CN104587610B - 可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，包括散热组件和冷却组件，所述散热组件和冷却组件均匀分布于倒杯型的散热冷却装置上，所述倒杯型的散热冷却装置一端套设于所述治疗头上，另一端接触皮肤表面，接触面与所述治疗头的接触端平齐，能够根据光源能量改变冷却模式，增大或减小激光光斑的直径的同时，快速切换到散热或冷却的工作模式中，实现对各种皮肤的多工作模式可调的冷却，由于采用压电式传感器和温度传感器，增加了激光治疗仪的智能性和安全性，可避免高功率输出激光对皮肤的灼伤。

Description

可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置

技术领域

本发明涉及一种多功能激光治疗仪的辅助装置，特别是涉及一种可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置。

背景技术

近年来，随着激光技术的不断发展，各种波长激光在人体疾病治疗领域的应用越来越广泛，但是在治疗的同时都具有一定的局限，未能达到最佳效果。

由于激光治疗仪采用选择性光热作用，对皮肤的各种病变进行照射治疗，所以采用不同的波长或治疗方式，可实现对各种病症的治疗。

现有技术中，喷洒冷却剂对皮肤表面制冷的方法制冷效果好，然而当激光治疗仪器具有多工作模式可调的治疗时，会针对不同皮肤进行治疗，那么单一的冷却模式将无法应付多模式切换的治疗方案，成为多功能激光治疗仪器的桎梏，因此急需一种可对冷却模式进行可调的有针对性的激光治疗仪器。

另一方面，在对病患治疗过程中，由于对敏感皮肤部位的冷却时间不及时，往往出现一种冷却的滞后性，并且会造成患者的二次伤害，对于制冷效果的另一个需求就是为了快速减轻激光发热所带来的痛苦。

发明内容

为了解决现有技术中的制冷速度慢、冷却模式单一的技术问题，使多功能激光治疗仪不仅能够集成同时具备功率＜150w(穿透皮下0-2cm)的红外波段和750w(穿透7-10cm)的光源，而且能够根据光源能量改变冷却模式，增大或减小激光光斑的直径的同时，快速切换到散热或冷却的工作模式中，实现对各种皮肤的多工作模式可调的冷却，由于采用压电式传感器和温度传感器，增加了激光治疗仪的智能性和安全性，可避免高功率输出激光对皮肤的灼伤。

该辅助装置依赖的多功能光治疗仪的特点是可以自由改变照射光斑直径以适于治疗大面积疼痛范围，包括治疗头、电源、核心电路控制系统、半导体激光器模块、散热冷却装置、治疗仪框架、医用电缆、光束形成组件装置。

所述治疗头具有接触端和用于与治疗仪框架连接的第一可拆卸连接机构。

治疗头接触端设置有压式传感器和温度传感器，散热冷却装置包括散热组件和冷却组件，所述散热组件和冷却组件均匀分布于倒杯型的散热冷却装置上，所述倒杯型的散热冷却装置一端套设于所述治疗头上，另一端接触皮肤表面，接触面与所述治疗头的接触端平齐。

所述倒杯型的散热冷却装置接触皮肤表面一端为圆环形，所述散热组件包括喷丝口、储丝囊和散热丝；所述冷却组件包括电磁阀、软管、喷雾口；所述喷丝口和喷雾口均匀布置于所述散热冷却装置的内环；所述储丝囊和电磁阀均匀布置在所述散热冷却装置的外环，并通过软管和电缆连接所述核心电路控制系统以及外置冷却剂储藏罐。

所述喷丝口具有喷丝和收丝功能，散热丝既可以从喷丝口喷出，也可以从喷丝口收回，所述散热丝采用高密度天丝纤维的纺织纤维为原料，掺入纳米远红外陶瓷纤维制作而成；所述冷却剂储藏罐和软管之间还设置有安全阀门和冷却剂暂存池，所述冷却剂储藏罐连接安全阀门，安全阀门连接冷却剂暂存池，冷却剂暂存池连接软管。

