗，其中，可以采用的波长为1320nm的单色半导体激光光源、波长为1440nm的单色半导体激光光源、波长为1450nm的单色半导体激光光源、波长为1550nm的单色半导体激光光源、波长为1810nm的单色半导体激光光源、以及波长为1820nm的单色半导体激光光源。

例如，在585nm半导体激光治疗血管性疾病中，由于现有的半导体激光功率输出功率低的限制因素，通常在10W左右，为了维持20J/cm²的输出剂量在血管性疾病的治疗，通常扩大其脉冲宽度到200ms来实现较高的功率输出。这种情况下，治疗后会存在显著的热弥散到周围皮肤组织，造成皮肤损伤，治疗后副作用明显。同时，治疗面积过度小，在10W光功率输出，且脉冲宽度为200ms时，需要对光斑面积进行限制在0.1cm²以下才能达到治疗所需要的光功率密度。同时，由于0.1cm²的治疗面积过小，而血管性疾病的治疗机理为光热效应导致的血管内皮凝固来达到治疗的目的，通常在治疗后血管容易再次疏通，导致了治疗效果不佳。而通过扫描的方式可以一次性治疗1cm²，甚至更大面积的治疗，从而确保治疗效果。

再例如，在血管性病变治疗中，输出8J/cm2的光功率密度，采用595nm30W的半导体激光，在40ms内的时间，可以实现0.15cm2的治疗面积，具体的可以为1cm×0.15cm的面积内实现，即激光器15输出的长度为10mm，同时输出1.5mm的宽度，并且沿着宽度放心进行移动。在1cm×5cm的面积内，可以通过33次的移动实现整个面积的光斑扫描输出。即通过上述本发明可以成本更加低廉的激光器15就能达到相同的治疗效果。

实施例二

本发明还提供了另外一种实施结构的光学治疗输出装置，请参见图2，所述光学治疗输出装置，包括：壳体13；丝杠14，设置于所述腔体内；激光器15，通过固定件12’安设于所述丝杆上；驱动装置11’，所述驱动装置11’固定设置于所述丝杠14上，并驱动所述固定件12’在所述作丝杠14上作连续移动或者作脉冲移动；输出窗口16，设置于所述激光器15的治疗光输出路径上。

本实施例二中的光学治疗输出装置与实施例一中的结构所不同之处在于：驱动装置11’和用于固定激光器15的固定件12’之间的连接设置方式不一样，实施例一中是通过驱动装置11和固定件12相互连接并与所述固定件12一起在丝杠14上作连续移动或者作脉冲移动，从而使设置在固定件12上的激光器15作连续移动地输出治疗光或者作脉冲移动地输出治疗光；而本实施例二中的驱动装置11’是固定设置的，其通过驱动固定件12’作连续移动或者作脉冲移动，从而使设置在固定件12’上的激光器15作连续移动地输出治疗光或者作脉冲移动地输出治疗光。

综合上述实施例一和实施例二来看，通过将驱动装置安设于所述丝杠14上，并驱动所述激光器15作连续移动地输出治疗光或者作脉冲移动地输出治疗光，以实现光学治疗输出装置的两种治疗光扫描输出方式，一种为脉冲输出，例如设定脉冲时间为60ms(其中40ms用于光斑输出，20ms用于激光器15件的移动)；另一种为连续扫描输出，例如在40ms的时间内实现1.5mm的移动距离。

具体地，上述实施例一和实施例二中，所述驱动装置可以选用电机来予以实现，而所述固定件可以为供固定所述激光器15并与所述丝杠14相适配安装的构件。应当理解，实施例二中的激光器15所输出的治疗光的波长也可以采用实施例一中的实施方式。

在实际治疗中，利用上述光学治疗输出装置来实现对于激光器15输出剂量的调整，具有包括调节激光器15的输出功率和调节光斑的移动速度，其中调节光斑的移动速度不会对输出时间具有影响，尤其在最高输出光功率的情况下，通过调节光斑的移动速度来实现治疗剂量的更改，对治疗时间的影响更低。

进一步地，在脱毛，血管性病变，嫩肤都是基于选择性光热吸收，治疗目标即为靶基，不需要额外对皮肤部位进行选择。由于都是基于光热吸收，更优的需要对治疗靶位进行冷却，如将输出窗口16材质设置为热传导性能优良的且边缘镶嵌有紫铜的蓝宝石玻璃片，并通过半导体制冷的方式或第三方的制冷方式来对治疗区域进行冷却制冷，以减轻治疗的副作用。

