一种医用水导激光系统

本申请属于医用器械领域，更具体地，涉及一种医用水导激光系统。

背景技术：

1、半导体激光器和部分固体激光器可以产生可见光和近红外波段的激光，通过医用的光导纤维，激光能量可以被传导到光纤末端，从而进行人体组织的体内操作。但是光纤末端极易沾染被消融的组织污染物，这会导致激光能量在该区域被大量吸收，进而产生高温损坏纤芯。因此，需要反复取出激光手术刀进行端面清理，且光纤本体容易与生物组织直接接触造成机械伤害。

2、水导激光技术是一项以水射流引导激光束传播的复合加工技术，由于水和空气的折射率不同,当激光的入射角小于全反射临界角时，光束就在水与空气的界面处发生全反射，从而形成一段以水为纤芯，空气为包层的流体光纤。得益于其热影响区小、加工表面光滑等优势，水导激光目前已经被广泛应用于半导体晶圆切片、航天器件冷却片打孔、血管支架加工等高要求的精密加工中。但是现有的水导激光设备通常需要使用耦合装置以将激光耦合进水射流中进而形成水导激光，具有结构复杂、无法小型化的缺点。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供一种医用水导激光系统，旨在解决现有的激光手术刀需要反复取出清理的问题。

2、为实现上述目的，本申请提供了一种医用水导激光系统，该医用水导激光系统包括操作器、激光单元和供水单元，其中：所述操作器的内部设置有位于中心的光路通道和围绕在光路通道外部的水路通道，分别用于固定光纤和通入水射流，以在操作器的出口形成水导激光，同时该操作器上设置有开关用于控制水导激光的发射；所述激光单元通过光纤伸入光路通道的内部以提供激光；所述供水单元与操作器的水路通道连接，用于提供水射流。

3、作为进一步优选地，所述激光单元包括激光器、半透半反镜、光纤耦合器、光纤和第一相机，其中：所述激光器发射的激光经过半透半反镜进入光纤耦合器，所述光纤与光纤耦合器连接并伸入光路通道内部；同时，部分激光在光纤耦合器的入口处发生反射，并通过半透半反镜反射后进入第一相机，用于对光纤耦合器入口处进行成像观测，以实时调节光斑位置。

4、作为进一步优选地，所述激光单元还包括第二相机，所述第二相机通过光纤与操作器连接，用于收集操作器工作区域的图像信息。

5、作为进一步优选地，所述第二相机与操作器之间设置有滤光片。

6、作为进一步优选地，所述激光单元还包括第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜设置在半透半反镜与第一相机之间，所述第二凸透镜设置在半透半反镜与光纤耦合器之间。

7、作为进一步优选地，所述供水单元包括水箱和液压泵，所述水箱通过液压泵与水路通道连接。

8、作为进一步优选地，所述水路通道包括预设数量的导水空腔，所述导水空腔的形状相同并且沿圆周方向均匀设置。

9、作为进一步优选地，所述导水空腔的形状为圆形、三角形或矩形。

10、作为进一步优选地，所述操作器的出口内端面设置有向内凸起的弧形结构，用于收缩水流。

11、作为进一步优选地，所述操作器的出口外端面采用弧形结构，用于避免划伤。

12、总体而言，通过本申请所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

13、1.本申请利用水导激光能量分布均匀、作为光波导的水流始终与生物组织表面零距离接触的优势，能够保证不同表面、不同深度的生物组织所受能量一致，从而使得被消融的组织面更加平滑，并且水导激光进行生物组织消融时，水流可以带走消融后的污染物，避免组织污染物造成光纤损坏以及反复取出造成机械损害的问题，同时工作时水流可以起到实时降温的效果，避免组织被烧焦，并且配合激光产生组织凝固层，起到止血效果，还能够起到组织即时吻合的效果；

14、2.尤其是，本申请通过对激光单元的结构进行优化，能够在操作过程中实现光斑对焦和图像信息采集，进一步提高水导激光系统的可操作性和准确性；

15、3.同时，本申请通过对水路通道的结构结构进行优化，能够使水流传输时易于形成稳定的层流，对光纤包层的保护性更好，实现水导激光系统的手持操作，具有小型化、轻量化的优势。

技术特征：

1.一种医用水导激光系统，其特征在于，所述医用水导激光系统包括操作器(6)、激光单元和供水单元，其中：所述操作器(6)的内部设置有位于中心的光路通道(6.1)和围绕在光路通道(6.1)外部的水路通道(6.2)，分别用于固定光纤(5)和通入水射流，以在操作器(6)的出口形成水导激光(12)，同时该操作器(6)上设置有开关用于控制水导激光(12)的发射；所述激光单元通过光纤(5)伸入光路通道(6.1)的内部以提供激光；所述供水单元与操作器的水路通道(6.2)连接，用于提供水射流。

2.如权利要求1所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述激光单元包括激光器(1)、半透半反镜(2)、光纤耦合器(4)、光纤(5)和第一相机(8)，其中：所述激光器(1)发射的激光经过半透半反镜(2)进入光纤耦合器(4)，所述光纤(5)与光纤耦合器(4)连接并伸入光路通道(6.1)内部；同时，部分激光在光纤耦合器(4)的入口处发生反射，并通过半透半反镜(2)反射后进入第一相机(8)，用于对光纤耦合器(4)入口处进行成像观测，以实时调节光斑位置。

3.如权利要求2所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述激光单元还包括第二相机(9)，所述第二相机(9)通过光纤(5)与操作器(6)连接，用于收集操作器工作区域的图像信息。

4.如权利要求3所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述第二相机(9)与操作器之间设置有滤光片。

5.如权利要求2所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述激光单元还包括第一凸透镜(7)和第二凸透镜(3)，所述第一凸透镜(7)设置在半透半反镜(2)与第一相机(8)之间，所述第二凸透镜(3)设置在半透半反镜(2)与光纤耦合器(4)之间。

6.如权利要求1所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述供水单元包括水箱(10)和液压泵(11)，所述水箱(10)通过液压泵(11)与水路通道连接。

7.如权利要求1～6任一项所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述水路通道(6.2)包括预设数量的导水空腔(6.2.1)，所述导水空腔(6.2.1)的形状相同并且沿圆周方向均匀设置。

8.如权利要求7所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述导水空腔(6.2.1)的形状为圆形、三角形或矩形。

9.如权利要求1～6任一项所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述操作器(6)的出口内端面设置有向内凸起的弧形结构，用于收缩水流。

10.如权利要求1～6任一项所述的医用水导激光系统，其特征在于，所述操作器(6)的出口外端面采用弧形结构，用于避免划伤。

技术总结本申请属于医用器械领域，提供了一种医用水导激光系统，其包括操作器、激光单元和供水单元，其中：操作器的内部设置有位于中心的光路通道和围绕在光路通道外部的水路通道，分别用于固定光纤和通入水射流，同时该操作器上设置有开关用于控制水导激光的发射；激光单元通过光纤伸入光路通道的内部以提供激光；供水单元与操作器的水路通道连接以提供水射流。本申请能够保证不同表面、不同深度的生物组织所受能量一致，从而使得被消融的组织面更加平滑，并且水流可以带走消融后的污染物，避免组织污染物造成光纤损坏以及反复取出造成机械损害的问题，同时水流可以起到实时降温的效果，避免组织被烧焦，并且配合激光产生组织凝固层，起到止血效果。技术研发人员：王行环,王晨阳,王度,李胜,雷诚,刘胜受保护的技术使用者：武汉大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11