激光光源、激光光源控制主機和治療男性勃起功能障礙的裝置的制作方法

本發明涉及激光治療人體軟組織病變的領域，特別是利用近紅外激光治療男性勃起功能障礙的領域。

背景技術：

年齡是男性勃起功能障礙(ED)問題的影響因素，人口老齡化將使ED問題更加突出。有流行病學調查結果顯示，男性勃起功能障礙(ED)的總患病率為25.8％，60歲以上男性患病率高達69.33％。

低能量沖擊波致力于恢復男性勃起功能障礙，在臨床中獲得大量的實踐，充分證明其安全有效，歐洲泌尿外科學會(EAU)指南已經連續多年將低能量沖擊波列為ED的一線治療方案。該治療方案為無創手術，有望從根本上修復ED病理損傷。海綿體的平滑肌細胞、內皮、神經等在陰莖勃起中發揮重要作用，ED模型大鼠海綿體的這些結構存在明顯的病理損傷。研究證實低能量沖擊波可顯著修復以上病理損傷。但是目前，沖擊波質量存在能量分布不均勻，能量進入人體后快速發散的缺點，治療效率低下。

技術實現要素：

本發明為解決背景技術中存在的上述問題，而提供出一種激光光源、激光光源控制主機和治療男性勃起功能障礙的裝置，使用波長700nm—1100nm之間的近紅外激光，治療男性前勃起功能障礙。

本發明的技術解決方案是：本發明為一種激光光源，其特殊之處在于：該激光光源包括單管半導體激光器、整形透鏡、偏轉鏡、耦合聚焦透鏡和光纖，單管半導體激光器出射的激光，經過整形透鏡整形后，過偏轉鏡匯聚成一束空間光，再經過耦合聚焦透鏡耦合進入光纖。

上述單管半導體激光器為多個，整形透鏡、偏轉鏡對應為多個。

上述單管半導體激光器中的一個為指示光源。

上述耦合透鏡與光纖一起封裝在耦合套管殼體中。

上述單管半導體激光器輸出的激光的波長范圍為700nm--1100nm的近紅外激光。

上述單管半導體激光器輸出波長980nm的激光5W，耦合光纖輸出功率30W，激光輸出功率可調節。

上述耦合聚焦透鏡可為球面或非球面鏡片，也可為一片或者多鏡片組成的透鏡組。

一種上述的激光光源的激光光源控制主機，其特殊之處在于：所述激光光源控制主機包括激光光源，恒溫冷卻裝置，激光電源和控制系統，激光光源和恒溫冷卻裝置分別與激光電源和控制系統連接。

上述激光光源控制主機還包括人機操作界面，所述人機操作界面與激光電源和控制系統連接。

上述激光電源和控制系統包括主控單片機、電流電壓控制器、半導體激光DC主電源和恒溫冷卻控制器，所述恒溫冷卻控制器和電流電壓控制器分別與主控單片機連接，所述半導體激光DC主電源和電流電壓控制器連接，所述恒溫冷卻裝置與恒溫冷卻控制器連接，所述人機操作界面與主控單片機連接，所述激光電源與半導體激光DC主電源連接。

上述恒溫冷卻裝置包括熱沉和TEC溫控裝置，單管半導體激光器固定在同一個熱沉上，熱沉下方為TEC溫控裝置。

一種利用上述的激光光源控制主機治療男性勃起功能障礙的裝置，其特殊之處在于：該裝置包激光光源控制主機，激光光纖和治療頭，所述激光光源控制主機通過激光光纖與治療頭連接。

該裝置還包括腳踏開關，所述腳踏開關與激光光源控制主機連接。

上述治療頭包括光纖連接頭和擴束透鏡，激光光纖通過光纖連接頭與擴束透鏡連接。

上述治療頭還包括治療頭外殼，光纖連接頭和擴束透鏡置于治療頭外殼內。

上述激光光纖的直徑為105um—1000um。

低能量近紅外激光在治療疼痛，康復方面已經有廣泛的應用。本發明利用的基本機理是在細胞水平上“生物刺激”組織的生長和修復；用接近1000nm波長的激光治療在極短的脈沖模式下在生物組織內產生機械波，對皮下組織中的神經末端和疼痛受體的機械刺激。兩種作用促進血管新生、生成一氧化氮、刺激神經細胞和干細胞再生，可以達到治療男性勃起功能障礙(ED)的效果。激光進入人體組織，可以較低限度的發散，將能量有效傳遞至組織深處。近紅外激光在人體中傳遞深度最深可達10mm。因此，本發明具有以下優點：

