Результат интеллектуальной деятельности: Лазерный медицинский аппарат

Изобретение относится к лазерной медицине и может быть использовано для хирургического лечения путем облучения биоткани лазерным излучением.

Известно лазерное медицинское устройство для воздействия лазерным излучением при различных режимах работы лазерных источников в хирургии, при лазерных термовоздействиях, а также в терапии, которое содержит блок питания, связанный с ним микропроцессорный блок, к которому подключен оптический блок, состоящий из полупроводниковых лазерных источников, излучающих в видимой и инфракрасной областях спектра (Патент РФ №2172190 С1, заявл. 13.03.2000, опубл. 20.08.2001).

Недостатком указанного устройства является отсутствие обратной связи для управления мощностью лазерного излучения, а установка средней мощности осуществляется дискретно.

Известно устройство для лазерной обработки биологической ткани (его варианты) которое осуществляет автоматические контроль состояния обрабатываемой биоткани и управление параметрами излучений лазеров благодаря совокупности введенных в устройство хотя бы одного приемника информации о состоянии биоткани, выход которого соединен с входом блока управления, и электронных ключей, установленных в цепях питания лазеров и управляемых выходными сигналами блока управления (Патент РФ №2096051 С1, заявл. 24.02.1995, опубл. 20.11.1997).

Недостатки устройства - достаточно сложная система контроля состояния биоткани, в случае превышения энергии лазерного излучения лазеры отключаются с помощью электронных ключей, т.е. регулирования выходной мощности нет.

Известен лазерный медицинский аппарат, который взят в качестве прототипа, и который содержит последовательно соединенные блок питания, блок управления, оптический блок с лазерными диодами видимой области спектра, оптический блок с лазерными диодами инфракрасной области спектра и оптический преобразователь для сведения излучения лазерных диодов, выполненный в виде группы преломляющих призм. Оптические блоки и оптический преобразователь размещены в одном лазерном блоке, выполненном в виде ручного инструмента. К лазерному блоку в месте выхода излучения крепится фокусирующая насадка (Патент РФ №2293580 С2, заявл. 21.03.2005, опубл. 10.09.2006).

Недостатком аппарата является ручная установка врачом параметров излучения для конкретной лечебной процедуры и недостаточное качество проводимых процедур.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении качества проводимых процедур.

Изобретение поясняется чертежом. На чертежах изображена блок-схема лазерного медицинского аппарата с устройством контроля биоткани.

Лазерный медицинский аппарат содержит последовательно соединенные блок питания 1, блок управления 2, выход которого соединен с входом оптического блока с лазерными диодами видимой области спектра 3 и входом оптического блока с лазерными диодами инфракрасной области спектра 4, выходы которых соединены с входом оптического преобразователя для сведения излучения лазерных диодов 5, выполненный в виде группы преломляющих призм. Оптические блоки и оптический преобразователь размещены в одном лазерном блоке 6, выполненном в виде ручного инструмента и лазерное излучение с которого через оптический аттенюатор 7, фокусирующую насадку 8 и дихроичное зеркало 9 воздействует на биоткань 10, оптически сопряженную с видеоконтрольным устройством 11, с которого сигнал через устройство обработки информации 12 поступает на первый вход блока обработки 13. Сигнал с первого выхода блока обработки управляет оптическим аттенюатором 7, который обеспечивает плавное изменение мощности лазерного излучения в пределах диапазона, соответствующего конкретному тепловому эффекту. Второй выход блока обработки соединен с оптической линией задержки 14, которая в свою очередь соединена с волоконно-оптическим интерферометром 15, который одним входом соединен с двухкоординатным сканирующим устройством 16,оптический сигнал на которое поступает через дихроичное зеркало 9 с биоткани 10, а другим входом с суперлюминисцентным диодом 17. Детектор 18 своим выходом соединен с вторым входом блока обработки, а входом с волоконно-оптическим интерферометром 15. Блоки 11-18 функционально объединены в устройство контроля состояния биоткани 19, которое реализовано на основе метода оптической когерентной томографии (Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. - М.: Физматлит, 2010. С. 170).

Устройство контроля состояния биоткани работает следующим образом. Излучение суперлюминисцентного диода 17 поступает на волоконно-оптический интерферометр 15, с измерительного выхода которого оно проходит через двухкоординатное сканирующее устройство 16 и дихроическое зеркало 9 направляется на биоткань 10 и отражается от нее. Сканирующее устройство 16 позволяет направлять излучение на различные участки обрабатываемой биоткани 10. Отраженное от биоткани 10 излучение через дихроическое зеркало 9 и двухкоординатное сканирующее устройство 16 возвращается в волоконно-оптический интерферометр 15, где сравнивается по фазе с излучением, приходящим от оптической линии задержки 14, что позволяет на детекторе 18 определить расстояние до точки измерения в области обработки биоткани 10. За счет перемещения излучения измерительного канала сканирующим устройством 16 по зоне обработки биоткани 10 формируется трехмерный профиль поверхности биоткани, что позволяет оценить характер изменения свойств биоткани и тепловые эффекты, возникающие при этом. Блок обработки 13 идентифицирует тепловой эффект в биоткани и формирует управляющий сигнал на оптический аттенюатор 7, осуществляющий регулировку мощности лазерных диодов 4 в соответствии с заданным режимом воздействия на биоткань.

При воздействии непрерывного лазерного излучения, из-за постоянного нарастания разности температур между облучаемой и окружающей биотканью, возрастает перенос тепла из области нагрева в соседние участки. При больших уровнях энергии излучения могут быть повреждены значительные объемы ткани, при малых - возможны потери тепла в нагреваемых областях. Диапазоны температур, соответствующие тепловым эффектам в биотканях представлены в таблице (Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. - М.: Физматлит, 2010. С. 51).

В результате оснащения лазерного аппарата устройством контроля состояния биоткани и определения характера тепловых эффектов, имеющих место в биологической ткани, обеспечивается стабильность заданного воздействия лазерного излучения на биоткань, и за счет этого повышается качество проводимых процедур.