專利名稱：一種半導體激光治療儀的治療頭的制作方法
技術領域：
一種半導體激光治療儀的治療頭技術領域[0001]本實用新型涉及一種半導體激光治療儀的治療頭。
背景技術[0002]半導體激光管是治療頭的主要功能器件，也是半導體激光治療儀的核心元器 件。半導體激光管的結構特性決定了它存在兩大弱點[0003]一是易熱損傷。半導體激光管對溫度十分敏感，極易造成熱損壞。半導體激光 治療儀依據醫用電氣設備環境要求必須選定一個氣候環境分組，即半導體激光治療儀必 須滿足一個規定的工作溫度范圍，而半導體激光管產生的激光功率對于溫度變化十分敏 感，通過功率-溫度曲線可以看出，隨著工作溫度的升高，激光功率會快速下降，但作 為醫用激光，要保證激光臨床治療效果，就必須保證激光治療照射劑量的準確性，就必 須通過反饋控制電路增加工作電流，保持激光功率的相對穩定，這就使得半導體激光管 在發射相同激光功率情況下，工作溫度越高，工作電流就越大，激光管產生的熱量也越 大，如果半導體激光管對工作溫度選型不周、或治療頭散熱結構設計不當，就會造成激 光管的燒蝕損壞。[0004]二是易靜電損傷。半導體激光管對靜電也十分敏感，極易造成靜電損壞。靜電 對激光管的損害主要來自人體和與周圍環境的接觸。人體可能帶有數千伏的靜電，而激 光管工作電壓僅為幾伏，因此，即便常規情況下的人體接觸，其所帶靜電也足以使激光 管產生不可逆轉的功率衰減或擊穿損壞。當激光管被靜電損傷，產生不可逆轉的激光功 率衰減后，將會直接影響治療照射劑量，影響激光治療效果。[0005]溫度和靜電是制約當前半導體激光治療儀治療頭激光功率穩定和壽命的主要原 因。[0006]同時，現有技術在激光輻照上還缺少安全防護方面的技術方案，如專利號 97222500.5，該專利在技術方案和結構設計中未提及半導體激光治療儀的治療頭在臨床 應用的安全技術保證方案內容，缺少治療頭對于臨床治療激光發射的安全設計保障。[0007]激光照射治療對于安全性的要求，不是簡單的要求治療頭有一定的功能、結構 和壽命，更重要的是對激光輻照功率密度和激光光斑的控制來滿足醫學臨床安全性要 求，這與治療頭的技術方案有著密切聯系。發明內容[0008]本實用新型的目的是提供一種滿足激光臨床治療有效性和安全性要求的半導體 激光治療儀的鼻腔照射治療頭。[0009]本實用新型所述的鼻腔照射治療頭包括半導體激光管、熱穩定導熱裝置、封裝 定位裝置、光導傳輸裝置、激光窗口罩、外殼、鼻夾裝置、電源導線。[0010]所述的半導體激光管激光波長依據臨床試驗的結論為630 670nm，工作溫度滿 足醫用電氣設備氣候環境分組要求，PD電流曲線與APC驅動電路匹配。[0011]所述的熱穩定導熱裝置包括定位套、導熱墊片、散熱管；定位套、導熱墊片、 散熱管均為導熱良好的材料制成；定位套用于安裝半導體激光管，散熱管通過與定位套 的螺紋連接將激光管、導熱墊片壓緊，使半導體激光管環面和前后端面被充分接觸，產 生的熱量通過定位套、導熱墊片、散熱管被迅速吸收擴散，確保激光管處在較低、穩定 的熱平衡溫度下工作。散熱設計應根據半導體激光管功率、溫度曲線和選擇的醫用電氣 設備氣候環境分組，采用熱平衡溫度法對熱穩定導熱裝置進行散熱設計，保證治療頭不 僅能在寬范圍的溫度下工作，而且有穩定的激光功率輸出和可靠的使用壽命。[0012]所述的封裝定位裝置包括壓盤和后蓋，壓盤將熱穩定導熱裝置壓緊定位在外殼 的套筒內，并通過后蓋將熱穩定導熱裝置封裝在外殼的套筒內。[0013]所述的光導傳輸裝置包括光導纖維和遮光罩，光導纖維安裝在外殼前端的套管 中，遮光罩裝于外殼的套筒內，于光導纖維與半導體激光管之間；采用光纖光導傳輸設 計，使激光器遠離激光輻照窗口，利于結構設計，同時利用光纖數值孔徑保證散射的半 導體激光導入與散射輸出；遮光罩的作用在于能夠使光纖與半導體激光管的對接能夠形 成一個間隙隔離對接，該間隙隔離的作用能夠降低反射激光對半導體激光管發射功率的 影響，使半導體激光管發射功率不因裝配結構而引起降低。