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一种具有光纤断裂监测功能的光纤和激光治疗系统

文献发布时间:2024-01-17 01:15:20


一种具有光纤断裂监测功能的光纤和激光治疗系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域,尤其是涉及一种具有光纤断裂检测功能的光纤和激光治疗系统。

背景技术

激光消融是一种通过光纤将光导入到人体内部,使局部生物组织吸收能量后发生凝结、坏死的治疗手段,与传统的外科切除手术相比,该方法具有手术时间短,手术创伤面小,很少出现大量出血,对患者造成的痛苦小,术后恢复效果好,并且具有一定的消炎杀菌作用的特点。在多种疾病治疗中具有很好的前景,特别是在肿瘤的治疗研究中,目前已被用于治疗许多类型的肿瘤,例如肝脏、脑、乳腺、视网膜等部位的肿瘤。

然而,消融光纤通常需要较高的输出功率、具有较大的直径,深入组织内部。如果在使用过程中出现光纤或治疗端头断裂,则激光很可能会顺着光纤方向朝前方直射,伤害健康组织;或者在传输光纤光纤意外折断的情况下,可能会将治疗激光照射到非目标位置,对患者或者使用者的造成意外伤害,由于治疗激光功率高,瞬时就可以产生损伤,人工关闭激光也常常无法及时阻止创伤的产生。因此,对激光消融中激光传输光纤和治疗端头是否发生断裂、治疗端头是否脱落或烧毁等状况需要进行持续检测和监控,该问题尚未得到解决。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种治疗光纤和一种具有断裂检测功能的激光消融系统。

第一方面,本申请提供了一种治疗光纤,其包括:导光光纤和包含分光膜的治疗端头;使用状态下,可以向所述治疗光纤输入至少两种不同波长的光,其中至少一种是用于治疗的治疗光,至少另一种是用于监测断裂的监测光;所述分光膜对于所述治疗光具有高透过性,使得治疗光通过治疗端头到期望位置,并且分光膜对于所述监测光具有高反射率。

治疗端头可以是任何适合的结构,可以实现治疗光的各种出射方式,例如沿治疗光纤长轴的轴向出光,环径向出光、限定角度的环径向出光、定向出光等,本发明的举例描述不对此施加限制。

可选地,本发明的治疗光纤可以传输两种或更多种不同波长的治疗光。

可选地,本发明的治疗光纤可以可以传输两种或更多种不同波长的监测光,进一步地,监测光的波长与治疗光的波长有显著差异,容易区分。

本发明中提及分光膜对治疗光具有高透过性是指该治疗光通过分光膜时,通过的比例不低于90%,优选地不低于95%,更优选地不低于98%等。

本发明中提及分光膜对监测光具有高反射率,是指由分光膜反射的监测光在到达光探测器时,相比于其他反射面返回的监测光具有显著差别,可以被光电探测器识别;例如相比于其他反射面返回探测器的监测光,由分光膜反射的监测光在到达监测光探测器时强度至少比其高50%以上,优选地高1倍以上。

分光膜在治疗端头中的位置可以有多种情况,只要分光膜设置在治疗激光从导光光纤出射后的光路上即可。在一些实施例中,分光膜设置在治疗端头的近端,即设置与导光光纤相邻;在另一些实施例中,分光膜设置在治疗端头的远端;在另一些实施例中,分光膜设置在治疗端头的出光部分,即治疗光离开治疗端头的位置。

本发明的治疗端头除分光膜之外的结构可以是现有的任何结构,可用于激光消融(激光热疗),也可以用于光动力治疗。

可选地,治疗光纤还设置有测温结构,具有测温功能,在此情况下,治疗光纤的导光光纤是双包层光纤,所述双包层光纤包括纤芯,第一包层和第二包层,导光光纤的远端设置有测温结构,测温光线通过纤芯到测温结构后,至少一部分测温光线被测温结构调制后返回,使用光电探测器或者光谱分析设备对返回的测温光线进行测量,可获得测温结构的温度;治疗光和监测光通过第一包层传输。