1、本發明采用近紅外光作為激光治療波長，提高了治療男性勃起障礙的能力。

2、本發明激光光源控制主機體積小，方便攜帶，有利于實際應用。

3、本發明激光光源控制主機壽命在1萬小時以上，整機系統穩定可靠，產品壽命長。

附圖說明

圖1為激光吸收譜線示意圖；

圖2為本發明治療男性勃起功能障礙的裝置原理圖；

圖3為本發明激光光源控制主機的原理圖；

圖4為本發明激光電源和控制系統示意圖；

圖5為本發明激光光源的原理圖；

圖6為本發明治療頭原理圖；

圖7為脈沖工作狀態。

附圖標記如下：

1-激光光源控制主機，2-激光光纖，3-治療頭，4-腳踏開關，5、激光電源和控制系統，6-恒溫冷卻裝置，7-人機操作界面，8-激光光源，9-指示光源，10-單管半導體激光器，11-整形透鏡，12、13-耦合聚焦透鏡，14-耦合光纖，15-耦合套管殼體，16-偏轉鏡，17-治療頭外殼，18-擴束透鏡，19-光纖連接頭，20-主控單片機，21-恒溫冷卻控制器，22-電流、電壓控制器，23-半導體激光DC主電源

具體實施方式

參見圖1，700—1100nm波段的激光的對血紅蛋白、色素和水的吸收特性都較低，因此能在組織中傳輸比較深，對深層次的組織治療比較有利。利用近紅外激光的這一特性，將其傳遞照射到人體病變軟組織，促進血管新生，刺激干細胞和神經細胞再生，多次無創照射，改善陰莖勃起的生理機制，可達到有效治療男性勃起功能障礙(ED)的目的。

參見圖2，本發明的治療男性勃起功能障礙的裝置包括激光光源控制主機1，激光光纖2，治療頭3和腳踏開關4，激光光源控制主機1通過激光光纖2與治療頭3連接，腳踏開關4與激光光源控制主機1連接。該激光能量由激光光源控制主機1中的激光光源發射，可以是連續(CW)方式，也可以是脈沖方式。在圖6中，顯示脈沖工作狀態，頻率可調，脈寬從0.1us—5s可調，激功率從0.1W—30W可調。激光光纖2將激光光源輸出的激光能量傳遞至人體病變軟組織。在本例中激光光纖2芯徑400um，前端輸出為直出光方式，激光光纖2的輸出端通過標準SMA905連接器與治療頭3上的連接座相連。光纖外套塑膠保護管將激光光纖保護起來。

參見圖3，激光光源控制主機1包括激光光源8、恒溫冷卻裝置6、激光電源和控制系統5和人機操作界面7，人機操作界面7以觸摸屏的方式工作。本實例中，激光光源8為波長980nm的激光光纖耦合輸出，由恒溫冷卻裝置6恒溫冷卻，工作溫度25度，控溫精度0.1度。激光電源和控制系統5中的激光電源為直流電源，電源供電電壓5V，工作電流最大10A。激光電源和控制系統5采用嵌入式控制系統設計。人機操作界面7為電阻式觸摸屏，屏幕大小8寸。

恒溫冷卻裝置6包括熱沉和TEC溫控裝置。將所有單管半導體激光器10定在同一個熱沉上，熱沉的材料為紫銅、黃銅或其他導熱性良好的材料。激光光源控制主機1發出的熱量通過熱沉傳遞出去。熱沉下方為TEC溫控裝置，可吸收熱沉的熱量并通過空氣冷卻的方式排出系統，同時保證熱沉處于恒溫狀態。通過TEC高精度的溫度控制以達到激光高效穩定運行。優化的TEC溫控冷卻系統設計減小了激光治療男性勃起功能障礙裝置的體積。