所述喷丝口为螺旋喷丝口，螺旋角度为45度。

所述散热冷却装置的外环还设置有加热电极，用于对储丝囊进行干燥。

所述冷却组件还包括半导体制冰片，设置在所述散热冷却装置的外环，和温度传感器与温度检测单元电连接。

所述半导体激光器模块的一端通过第二承压机构固定于所述第一可拆卸连接机构的后部的空腔内。

所述半导体激光器模块的另一端设置有用于与光束形成组件装置连接的第一承压机构。

所述核心电路控制系统被设置固定于第二可拆卸连接机构中部的空腔内，一端与医用电缆电连接，另一端通过耦合器与半导体激光器模块连接。

所述半导体激光器模块具有驱动器、长波发生器、短波发生器、波长选择器、合束装置以及功率探测器，其一端通过医用光纤与所述耦合器连接，另一端通过功率探测器来调节入射到光束形成组件装置的激光使得输出光束能够适用于治疗仪远近治疗模式。

所述光束形成组件装置具有一对耦合的凸透镜，所述凸透镜通过第一承压机构对置安装于第一可拆卸连接机构的中部的空腔内，所述第一承压机构距离所述第一可拆卸连接机构的前部和后部设置有一段距离，两者滑动连接以使得输出光束能够适用于治疗仪深浅治疗模式。

所述第一可拆卸连接机构还包括限位件；所述限位件设置在从所述第一可拆卸连接机构的前部外周面伸出至所述第二可拆卸连接机构的前部外周面上。

所述限位件为限位槽或限位孔，内陷于第一可拆卸连接机构和第二可拆卸连接机构的外周面，配合第一承压机构的凸起部使用。

所述限位件为限位杆，裸露于第一可拆卸连接机构和第二可拆卸连接机构的外周面，配合第一承压机构的连杆使用。

所述治疗头接触端设置有压式传感器和温度传感器。

所述压式传感器感受治疗仪作用于皮肤的压力并将压力信号反馈到压力检测单元，所述核心电路控制系统根据压力检测单元的压力信号控制半导体激光器模块的驱动器驱动。

所述温度传感器用于实时感知所述治疗头的温度，并将温度信号反馈到温度检测单元，温度检测单元设置第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值，核心电路控制系统根据温度检测单元的温度信号控制散热冷却装置的安全模式，当温度大于第一温度阈值而小于第二温度阈值时，开启散热模式，喷丝囊由喷丝口喷射散热丝，填充治疗头输出激光通道；当温度大于第二温度阈值小于第三温度阈值时，同时开启冷却模式，驱动电磁阀工作，由喷雾口喷出冷却剂；当温度大于第三温度阈值时，同时启动冰片制冷模式，驱动半导体制冷片进行制冷。

所述核心电路控制系统包括主控模块、冷却控制模块、显示模块、开关模块、电源模块、安全警报模块、功率检测模块、光束驱动模块、光束调节模块、传感器控制模块、接口/通讯单元；所述冷却控制模块控制散热冷却装置的启动和制冷温度的设定；所述光束驱动模块控制半导体激光器模块的长波和短波的发生；光束调节模块和制定治疗光束波长范围；功率检测模块控制功率探测器的启动以及探测数据的反馈；核心电路控制系统的主控模块连接温度检测单元、压力检测单元和散热冷却装置，传感器控制模块采集温度传感器和压力传感器的信号，并对信号进行滤波和放大处理。

所述医用电缆和核心电路控制系统之间的环形空腔内填充有灌封胶。

激光束形成由开关模块控制，适于从治疗仪外用激光束发射开始按钮来操作。

所述半导体制冷片与所述散热冷却装置的外环之间设置有导热硅脂。

还包括声光报警装置，当温度信号反馈到温度检测单元持续升高时，启动声光报警装置进行警报，同时关闭电源。

附图说明

图1是本发明所提出的散热冷却装置结构示意图；

图2是本发明所提出的一种优选实例半导体激光器示意图；

图3是本发明所提出的一种优选实例半导体激光器示意图；

图4-6是本发明所提出的一种优选实例激光晶体元件示意图。

图7是本发明所提出的一种优选实例深治疗模式示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置散热冷却装置为倒杯型；尽管治疗头10由多个部件构成，但是能够理解，组成的部件包括作为第一可拆卸连接机构的部件与治疗仪外壳12连接，外壳12可包括例如可通过注塑成型工艺模制为三维形状的聚合物或塑料制品，治疗头10的发射端暴露于外壳12限定的端部。