进一步地,测温结构可以是测温光栅或测温传感器;优选地,测温结构是设置在纤芯远端的布拉格光栅。

第二方面,本发明提供了一种激光治疗系统,其包括:控制中心、至少一个治疗光发生器,至少一个监测光发生器,波长合束模块,收发分路器件,至少一个光电探测器,至少一个本发明的治疗光纤;治疗光发生器产生的治疗光和监测光发生器产生的监测光可通过所述波长合束模块处理后进入传输光纤。

本发明的激光治疗系统在使用过程中,通过监测光发生器产生监测光,监测光通过收发分路器件后与治疗光在波长合束模块中合束,然后进入治疗光纤,部分监测光在分光膜处发生反射后返回,重新进入收发分路器件后最终到达光电探测器,光电探测器通过持续监测返回的监测光来确保光路中没有发生光纤断裂等问题,判断所述治疗光纤的结构是否完好。

可选地,本发明的激光治疗系统还可以包括分束器,分束器连接传输光纤和治疗光纤,分束器接收传输光纤传输的光,并将其分配给两个或更多个治疗光纤,此种情况下,每个治疗光纤所对应的分光膜返回的监测光的波长是各不相同的。

进一步地,监测光的至少一部分可以通过分光膜的反射,由光电探测器进行检测,光电探测器可以采用多种技术,例如光电二极管(PD),雪崩光电二极管(APD),光电倍增管。

在一些实施中,监测光可以同时作为检测光和指示光,即通过控制分光膜的反射比例和监测光的强度,可以将通过分光膜出射的监测光部分作为指示光;不再单独设置指示光模块或指示光激光器。监测光可以使用可见光波长,通过直接观察监测光从治疗光纤出射,即可确定光路正常。

本申请中,光发生器,包括治疗光发生器和监测光发生器都可以包含一个或更多个光源模块和相应的控制器,控制器可以控制光源模块的发射参数,例如输出的功率、输出时段、输出时域等。

治疗光发生器可以产生用于治疗的光,即治疗光。进一步地,可以设置两个或更多个治疗光发生器,或者治疗光发生器可以包含两个或更多个光源模块,使得本发明的激光治疗系统可以以多种时域方式输出两种或更多种不同波长的治疗光,例如,在一些实施例中,可以同时输出两种治疗光;在又一些实施例中,可以先单独输出第一种治疗光,再单独输出第二种治疗光;在另一些实施例中,可以按固定的时间间隔交替输出两种治疗光。

监测光发生器可以产生用于监测治疗光纤中是否发生断裂的光,即监测光;可以设置两个或更多个治疗光发生器,或者监测光发生器可以包含两个或更多个光源模块,使得本发明的激光消融系统可以输出两种或更多种不同波长的监测光。

优选地,监测光的波长与治疗光的波长不同,更优选地,监测光的波长与治疗光的波长显著不同或容易区分。

可选地,本发明的激光治疗系统还包括冷却系统,用于对治疗光纤进行冷却。冷却系统包括:蠕动泵、冷却间质和冷却套管,使用时,治疗光纤放置在冷却套管之中,蠕动泵将冷却间质泵送到冷却套管之中,吸收治疗光纤的热量后再从冷却套管流出,从而降低治疗光纤及其附近组织的温度。

可选地,本发明的激光治疗系统,所述测温模块包括测温光源和解调模块。测温光源和解调模块可以采用合适的组合设备,例如,在一些实施例中,测温光源为C波段可调谐激光器,解调模块为光电探测器;在另一些实施例中,测温光源为C波段ASE光源,解调模块为光谱解调模块。在又一些实施例中,测温光源为卤钨灯白光光源,解调模块为白光干涉解调模块。测温光源发出测温光线,经纤芯传输至测温光栅或者测温法珀腔传感器后返回,解调模块对返回的测温光线进行测量,获得测温光栅(例如布拉格光栅)或测温法珀腔传感器的温度。

控制中心包括主机和输入输出装置,主机可以加载用于实施治疗的软件程序,输入输出设备用于显示和接收指令。

本发明的激光治疗系统包括使用激光进行治疗的多种系统,例如激光间质热疗系统、激光消融系统、光动力治疗系统等;

