лазерный лечебно-диагностический комплекс

Формула изобретения

1. Лазерный лечебно-диагностический комплекс, содержащий лазер, оптическую систему наблюдения за объектом и оптическую систему передачи лазерного излучения к объекту, включающую последовательно размещенные светоделитель и объектив, установленные в корпусе переходника, а также волоконный световод, отличающийся тем, что комплекс дополнительно содержит систему юстировки оптической системы передачи излучения относительно оптической оси лазера, выполненную в виде юстировочных винтов для поперечных и угловых смещений корпуса переходника, а также оптическую систему контроля юстировки, выполненную в виде зрительной трубки, включающей измерительную сетку, подвижный объектив и окуляр, и визуализатора с измерительное сеткой и выдвижным объективом, при этом зрительная трубка и визуализатор расположены на одной оптической оси со светоделителем, перпендикулярной оптической оси лазера, на противоположных концах этой оси относительно светоделителя, а система наблюдения за объектом образована автономной оптической системой эндоскопического прибора, через оптический канал которого выведен волоконный световод.

2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит набор сменных волоконных световодов с разными физико-техническими характеристиками, при этом на выходном конце каждого световода размещен микрообъектив, а на входном конце патрон для соединения с ответным гнездом корпуса переходника.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен лазером с монохроматическим излучением в ультрафиолетовой области спектра, например азотным с длиной волны излучения .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, в частности к устройствам для терапии и/или диагностики с применением лазеров и волоконно-оптических систем для передачи светового потока и наблюдения, и направлено на дальнейшее совершенствование известных конструкций устройств аналогичного назначения, применяемых в этой области.

Предлагаемый согласно изобретению лазерный лечебно-диагностический комплекс найдет применение в медицинских учреждениях для лечения широкого ряда заболеваний и диагностических исследований в стационарных и амбулаторных условиях.

Общеизвестно применение лазеров в медицине для терапии и выявления патологических состояний исследуемых органов (см. например, экспресс-информацию ВНИИМИ "Хирургия", вып. 5. М. 1986. Международный конгресс по применению лазеров в медицине и хирургии).

Для диагностических исследований тканей и органов (в частности в естественных полостях организма человека) известно применение люминесцентного анализа, при котором внутривенно вводят люминесцентное вещество, после чего на ткани исследуемого органа, содержащие люминесцентный препарат, воздействуют излучением в ультрафиолетовой области спектра, вызывая их ответное свечение, по которому судят о патологических изменениях исследуемых органов (см. например, кн. Хирургия ободочной кишки. Уфа: Медицина, 1976, с. 116-117).

При люминесцентном анализе выявление патологических состояний исследуемых органов в естественных полостях организма осуществляют с помощью эндоскопических приборов (гастроскоп, лапароскоп, ректоскоп и т.п.), а передачу светового потока с помощью гибкого кварцевого волоконного световода, подведенного через соответствующий канал, например через инструментальный канал эндоскопического прибора (см. кн. Люминесцентный анализ в гастроэнтерологии. Л. Наука, 1984, с. 94-109, рис. 30-41).

Известны различные конструктивные исполнения устройств для люминесцентных диагностических исследований, имеющих одинаковую принципиальную схему построения и различающихся специализацией применения, в частности, по видам эндоскопических приборов.

К числу известных устройств такого назначения относится, например, люминесцентный эндоскоп по авт. свид. N891062, кл. A 61 B 1/00, 1980, содержащий эндоскопическую камеру со световодами для освещения и наблюдения исследуемого объекта, окуляр, осветитель (с ртутной лампой), световод между осветителем и эндоскопической камерой, светоделитель, возбуждающие и запирающие светофильтры, расположенные на вращающемся диске.

Известное устройство имеет ряд существенных недостатков, к числу которых относzтся следующие:

ограниченные диагностические возможности, обусловленные тем, что совмещение светодиода для освещения и наблюдения объекта в одной камере уменьшает зону обследования и позволяет вести диагностирование, как правило, одного объекта, например, со стороны слизистой желудка или двенадцатиперстной кишки;

невозможность регистрации процессов нарушения кровообращения в органах брюшной полости в стадии ишемии, что также сужает диагностические возможности абдоминальной хирургии;

сложность конструктивного исполнения, обусловленная большим количеством оптических элементов (возбуждающие и запирающие светофильтры), наличием вращающегося диска с приводом и т.п.

низкие функциональные возможности, обусловленные тем, что в качестве осветителя ртутных ламп не позволяет использовать световой поток для других медицинских целей, например терапевтических воздействий на участки патологии поверхностей тканей.

Указанных недостатков частично не имеют устройства, основанные на использовании источника лазерного излучения, который, кроме выполнения функции осветителя, может использоваться для терапевтических воздействий (см. например, авт. свид. N 886907, кл. A 61 N 5/00, 1980. Способ лечения ожогов путем воздействия на область ожоговой раны монохроматическим светом лазера; авт. свид. N 1258422, кл. A 61 N 5/00, 1982. Способ лечения язв и ран путем воздействия излучением лазера; и другие).

В качестве прототипа предлагаемого изобретения может быть принят лазерный лечебно-диагностический комплекс (аппарат для лазерной терапии) по авт. свид. N 664657, кл. A 61 N 5/06, 1963, как наиболее близкое к предлагаемому изобретению по технической сущности и наибольшему числу совпадающих основных признаков известное техническое решение.