參見圖4，激光電源和控制系統5包括主控單片機20，恒溫冷卻控制器21，電流、電壓控制器22和半導體激光DC主電源23，恒溫冷卻控制器21和電流、電壓控制器22分別與主控單片機20連接，半導體激光DC主電源23和電流、電壓控制器22連接，恒溫冷卻裝置6與恒溫冷卻控制器21連接，人機操作界面7與主控單片機20連接，激光電源8與半導體激光DC主電源23連接。其中，主控單片機20，恒溫冷卻控制器21，電流、電壓控制器22和半導體激光DC主電源23均可采用現有的元件結構。

激光電源和控制系統5對所有半導體激光光源控制主機供電，并控制輸出激光功率的大小，連續可調。并提供人機操作界面7，以觸摸屏的方式工作。控制腳踏開關4并檢測系統工作狀態。同時激光電源和控制系統5控制空氣冷卻系統并實時監控熱沉的溫度，一旦溫度發生變化，通過對TEC的自動控制保持半導體激光光源控制主機1恒溫工作。

參見圖5，激光光源8由單管半導體連續發射或者脈沖發射偏振激光，其包括單管半導體激光器10、整形透鏡11、偏轉鏡16、耦合聚焦透鏡12、13和光纖14。多個單管半導體激光器10，經過整形透鏡11整形后，通過偏轉鏡16匯聚成一束空間光，經過耦合聚焦透鏡13耦合進入光纖14。耦合聚焦透鏡13可以是球面或非球面鏡片，可以是一片或者多鏡片組成的透鏡組。耦合聚焦透鏡12、13與光纖14一起封裝在耦合套管殼體15中，可以采用壓緊固定或者粘膠固定。本實例采用多單管偏振耦合的方式，單管半導體激光器10為To56封裝形式，每個單管半導體激光器10輸出980nm激光5W，光纖14輸出功率30W。指示光源9也是單管半導體激光器10中的一個，采用與980nm工作激光一樣的封裝形式。工作時指示光源持續工作，不受腳踏開關控制，用于不出光時幫助術者確定激光工作位置。可以是紅色635nm激光，也可以是綠色532nm激光。本實例采用635nm紅色指示光，激光功率5mW。

激光光源8照射在組織表面的激光波長在700nm--1100nm的激光，激光類型可以是半導體激光、氣體激光、固體激光，典型波長包括：750nm、790nm、808nm、810nm、940nm、980nm、1064nm等。激光可以是單一波長，也可以是范圍內多波長混合治療。

參見圖6，治療頭3包括治療頭外殼17，擴束透鏡18和光纖連接頭19，治療頭3一端通過光纖連接頭19連接激光光纖2；光纖連接頭19為標準光纖連接器(SMA)，激光經過擴束透鏡18將光斑擴束，光斑大小可調。本實例中光纖連接頭19采用標準SMA905光纖連接器，采用10倍激光擴束倍數設計，輸出光斑直徑4mm。

系統工作時，根據術者的需要，通過腳踏開關(4)控制激光系統是否出光。踩下腳踏開關，系統正常出光，進行手術；松開腳踏開關，激光輸出中斷，手術暫停。如圖7所示，t0—t1為系統正常出光，此時腳踏開關為踩下狀態。t1—t2為手術暫停狀態，此時腳踏開關松開，激光輸出中斷。

本發明的治療方法如下：

使用波長700nm--1100nm的激光，通過光纖將激光能量傳導治療頭，治療頭接觸人體組織表面，將激光能量擴散傳導至人體陰莖組織，進行勃起功能障礙的治療。

利用近紅外激光可以被人體組織深層吸收的特性，傳遞照射到人體病變軟組織，激光促進干細胞生長、神經細胞生長、血管增生和一氧化氮合成增加，引導器官功能恢復，治療男性勃起功能障礙。

照射在組織表面的激光光斑大小可調，光斑直徑從1mm—5mm。光斑形狀可以是圓形，也可以橢圓形、方形等。

照射在組織表面的激光可以是連續波(CW)輸出，也可以是脈沖波輸出，脈沖寬度從0.1us—5s可調，脈沖頻率從1KHz—0.1Hz可調。激光輸出能量可調，以不損傷軟組織為上限。

照射在組織表面的激光可以是固定劑量、固定程序輸出，也可以由醫生通過腳踏控制進行治療。