治疗头10接触端设置有压式传感器101和温度传感器102，外壳12限定了容纳散热组件和冷却组件的内部腔体，如下文所述，所述倒杯型的散热冷却装置接触皮肤表面一端为圆环形，所述散热组件包括喷丝口3a、储丝囊3b和散热丝3c；所述冷却组件包括电磁阀、软管1b、喷雾口1c；所述喷丝口3a和喷雾口1c均匀布置于所述散热冷却装置的内环；所述储丝囊3b和电磁阀均匀布置在所述散热冷却装置的外环，并通过软管1b和电缆10连接所述核心电路控制系统以及外置冷却剂储藏罐(未示出)。

所述喷丝口3a具有喷丝和收丝功能，散热丝3c既可以从喷丝口3a喷出，也可以从喷丝口3a收回，所述散热丝3c采用高密度天丝纤维的纺织纤维为原料，掺入纳米远红外陶瓷纤维制作而成；所述冷却剂储藏罐和软管1b之间还设置有安全阀门和冷却剂暂存池，所述冷却剂储藏罐连接安全阀门，安全阀门连接冷却剂暂存池，冷却剂暂存池连接软管1b。

所述喷丝口为螺旋喷丝口，螺旋角度为45度。

所述散热冷却装置的外环还设置有加热电极3d，用于对储丝囊3b进行干燥。

所述冷却组件还包括半导体制冰片1d，设置在所述散热冷却装置的外环，和温度传感器与温度检测单元电连接。

所述治疗头10具有接触端和用于与外壳12连接的第一可拆卸连接机构，第一可拆卸连接机构可包括螺纹连接部件或装卡定位部件，限定了容纳半导体激光器模块的内部腔体，可包括三维形状的腔体，如圆柱形、方形、或其他类似形状。

所述半导体激光器的一端通过第二承压机构8固定于所述第一可拆卸连接机构的后部的空腔内，第二承压机构8组成的部件包括作为单元与第一可拆卸连接机构以紧固件配合的方式连接的结构，可包括例如间隙配合、过盈配合或过度配合。

所述半导体激光器的另一端设置有用于与光束形成组件装置6连接的第一承压机构9，第一承压机构9组成的部件包括作为单元(91、92)与第一可拆卸连接机构以滑动连接的方式配合的结构，可包括例如齿条啮合或导轨啮合或润滑油。

所述核心电路控制系统被设置固定于第二可拆卸连接机构11中部的空腔内，一端与医用电缆5电连接，另一端通过耦合器与半导体激光器连接；第二可拆卸连接机构11可包括螺纹连接部件或装卡定位部件，限定了容纳核心电路控制系统的内部腔体，可包括三维形状的腔体，如圆柱形、方形、或其他类似形状。

所述半导体激光器具有驱动器、激光发生器32、波长选择器33、合束装置以及功率探测器，其一端通过医用光纤与所述耦合器连接，另一端通过功率探测器来调节入射到光束形成组件装置6的激光使得输出光束能够适用于治疗仪远近治疗模式，波长选择器33可包括例如部分镀银镜、二色镜、或分光棱镜，或者，可以提供一个声光调节器36，用调制的高压驱动调节器并弯曲光束，这一调节器在激光空腔之外，从而它迅速起到以多种角度偏转激光束的功能以激发多种波长激光束的产生，参见图2和3。激光发生器可受驱动器驱动激发长波至短波的激光，可包括760-1400nm内的任意波段，而工作模式按波长的选择区域分为“远治疗模式”和“近治疗模式”，可针对不同疾病的治疗和不同部位的理疗。

所述光束形成组件装置6具有一对耦合的凸透镜(60、62)，所述凸透镜通过第一承压机构对置安装于第一可拆卸连接机构的中部的空腔内，所述第一承压机构距离所述第一可拆卸连接机构的前部和后部设置有一段距离d1和d2，两者滑动连接以使得输出光束能够适用于治疗仪深浅治疗模式，当第一承压机构移动到第一可拆卸连接机构的前部，即d1趋近于0，而d2趋近于极大，此时工作模式按出射光斑直径的照射强度可视为“浅治疗模式”，可针对大面积疾病区域的低强度治疗；当第一承压机构移动到第一可拆卸连接机构的后部，即d2趋近于0，而d1趋近于极大，此时工作模式按出射光斑直径的照射强度可视为“深治疗模式”，如图7所示，可针对小面积区域的高强度治疗。