在一些实施例中,本发明的激光治疗系统是激光热疗系统,其主机可加载消融程序,能够通过测温模块实时记录温度,对温度进行监控和显示,根据温度和持续时间估算消融情况并在三维模型上显示,通过温度和消融情况反馈控制激光发生器的输出功率;接受到异常监测光信号时,可紧急关闭治疗光发生器。

在一些实施例中,监测光发生器选自:产生630~660nm波段中任一波长的红光激光器、产生1300~1320nm波段中任一波长激光的近红外激光器、和产生1520~1565nm波段中任一波长激光的近红外激光器。

第三个方面,本申请提供了一种磁共振引导的激光间质热疗系统,其特征在于,包含本发明的治疗光纤或者激光消融系统;磁共振引导的激光间质热疗系统可以在磁共振环境下进行激光消融目标组织,通过磁共振监测消融温度和计算消融体积。

进一步地,在治疗光纤具有测温结构的情况下,还可以使用测温结构测量的温度对磁共振图像计算得到的温度进行比较和校正。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例的治疗光纤的结构示意图,示出了分光膜在其中的不同位置;

图2为图1中两个实施例的部分结构详图;

图3为本发明另一个实施例的治疗光纤的治疗端头部分结构示意图;

图4为本发明的一个实施例的治疗光纤的部分结构示意图,其中示出了测温结构;

图5为本发明的一个实施例的激光治疗系统的组成结构示意图;

图6为本发明的一个实施例的激光治疗系统的组成结构示意图;

图7为本发明的一个实施例的激光治疗系统的组成结构示意图;

图8为本发明的一个实施例的激光治疗系统的组成结构示意图;

图9为本发明的一个实施例的激光治疗系统的组成结构示意图;

图10为本发明的一个实施例的激光治疗系统的组成结构示意图;

图11为本发明的一个实施例的激光治疗系统的组成结构示意图;

图标:

1-治疗光发生器;2-监测光发生器;3-波长合束模块;4-收发分路器件;5-光电探测器/光电探测器组件;6-传输光纤;7-治疗光纤;9-合束器;10-测温模块;70-导光光纤;71-分光膜;72-治疗端头;74-定向出光结构;701-纤芯;702-包层;703-涂覆层;704-纤芯;705-第一包层;706-第二包层;707-测温结构;721-套筒;722-治疗端头主体;723-熔接或者胶粘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

治疗光纤,其包括:导光光纤70和带有分光膜的治疗端头,其组成又包括:分光膜71和治疗端头主体72。治疗端头可以使治疗光按照预期的方向出射,例如,在一些实例中,治疗端头可以是能够对治疗光进行散射的结构,使得至少一部分治疗从与光纤长轴垂直的方向出射,形成环形的出射;在另一些实例中,治疗端头也可以是定向折射;

通常情况下,治疗光纤还包括连接接头和涂覆层,未示出,连接接头用于与光发生器的输出端连接,涂覆层用于保护治疗光纤本体。

分光膜71相对于治疗端头主体72的位置可以有多种,其中三种在实施例1-3中举例说明

实施例1

参照图1A,其示出了一种治疗光纤的示意图,从近端到远端依次设置导光光纤70、分光膜71、治疗端头主体72。

图2A是图1A所示的治疗光纤实例的局部结构详图,导光光纤70包括纤芯701,包层702、涂覆层703;治疗端头72包括套筒721、治疗端头主体722;套筒721不是必须的,仅在治疗端头主体722是通过注射胶体加工的情况下需要。在具有套筒721的情况下,套筒721可以通过熔接或者胶粘等方式与包层702连接,如723所示;分光膜71设置在纤芯701和治疗端头主体722之间。

实施例2

参见图1B,其示出了另一种治疗光纤的示意图,从近端到远端依次设置导光光纤70、治疗端头主体72、分光膜71。

图2B是图1B所示的治疗光纤实例的局部结构详图,导光光纤70包括纤芯701,包层702、涂覆层703;治疗端头72包括套筒721、治疗端头主体722;套筒721不是必须的,在一些情况下可以省略。在具有套筒721的情况下,套筒721可以通过熔接或者胶粘等方式与包层702连接,如723所示;分光膜71设置治疗端头主体722远端。