另外，如果是在紫外光疗中，尤其是UVB的紫外光治疗中，为了减少增加紫外光的透过率，更有的输出窗口16为镀有减反膜(也称为增透膜)的石英玻璃。

实施例三

为了进一步降低现有光学治疗设备的成本，本发明还提供了另外一种光学治疗输出装置的治疗光源输出机构，包括：光源21，用于输出治疗光；第一反射镜22，角度可调节地设置于所述治疗光输出路径上，并对所述治疗光进行第一次反射输出；第二反射镜23，固定设置于经所述第一反射镜22反射输出的所述治疗光传输路径上，并对所述治疗光进行第二次反射输出，且所述第二反射镜23与水平方向成45°夹角；凸透镜24，设置于经所述第二反射镜23反射输出的所述治疗光传输路径上，并对所述治疗光进行矫正并予以输出相互平行的治疗光束，输出窗口25，设置于所述治疗光束的输出路径上，用于对平行的治疗光做适于治疗地输出。

具体地，上述光源21可以具体为激光器15，用于提供不同波长的治疗光。结合上述实施例一和实施例二，可以同本实施例三中的方案进行结合应用。也即本实施例三中的光源21可以采用实施例一和实施例二中的激光器15，所述输出窗口25与实施例一和实施例二中的输出窗口16可以采用相同的结构。所以，可以将本实施例三中的方案应用到实施例一和实施例二中，相当于在激光器15和输出窗口16之间设置第一反射镜22、第二反射镜23及凸透镜24来实现对于激光器15所输出的治疗光进行矫正输出，从而使得输出窗口16输出的治疗光为多条线组成的一个矩形光斑，这样可确保整个治疗平面上光照射剂量一致，即一个光斑上的能量密度分布均匀。

进一步地，所述凸透镜24采用的是柱面凸透镜，所述柱面凸透镜的平端朝着第二反射镜23方向，所述柱面凸透镜的凸端朝着输出窗口25方向。来外，对于凸透镜24的安装位置也有要求：即所述柱面凸透镜的顶点到第二反射镜23的中心位置的距离为所述柱面凸透镜的曲率半径。

需要理解的是，由于涉及到机械运动，基于这些装置的治疗装置，其输出激光的脉冲时间需要10ms量级以上。上述各实施例都是基于长条状的矩形扫描治疗，在一个方向进行扫描即可，光源21所输出的治疗光可以作连续输出，也可以作脉冲输出。

综上所述，本发明通过上述技术方案，来通过对激光器15所输出的治疗光光束作扫描输出，从而来增大治疗光光束所形成的光斑的面积，以此来降低治疗光输出功率，不用采用成本较高的光输出设备，比如采用成本较低的激光器15。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种光学治疗输出装置，其特征在于，包括：

壳体；

丝杠，设置于所述腔体内；

激光器，通过固定件安设于所述丝杆上；

驱动装置，安设于所述丝杠上，并驱动所述激光器作连续移动地输出治疗光或者作脉冲移动地输出治疗光；

输出窗口，设置于所述激光器的治疗光输出路径上。

2.根据权利要求1所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述驱动装置设置于所述丝杠上并与所述固定件连接，且所述驱动装置与所述固定件一同在所述作连续移动或者作脉冲移动。

3.根据权利要求1所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述驱动装置固定设置于所述丝杠上，并驱动所述固定件在所述作丝杠上作连续移动或者作脉冲移动。

4.根据权利要求1所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述固定件为供固定所述激光器并与所述丝杠相适配安装的构件。

5.根据权利要求1-3任一项所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述激光器所产生的所述治疗光为单色光源或宽光谱光源。

6.根据权利要求5所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述激光器输出的治疗光的波长包括280nm-400nm的紫外光。

7.根据权利要求5所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述激光器输出的治疗光的波长包括560nm-630nm的激光。

8.根据权利要求5所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述激光器输出的治疗光的波长包括700nm-850nm的激光。

9.根据权利要求5所述的光学治疗输出装置，其特征在于，所述激光器输出的治疗光的波长包括1300nm-2000nm的激光。

10.一种光学治疗输出装置的治疗光源输出机构，其特征在于，包括：

光源，用于输出治疗光；

第一反射镜，角度可调节地设置于所述治疗光输出路径上，并对所述治疗光进行第一次反射输出；

第二反射镜，固定设置于经所述第一反射镜反射输出的所述治疗光传输路径上，并对所述治疗光进行第二次反射输出，且所述第二反射镜与水平方向成45°夹角；

凸透镜，设置于经所述第二反射镜反射输出的所述治疗光传输路径上，并对所述治疗光进行矫正并予以输出相互平行的治疗光束；

输出窗口，设置于所述治疗光束的输出路径上，用于对平行的治疗光做适于治疗地输出。

11.根据权利要求10所述的光学治疗输出装置的治疗光源输出机构，其特征在于，所述凸透镜为柱面凸出透镜，所述柱面凸透镜的平端朝着第二反射镜方向，所述柱面凸透镜的凸端朝着输出窗口方向，且所述柱面凸透镜的顶点到第二反射镜的中心位置的距离为所述柱面凸透镜的曲率半径。

12.根据权利要求10所述的光学治疗输出装置的治疗光源输出机构，其特征在于，所述光源为激光器。