所述第一可拆卸连接机构还包括限位件；所述限位件设置在从所述第一可拆卸连接机构的前部外周面伸出至所述第二可拆卸连接机构的前部外周面上。

所述限位件为限位槽或限位孔，内陷于第一可拆卸连接机构和第二可拆卸连接机构的外周面，配合第一承压机构的凸起部使用。

所述限位件为限位杆，裸露于第一可拆卸连接机构和第二可拆卸连接机构的外周面，配合第一承压机构的连杆使用。

所述治疗头接触端设置有压式传感器和温度传感器。

所述压式传感器感受治疗仪作用于皮肤的压力并将压力信号反馈到压力检测单元，所述核心电路控制系统根据压力检测单元的压力信号控制半导体激光器模块的驱动器驱动。

所述温度传感器用于实时感知所述治疗头的温度，并将温度信号反馈到温度检测单元，核心电路控制系统根据温度检测单元的温度信号控制散热冷却装置的安全模式。

所述核心电路控制系统包括主控模块、冷却控制模块、显示模块、开关模块、电源模块、安全警报模块、功率检测模块、光束驱动模块、光束调节模块、传感器控制模块、接口/通讯单元；所述冷却控制模块控制散热冷却装置的启动和制冷温度的设定；所述光束驱动模块控制半导体激光器模块的长波和短波的发生；光束调节模块和制定治疗光束波长范围；功率检测模块控制功率探测器的启动以及探测数据的反馈；核心电路控制系统的主控模块连接温度检测单元、压力检测单元和散热冷却装置，传感器控制模块采集温度传感器和压力传感器的信号，并对信号进行滤波和放大处理。

为了控制激光束形成的形状，光束形成组件装置6可以包括但不限于使用抛光的滚磨晶体棒61，棒61表面可含如图4所示的糙面精度，然而在实际使用过程中，光束的形成会引起光晕，虽然糙面的精度相对于抛光棒可降低光晕线，但是会导致激光能量输出有相对比较大的下降和能损。作为一种选择，可以在沿棒带状提供糙面精度，每一个带绕棒的整个圆周扩展，或者作为另一种选择，可以仅在棒的部分外周上提供条状糙面精度。图5给出了一种激光晶体元件，其中沿元件整个外周的长度三分之二提供糙面精度，作为选择，如图6所示，沿元件整个棒61的纵向提供糙面精度，纵向条纹可以沿棒部分长度交替存在，包括但不限于各种长度的条纹形，光束形成组件装置6的光束形状可以选择如图所示的通过环绕在反射指数大的材料中的棒61。

使用凸透镜发射激光束聚焦至毫米或亚毫米大小的点。考虑到激光的安全问题，将使用短焦距透镜以保证能量通量速率(W/cm²)除在透镜焦点外较低，病患痛处在焦点处定位，这样激光束的危害就会降至最低了。因此作为一种选择，使用圆柱形的光束形成组件装置6产生狭缝形的穿孔或改变，激光被聚焦的方式为被聚焦在一个轴线比其他的轴更窄，光束形成组件装置6沿着一个轴向汇聚光束，与凸透镜依次放置，当温度传感器检测温度过高或温度已经下降，核心电路控制系统接收信号并控制狭缝的改变，这样，患者所受的不适或疼痛就会显著改变，作为一种选择，所述温度传感器用于实时感知所述治疗头的温度，并将温度信号反馈到温度检测单元，温度检测单元设置第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值，核心电路控制系统根据温度检测单元的温度信号控制散热冷却装置的安全模式，当温度大于第一温度阈值而小于第二温度阈值时，开启散热模式，喷丝囊由喷丝口喷射散热丝，填充治疗头输出激光通道；当温度大于第二温度阈值小于第三温度阈值时，同时开启冷却模式，驱动电磁阀工作，由喷雾口喷出冷却剂；当温度大于第三温度阈值时，同时启动冰片制冷模式，驱动半导体制冷片进行制冷。

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 (8)