实施例3

参照图1C,其示出了又一种治疗光纤的示意图,从近端到远端依次设置导光光纤70、治疗端头主体72、治疗端头的定向出光结构74、分光膜71;其中治疗光通过定向出光结构74发生方向变化后照射待治疗的组织,分光膜71位于治疗光出射治疗端头主体的光路上,优选地,分光膜71覆盖了治疗光出射的至少一部分面积,优选地所有的面积。

本发明中,套筒可以是石英,蓝宝石,PC,PTFE等等能够透过治疗光的材料制成的套管。

实施例1至3中,导光光纤优选地为纤芯直径为50um~1200um的多模光纤。

实施例4

图3示出了另一个实例的治疗端头72的示意图,其中示出了治疗端头主体722,分光膜71,治疗端头主体722中设置有使得光线传播方向发生改变的折射锥面724,其中的空心箭头表示了大部分光线的传输路径,即大部分治疗光和监测光通过导光光纤传输到达治疗端头72,然后照射到锥面724,沿治疗光纤的径向出射;部分监测光通过预留的通道口725继续沿轴向传播,到达分光膜71后,发生反射,光路由双向箭头示出,然后沿原路返回,可以用光电探测器监测返回监测光的强度来判断光路中是否发生异常。

实施例5-8:在实施例1-4的基础上改进的一一对应的实施例,即实施例5是在实施例1的基础之上进行描述的实施例,实施例8是在实施例4的基础之上进行描述的实施例,这些方案与对应的基础方案不同之处在于,导光光纤部分增加测温结构;导光光纤是双包层光纤,其具体结构包括纤芯,第一包层和第二包层,纤芯的远端设置有用于测温的布拉格光栅,第一包层的折射率小于纤芯的折射率,第二包层的折射率小于第一包层的折射率,纤芯可以传输用于温度监测的光线,第一包层可以传输治疗光和监测光。

参见附图4,对实施例6的结构进行详细描述,其中仅示出了治疗光纤远端的结构示意图,示出了导光光纤70所包括的涂覆层703,纤芯704,第一包层705,第二包层706,治疗端头72包括的治疗端头主体722、套管721和分光膜71;测温光线802在纤芯704中传输,到达布拉格光栅707后返回,携带温度信息;治疗光801和监测光803通过第一包层传输,到达分光层71后,监测光808折返,反馈光路结构信息。

实施例9

参见附图4,示出了本发明激光治疗系统的示意图,其包括:治疗光发生器1,监测光发生器2,波长合束模块3、收发分路器件4,光电探测器5,耦合器6,实施例1-4中所述的治疗光纤7,以及控制中心(未示出);治疗光发生器1和监测光发生器2产生的光通过波长合束模块3合并,然后通过传输光纤进行递送;传输光纤通过耦合器6与治疗光纤7连接。监测光发生器2产生的监测光到达收发分路器件4后,经由波长合束模块、传输光纤、耦合器6到达治疗光纤7,在治疗光纤7中经分光膜71的反射,按照原传输路径的逆路径重新回到发分路器件4,然后到达接光探测器5,接光探测器5通过持续测量接收的监测光的强度,来确认传输光路是否正常,并将结果通信至控制中心。

治疗光发生器1可以包括一组或更多组激光器,例如在包括三组激光器的情况下,第一组激光器能够产生第一治疗光(例如980nm激光),第二组激光器能够产生第二治疗光(例如1064nm激光),第三组激光器可以产生指示光;第一治疗光和第二治疗光可以以任意的是时间间隔和光强组合。980nm激光加热组织速度更快,需要时间短,但是穿透力弱,1064nm穿透力强,但是加热组织速度慢,需要时间长;可以通过控制器,使得980nm激光和1064nm激光以不同的时域分布组合使用:例如顺次使用,先使用980nm激光消融一段时间,再使用1064nm激光消融一段时间;例如混合使用,先同时使用980nm和1064nm激光进行消融,然后关闭980nm激光,再使用1064nm激光继续消融一段时间;例如交替使用,将980nm激光和1064nm激光按照特定的时间间隔交替进行消融。