在半導體激光管與光纖無間 隙隔離對接情況下，由于光纖端面會有反射光產生，反射光射入激光管內被PD接收， PD的作用是穩定LD激光功率向APC提供反饋信號，由于PD接收到激光管外逆向射入 的反射激光，會產生一個錯誤信號，使PD激光功率有一個下降，其下降幅度可達5%以 上，采用光纖與半導體激光管的間隙隔離對接技術，可避免治療頭結構設計對半導體激 光管發射功率引起下降。[0014]所述的激光窗口罩套于光導纖維上，安裝在外殼的前端，其出光口形狀及尺寸 采用安全輻照功率密度設計、激光發散照射光斑設計，提供激光輻照的安全控制。由 于治療頭激光輻照為發散照射，最大激光輻照功率密度為出光口輻照光斑功率密度，此 光斑功率密度應低于相關規范規定的安全輻照功率密度，采用對光纖直徑、光纖數值孔 徑、光纖端面與出光口距離、激光窗口罩上出光口張角、出光口直徑選配控制，實現控 制出光口安全輻照功率密度目的。[0015]所述的外殼采用絕緣材料和進行電磁兼容防靜電設計，用于防止靜電騷擾導致 激光功率衰減和激光器損壞。[0016]所述的鼻夾裝置包括鼻夾橡膠頭、鼻夾桿、鼻夾支架、彈簧、螺釘，鼻夾支架 裝于外殼上，鼻夾桿裝于鼻夾支架上，通過螺釘固定，彈簧使鼻夾桿處于夾緊狀態，鼻 夾桿前端裝有鼻夾橡膠頭；鼻夾裝置用于在鼻翼上能夠舒適地懸掛固定治療頭。[0017]所述的電源導線為屏蔽導線，其連接的插頭為USB插頭，提供電磁兼容屏蔽保 護，保證供電傳輸的可靠性。[0018]本實用新型提供的半導體激光治療儀的治療頭具有的有益效果為[0019]1、根據半導體激光管功率、溫度曲線，治療頭采用熱平衡溫度設計熱穩定導 熱裝置，使之滿足醫用電氣設備氣候環境分組溫度要求，保證治療頭有寬范圍的使用溫 度，有穩定的激光功率輸出和可靠的使用壽命。[0020]2、治療頭采用防靜電設計，滿足醫療器械電磁兼容靜電抗擾度要求，消除了靜 電對半導體激光管的損傷破壞，以及對治療儀主機的影響，確保治療頭在靜電環境下使用的可靠性和安全性。[0021]3、對治療頭激光出光口采用安全輻照功率密度設計、激光發散照射光斑設計， 提供激光輻照的安全控制，使治療頭不僅具有穩定性、可靠性，而且更具治療的安全 性，能更好地滿足激光臨床治療的要求。[0022]4、光纖與激光管的對接采用間隙隔離對接技術，可防止反射激光對半導體激光 管中PD影響所導致的激光發射功率下降。避免治療頭結構設計對半導體激光管發射功率 的影響。
[0023]圖1為本實用新型實施例的結構原理圖。[0024]圖2為本實用新型實施例的光導纖維與激光管間隙隔離對接和出光口安全設計 控制結構原理圖。
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖詳細描述本實用新型實施例。[0026]如圖1所示，治療頭包括鼻夾橡膠頭(1)、鼻夾桿O)、鼻夾支架(3)、螺釘 (4),彈簧(5)、外殼(6)、散熱管(7)、壓套(8)、壓盤(9)、激光窗口罩(10)、光導纖 維(11)、遮光罩(12)、半導體激光管(13)、定位套(14)、導熱墊片(15)、后蓋(16)、 電源導線(17)、USB插頭(18)。[0027]如圖1所示，半導體激光管(12)激光波長為630 670nm，工作溫度選用滿足 醫用電氣設備氣候環境分組要求，選用PD電流曲線與APC驅動電路匹配。[0028]如圖1所示，熱穩定導熱裝置包括定位套(14)、導熱墊片(15)、散熱管(7)。 定位套(14)用于安裝半導體激光管(13)，導熱墊片(15)用于導出激光管熱量，散熱管 (7)通過與定位套(14)的螺紋連接將激光管(1 、導熱墊片(1 壓緊，激光熱量被充分 導出，傳導至散熱管，散熱管散熱面依據醫療器械環境分組、熱平衡工作溫度、散熱系 數計算而得，構成熱穩定導熱裝置，控制半導體激光管的工作溫度。[0029]如圖1所示，封裝定位裝置包括壓盤(9)和后蓋(16)，用于將熱穩定導熱裝置壓 緊定位在外殼的套筒中。[0030]如圖1所示，光導傳輸裝置包括光導纖維(11)和遮光罩(12)。光導纖維(11) 安裝在外殼(6)前端的套管中，將激光管發射的激光傳導輸出，遮光罩(12)用于方便光 纖與半導體激光管的偶合，防止接口激光泄漏，同時，遮光罩的作用還在于能夠使光纖 與半導體激光管的對接能夠形成一個間隙隔離對接。