1.一种可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

其特征在于：

包括治疗头、电源、核心电路控制系统、半导体激光器模块、散热冷却装置、治疗仪框架、医用电缆、光束形成组件装置；

所述治疗头具有接触端和用于与治疗仪框架连接的第一可拆卸连接机构；

治疗头接触端设置有压式传感器和温度传感器，散热冷却装置包括散热组件和冷却组件，所述散热组件和冷却组件均匀分布于倒杯型的散热冷却装置上，所述倒杯型的散热冷却装置一端套设于所述治疗头上，另一端接触皮肤表面，接触面与所述治疗头的接触端平齐；

所述冷却组件还包括半导体制冰片，设置在所述散热冷却装置的外环，和温度传感器与温度检测单元电连接；所述核心电路控制系统根据压力检测单元的压力信号控制半导体激光器模块的驱动器驱动；

所述温度传感器用于实时感知所述治疗头的温度，并将温度信号反馈到温度检测单元，温度检测单元设置第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值，核心电路控制系统根据温度检测单元的温度信号控制散热冷却装置的安全模式，当温度大于第一温度阈值而小于第二温度阈值时，开启散热模式，储丝囊由喷丝口喷射散热丝，填充治疗头输出激光通道；当温度大于第二温度阈值小于第三温度阈值时，同时开启冷却模式，驱动电磁阀工作，由喷雾口喷出冷却剂；当温度大于第三温度阈值时，同时启动冰片制冷模式，驱动半导体制冷片进行制冷。

2.如权利要求1所述的可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

所述倒杯型的散热冷却装置接触皮肤表面一端为圆环形，所述散热组件包括所述喷丝口、所述储丝囊和所述散热丝；所述冷却组件包括电磁阀、软管、喷雾口；所述喷丝口和喷雾口均匀布置于所述散热冷却装置的内环；所述储丝囊和电磁阀均匀布置在所述散热冷却装置的外环，并通过软管和电缆连接所述核心电路控制系统以及外置冷却剂储藏罐；

所述半导体激光器模块的一端通过第二承压机构固定于所述第一可拆卸连接机构的后部的空腔内；

所述半导体激光器模块的另一端设置有用于与光束形成组件装置连接的第一承压机构；

所述核心电路控制系统被设置固定于第二可拆卸连接机构中部的空腔内，一端与医用电缆电连接，另一端通过耦合器与半导体激光器模块连接。

3.如权利要求2所述的可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

其特征在于：所述喷丝口具有喷丝和收丝功能，散热丝既可以从喷丝口喷出，也可以从喷丝口收回，所述散热丝采用高密度天丝纤维的纺织纤维为原料，掺入纳米远红外陶瓷纤维制作而成；所述冷却剂储藏罐和软管之间还设置有安全阀门和冷却剂暂存池，所述冷却剂储藏罐连接安全阀门，安全阀门连接冷却剂暂存池，冷却剂暂存池连接软管。

4.如权利要求3所述的可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

其特征在于：

所述喷丝口为螺旋喷丝口，螺旋角度为45度。

5.如权利要求3所述的可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

所述散热冷却装置的外环还设置有加热电极，用于对储丝囊进行干燥。

6.如权利要求1所述的可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

其特征在于：

所述核心电路控制系统包括主控模块、冷却控制模块、显示模块、开关模块、电源模块、安全警报模块、功率检测模块、光束驱动模块、光束调节模块、传感器控制模块、接口/通讯单元；所述冷却控制模块控制散热冷却装置的启动和制冷温度的设定；所述光束驱动模块控制半导体激光器模块的长波和短波的发生；光束调节模块和制定治疗光束波长范围；功率检测模块控制功率探测器的启动以及探测数据的反馈；核心电路控制系统的主控模块连接温度检测单元、压力检测单元和散热冷却装置，传感器控制模块采集温度传感器和压力传感器的信号，并对信号进行滤波和放大处理。

7.如权利要求1所述的可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

所述半导体制冷片与所述散热冷却装置的外环之间设置有导热硅脂。

8.如权利要求6或7所述的可快速对皮肤冷却的激光治疗辅助装置，

其特征在于：

还包括声光报警装置，当温度信号反馈到温度检测单元持续升高时，启动声光报警装置进行警报，同时关闭电源。