监测光发生器2也可以包括一组或更多组激光器,使用过程中,监测光与治疗光具有显著区别,尽量不发生干扰;每次使用一种与治疗光波长差别明显的监测光;优选地,可以使用可见光作为监测光,此时,监测光还可以作为指示光使用,方便在使用之前的简单系统检查;即通过控制分光膜的反射比例和监测光的强度,使得透过分光膜的部分监测光足以被直接观察到,从而确定光路正常。

收发分路器件4具有三个端口,第一端口连接监测光发生器2,第二端口连接波长合束模块3,第三端口连接光探测器5。其可以为以下任一:光环行器、光纤耦合器/分路器、带逃逸窗的隔离器、和分光平片。

光电探测器(PD)5能够接收和检测由分光膜71反射的监测光,可以选自以下任一:PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、和光电倍增管。

控制中心可以根据光电探测5检测到的由分光膜71反射的监测光情况来判断传输光路是否正常,即在光路中任何位置是否出现光纤断裂等问题;控制中心还可以加载有治疗方案,按照治疗方案向治疗光发生器下发控制命令,按照预先设计的功率和时间等产生治疗光。

该实施例的激光治疗系统还可以包括冷却循环装置,其包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管,冷却套管与治疗光纤组合使用,冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体,优选地包括双蒸水、医用生理盐水等;冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器,用于测量冷却套管中的压力,冷却流体的流速等,检测是否发生了阻塞,冷却套管破裂等问题。

控制中心可以与治疗光发生器1,监测光发生器2,光电探测器5和冷却循环装置通讯连接,从而发送命令并接收反馈信息,通过调整治疗光的功率和冷却流体的流量来控制系统的运行。

实施例10

参照图6,在实施例9的基础上进行描述,该实施例的激光治疗系统包括:3个治疗光发生器1,3个监测光发生器2,3个波长合束模块3、3个收发分路器件4,3个光电探测器5,3个耦合器6,3个实施例1-4中所述的治疗光纤7,以及控制中心0;治疗光发生器1,监测光发生器2,波长合束模块3、收发分路器件4,光电探测器5,耦合器6,治疗光纤7形成一个子系统,即3个子系统同时与控制中心0连接,每个子系统中,治疗光发生器1和监测光发生器2产生的光通过波长合束模块3合并,然后通过传输光纤进行递送;传输光纤通过耦合器6与治疗光纤7连接。监测光发生器2产生的监测光到达收发分路器件4后,经由波长合束模块、传输光纤、耦合器6到达治疗光纤7,在治疗光纤7中经分光膜71的反射,按照原传输路径的逆路径重新回到发分路器件4,然后到达接光探测器5,接光探测器5通过持续测量接收的监测光的强度,来确认传输光路是否正常,并将结果通信至控制中心。控制中心可以对每个子系统进行分别控制,即不同子系统之间的使用互不干扰。

治疗光发生器1可以包括一组或更多组激光器,例如在包括三组激光器的情况下,第一组激光器能够产生第一治疗光(例如980nm激光),第二组激光器能够产生第二治疗光(例如1064nm激光),第三组激光器可以产生指示光;第一治疗光和第二治疗光可以以任意的是时间间隔和光强组合。

监测光发生器2也可以包括一组或更多组激光器。

该实施例的子系统还可以进一步设置有指示光模块,指示光模块可以融合在治疗光源模块中,也可以单独设置,单独设置时,也通过波长合束模块,进入治疗光纤。

可以理解,第一治疗光和第二治疗光还可以使用适合激光热疗的其他波长激光,这些波长的方案均包括在本发明的发明范围之内;指示光通常选择为可见光。

可以理解,子系统的数目可以是任意的,例如2个、4个、5个等,这些范围都包含在本发明的范围内。

本实施例还可以包括对应的3个冷却循环装置,即每个子系统包括一个冷却循环装置,冷却循环装置包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管,冷却套管与治疗光纤组合使用,每个治疗光纤均可以与对应的冷却套管一同使用,冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体,优选地包括双蒸水、医用生理盐水等;冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器,用于测量冷却套管中的压力,冷却流体的流速等,检测是否发生了阻塞,冷却套管破裂等问题。