采用光纖光導傳輸設計，使激光器 遠離激光輻照窗口，利于結構設計，同時利用光纖數值孔徑保證散射的半導體激光導入 與散射輸出。[0031]如圖1所示，激光窗口罩(10)套于光導纖維(11)上安裝在外殼(6)的前端。 激光窗口罩提供安全出光口控制和安全激光光斑。[0032]如圖1所示，外殼(6)采用絕緣材料和進行電磁兼容防靜電設計，用于防止靜電 騷擾導致激光功率衰減和激光器損壞。[0033]如圖1所示，鼻夾裝置包括鼻夾橡膠頭(1)、鼻夾桿O)、鼻夾支架(3)、螺釘(4),彈簧(5)。鼻夾桿( 裝于鼻夾支架C3)上，通過螺釘固定，彈簧( 使鼻夾 桿( 處于夾緊狀態，鼻夾桿( 前端裝有鼻夾橡膠頭(1)，用于在鼻翼上懸掛固定治療 頭。[0034]如圖1所示，電源導線(17)為屏蔽導線，其連接的插頭為USB插頭(18)，提供 電磁兼容屏蔽保護，保證供電傳輸的可靠性。[0035]如圖2所示，激光管與光導纖維為間隙隔離對接，其間隙為e，該間隙的作用能 夠消除反射激光對半導體激光管發射功率的影響，使半導體激光管發射功率不因裝配結 構而引起降低。[0036]如圖2所示，激光窗口罩出光口角度為a，出光口光斑直徑為b，光導纖維直徑 為c，光纖端面距出光口端面距離為d，通過對尺寸a、b、c、d的設計控制，實現治療頭 提供安全出光口控制和安全激光光斑，確保激光輸出無危險輻照截面，為臨床治療激光 輻照的提供安全控制。
權利要求1.一種半導體激光治療儀的鼻腔照射治療頭，包括半導體激光管、熱穩定導熱裝 置、封裝定位裝置、光導傳輸裝置、激光窗口罩、外殼、鼻夾裝置、電源導線；所述的 熱穩定導熱裝置包括定位套(14)、導熱墊片(15)、散熱管(7)，定位套(14)用于安裝半 導體激光管(1 ，散熱管(7)通過與定位套(14)的螺紋連接將激光管(1 、導熱墊片 (15)壓緊；所述的封裝定位裝置包括壓盤(9)和后蓋(16)，壓盤(9)將熱穩定導熱裝置 壓緊定位在外殼(6)的套筒內，并通過后蓋(16)將熱穩定導熱裝置封裝在外殼(6)的套 筒內；所述的光導傳輸裝置包括光導纖維(11)和遮光罩(1 ，光導纖維(11)安裝在外 殼(6)前端的套管中，遮光罩(12)裝于外殼(6)的套筒內，于光導纖維(11)與半導體激 光管(13)之間；所述的激光窗口罩(10)套于光導纖維(11)上，安裝在外殼6的前端； 所述的鼻夾裝置包括鼻夾橡膠頭(1)、鼻夾桿O)、鼻夾支架(3)、螺釘0)、彈簧(5)， 鼻夾支架( 裝于外殼(6)上，鼻夾桿( 裝于鼻夾支架( 上，通過螺釘(4)固定，彈 簧(5)使鼻夾桿( 處于夾緊狀態，鼻夾桿( 前端裝有鼻夾橡膠頭(1)；所述的電源導 線(17)為屏蔽導線，其連接的插頭為USB插頭(18)。
2.如權利要求書1所述的半導體激光治療儀的鼻腔照射治療頭，其特征在于，所述的 半導體激光管(1 激光波長為630 670nm，工作溫度滿足醫用電氣設備氣候環境分組 要求，PD電流曲線與APC驅動電路匹配。
3.如權利要求書1所述的半導體激光治療儀的鼻腔照射治療頭，其特征在于，所述的 激光窗口罩(10)采用出光口光斑直徑(b)安全輻照功率密度設計。
專利摘要本實用新型涉及一種半導體激光治療儀的鼻腔照射治療頭，提供一種滿足激光臨床治療有效性和安全性要求的半導體激光治療儀的鼻腔照射治療頭。所述的鼻腔照射治療頭包括激光器、熱穩定導熱裝置、封裝定位裝置、光導傳輸裝置、激光窗口罩、外殼、鼻夾裝置、電源導線。熱穩定導熱裝置采用熱平衡溫度設計，控制激光器工作溫度范圍；光導傳輸裝置采用光纖光導傳輸設計，使激光器遠離激光輻照窗口，利于結構設計，同時利用光纖數值孔徑保證散射的半導體激光導入與散射輸出；外殼采用絕緣材料和進行電磁兼容防靜電設計，防止靜電騷擾導致激光功率衰減和激光器損壞；激光窗口罩采用出光口安全輻照功率密度設計、激光發散照射光斑設計，提供了激光輻照的安全控制，從而保證臨床治療的有效性和激光輻照的安全性。
文檔編號A61N5/067GK201807091SQ200920217539
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者杜裕光, 江明, 霍建華 申請人:北京天佑科儀科技有限公司