控制中心同时分别控制3个激光热疗子系统。控制中心可以控制每个子系统使用相同或者不同的治疗方案,例如,可以在第一个子系统中使用980nm波长,第二个子系统使用1064nm波长,第三个子系统使用980nm和1064nm波长;例如,三个子系统均使用980nm与1064nm组合的治疗光波长,但是消融时间和间隔不同;治疗方案不仅包括波长,还包括激光输出功率、出光时间、出光模式、激光出射角度、冷却流体流量等参数。

实施例11

参照图7,该实施例的激光治疗系统包括:治疗光发生器1,监测光发生器2,波长合束模块3、收发分路器件4,光电探测器组件5,耦合器6,3个实施例1-4中所述的治疗光纤7,以及控制中心0;其中,治疗光发生器1包含四组激光器和控制器,分别为第一组,第二组,第三组,第四组,第一组至第三组的激光器可以产生不同波长的治疗光,可以单独或组合使用,第四组激光器产生指示光,用于快速检测光路是否正常,即在使用前单独开启指示光,观察治疗光纤是否可以出射指示光;监测光发生器2包括3个激光器(LD1-3),光电探测器5包括3个光电探测器(PD1-3),3个激光器(LD1-3)产生不同波长的监测光,分别可以被三个治疗光纤的分光膜反射,检测光的波长均落入分光膜的高反射波长范围,继而而自分光膜返回后,可以经收发分路器件4到达光电探测器组件5的3个探测器分别检测;即每个治疗光纤的分光膜可以反射不同波长的监测光。

治疗光发生器1可以包括一组或更多组激光器,例如在包括三组激光器的情况下,第一组激光器能够产生第一治疗光(例如980nm激光),第二组激光器能够产生第二治疗光(例如1064nm激光),第三组激光器可以产生指示光;第一治疗光和第二治疗光可以以任意的是时间间隔和光强组合。

本实施例还可以包括对应的3个冷却循环装置,即每个治疗光纤对应一个冷却循环装置,冷却循环装置包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管,冷却套管与治疗光纤组合使用,每个治疗光纤均与对应的冷却套管一同使用,冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体,优选地包括双蒸水、医用生理盐水等;冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器,用于测量冷却套管中的压力,冷却流体的流速等,检测是否发生了阻塞,冷却套管破裂等问题。控制中心可以与3个冷却循环装置通讯连接并单独控制。

可以理解,基于本实施例,本发明的激光热疗系统中,可以包括其他数量治疗光纤,例如包括2个、4个、5个、6个等;治疗光源模块产生的治疗光和监测模块产生的监测光经分束器可分为相应的份数,例如2份、4份、5份、6份等,这些方案也在本发明的范围内。

实施例12

参考图8,在实施例9的方案基础上进行描述,与实施例9的不同之处在于,还包括测温模块9,测温模块包括测温光源和解调模块;治疗光纤为实施例5-8描述的治疗光纤。测温模块10产生的测温光通过合束器9与其他光(治疗光和监测光)一同进入治疗光纤7,测温光经治疗光纤的纤芯传输,其他光通过第一包层传输。

实施例13

参考图9,在实施例10的方案基础上进行描述,与实施例10的不同之处在于,每个子系统还包括测温模块9,测温模块包括测温光源和解调模块;治疗光纤为实施例5-8描述的治疗光纤。测温模块9产生的测温光通过合束器10与其他光(治疗光和监测光)一同进入治疗光纤7,测温光经治疗光纤的纤芯传输,其他光通过第一包层传输。

实施例13

参考图10,在实施例11的方案基础上进行描述,与实施例11的不同之处在于,还包括测温模块,测温模块包括测温光源和解调模块;治疗光纤为实施例5-8描述的治疗光纤。测温光源发出测温光线,经纤芯传输至测温结构后返回,测温光通过对应的第一至第三合束器与治疗光、监测光一起进入对应的第一至第三治疗光纤,测温光通过治疗光纤的纤芯传输,治疗光和监测光通过第一包层传输,测温光纤到达测温模块后,携带温度信息返回,解调模块对返回的测温光进行测量,获得对应治疗光纤的测温结构(例如布拉格光栅或非本征法伯腔)的温度。

测温光源和解调模块可以采用合适的组合设备:

测温结构为布拉格光栅或非本征法伯腔时:

可选的,测温光源为C波段可调谐激光器,解调模块为光电探测器;

可选的,测温光源为C波段ASE光源,解调模块为光谱解调模块。

测温结构为或非本征法伯腔时:

还可以使用的设备组合为:测温光源为卤钨灯白光光源,解调模块为白光干涉解调模块。

本实施例还可以包括对应的3个冷却循环装置,即每个治疗光纤对应一个冷却循环装置,冷却循环装置包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管,冷却套管与治疗光纤组合使用,每个治疗光纤均与对应的冷却套管一同使用,冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体,优选地包括双蒸水、医用生理盐水等;冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器,用于测量冷却套管中的压力,冷却流体的流速等,检测是否发生了阻塞,冷却套管破裂等问题。控制中心可以与3个冷却循环装置通讯连接并单独控制。

可以理解,基于本实施例,本发明的激光热疗系统中,可以包括其他数量治疗光纤,例如包括2个、4个、5个、6个等;治疗光源模块产生的治疗光和监测模块产生的监测光经分束器可分为相应的份数,测温光经分束器分成相应的分数,例如2份、4份、5份、6份等,然后通过对应数量的合束器,再分别进入一一对应的治疗光纤,这些方案也在本发明的范围内。

实施例14

参照图11,在实施例13的方案基础上进行描述,与实施例13的不同之处在于,该实施例的系统包括3个测温模块,不再需要分束器,每个测温模块产生的测温光通过对应的第一至第三合束器与治疗光、监测光一起进入对应的第一至第三治疗光纤,测温光通过治疗光纤的纤芯传输,治疗光和监测光通过第一包层传输,测温光纤到达测温模块后,携带温度信息返回,解调模块对返回的测温光进行测量,获得对应治疗光纤的测温结构(例如布拉格光栅或非本征法伯腔)的温度。

可以理解,前述激光热疗系统的实施例可以相互组合,这些方案也在本发明的范围内。

实施例15

磁共振引导的激光热疗系统,其包含实施例1至8中一项或多项的治疗光纤,或者包含实施例9至14中一项激光消热疗系统;磁共振引导的激光热疗系统可以在磁共振环境下进行激光消融目标组织,通过磁共振监测消融温度和计算消融体积。磁共振引导的激光热疗系统的基本结构组成可以参考本公司的在先申请201810459539.1。

本发明的系统包括:

磁共振设备、工作站和本发明前文所述的激光热疗系统;

磁共振设备可以在术前和术中进行图像采集;

工作站包括主机、人机交互模块(例如触摸屏),主机与磁共振装置通信连接,可以接收磁共振设备和其他成像设备(例如CT)的术前和术中的医学影像信息,接收患者的建档,根据术前医学影像信息3D建模,生成手术方案;根据磁共振信息生成实时温度图像,规划治疗区域,显示术中信息,向激光热疗仪发送控制信息,计算温度和预估消融,温度图像与3D模型在人机交互模块进行融合显示等;

主机加载有可以执行温度校正的测温程序,测温程序可以执行以下方法:

使用温度传感模块连续获得测温模块的温度作为基准温度;

术中的磁共振扫描一轮结束之后,通过磁共振影像计算获得测温模块的温度作为计算温度,

每获得一次实际温度后,将同一时刻的基准温度与计算温度的差值绝对值与预设阈值进行比较;

当基准温度超过警戒温度时,立刻关闭治疗激光;

当基准温度与计算温度超过阈值时,对计算温度进行校正后继续下一轮磁共振测温。

主机接收监测模块的反馈信息,在接收到断裂信号时,立刻关闭所有产生治疗光的激光器,防止产生意外损伤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

另外,在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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