Известный лазерный комплекс (прототип) включает источник лазерного излучения, оптическую систему передачи излучения к исследуемому объекту в виде последовательно расположенных по оси лазерного активного элемента светоделителя (оптического затвора) и объектива, оптически связанного с торцом волоконно-оптического световода, и систему наблюдения за исследуемым объектом, включающую микроскоп и перпендикулярно установленный к оптической оси светоделителя электронно-оптический преобразователь, выход которого оптически связан со зрачком микроскопа.

Недостатками известного устройства (прототипа) являются его ограниченные функциональные возможности, обусловленные узкоспециализированным назначением (термическое воздействие на нервные волокна), что не позволяет использовать устройство для диагностирования и лечения многих видов патологий организма. Кроме того, отсутствие в устройство юстировочных и контрольно-измерительных приспособлений не позволяет добиться полного пространственного совмещения оптических осей источника лазерного излучения с оптической системой очага патологии, что снижает эффективность проведения терапевтических операций. Это обусловливается поперечными и угловыми отклонениями оси излучения лазера от номинального расположения, вследствие чего часть энергии его излучения в результате срезания может не попасть на торец волоконно-оптического световода.

Предлагаемый согласно изобретению лазерный лечебно-диагностический комплекс не имеет указанных недостатков.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом лазерном лечебно-диагностическом комплексе, включающем источник лазерного излучения, оптическую систему передачи излучения к исследуемому объекту и/или терапевтического воздействия луча на очаг патологии в виде последовательно расположенных в корпусе переходнике по оси лазерного активного элемента светоделителя и объектива, оптически связанного с торцом волоконно-оптического световода, и систему наблюдения за исследуемым объектом или очагом патологии, предусмотрены следующие особенности конструктивного исполнения и взаимосвязи функциональных элементов:

комплекс снабжен системой юстировки взаиморасположения оптических осей лазерного излучения и волоконно-оптического световода в виде юстировочных винтов для поперечных и угловых смещений корпуса переходника относительно оси лазерного активного элемента и оптической системой контроля юстировки;

оптическая система контроля юстировки выполнена в виде зрительной трубки с измерительной сеткой, подвижным объективом и окуляром, и визуализатора с измерительной сеткой и выдвижным объективом;

зрительная трубка и визуализатор расположены между оптическими элементами источника лазерного излучения и объективом волоконно-оптического световода по одной оси, перпендикулярной оси лазерного активного элемента;

система наблюдения за исследуемым объектом или очагом патологии образована автономной оптической системой эндоскопического прибора, через соответствующий канал которого выведен в зону диагностирования объекта волоконно-оптический световод;

комплекс снабжен набором сменных волоконно-оптических световодов с разными физико-техническими характеристиками;

каждый световод имеет на дистальном конце микрообъектив, а на проксимальном конце патрон крепежного элемента, взаимодействующий с ответным гнездом корпуса переходника;

источник лазерного излучения содержит активный элемент когерентного монохроматического излучения в ультрафиолетовой области спектра, например азотный лазер с диной волны 337 и энергией импульса излучения 30 мкДж.

На фиг. 1 показана принципиальная схема комплекса; на фиг. 2 оптическая система контроля юстировки при контроле поперечного согласования оптических осей лазерного излучения и волоконно-оптического световода; на фиг. 3 - оптическая система контроля юстировки при контроле углового согласования оптических осей лазерного излучения и волоконно-оптического световода.

Предлагаемый согласно изобретению лазерный лечебно-диагностический комплекс включает источник лазерного излучения 1, на выходе активного элемента которого закреплен корпус переходника 2, в который встроена оптическая система передачи излучения к исследуемому объекту 3 и/или терапевтического воздействия лучом лазера на очаг патологии. Оптическая система выполнена в виде последовательно расположенных по оси лазерного активного элемента, светоделителя 4 и объектива 5, оптически связанного с торцом волоконно-оптического световода 6.

В качестве источника лазерного излучения использован типовой лазер с активным элементом когерентного монохроматического излучения в ультрафиолетовой области спектра, например азотный с длиной волны 3370 и энергией импульса излучения 30 мкДж. Использование этого лазера обеспечивает возможность проведения люминесцентных диагностических исследований и терапевтического воздействия при лечении широкого ряда патологий. Для этих целей комплекс снабжается набором сменных волоконно-оптических световодов 6 с разными физико-техническими характеристики. Каждый световод (из сменного набора) имеет на дистальном конце микрообъектив 7, а на проксимальном конце - патрон 8 крепежного элемента, взаимодействующий с ответным гнездом корпуса переходника 2.

Комплекс включает также систему наблюдения за исследуемым объектом или очагом патологии в естественных полостях организма, которая образована автономной оптической системой применяемого эндоскопического прибора. В этом случае световод 6 подводят к зоне воздействия лазерного луча через соответствующий, например инструментальный, канал эндоскопического прибора.

Особенностью исполнения комплекса является то, что он снабжен системой юстировки взаиморасположения оптических лучей лазерного излучения и волоконно-оптического световода 6 и оптической системой контроля юстировки.

Система юстировки включает юстировочные винты (на черт. не показаны) для поперечных (в вертикальном и горизонтальном направлениях) и угловых смещений корпуса переходника 2 относительно оси лазерного активного элемента.

Оптическая система контроля юстировки выполнена в виде зрительной трубки с измерительной сеткой 9, подвижным объективом 10 и окуляром 11 и визуализатора 12 с измерительной сеткой 13 и выдвижным (поворотным) объективом 14. Визуализатор 12 выполнен из люминесцентного материала, а сетка 13 из кварцевого стекла, прозрачного для УФ-излучения.

Зрительная трубка и визуализатор расположены между выходными оптическими элементами источника лазерного излучения 1 и объективом 5 волоконно-оптического световода 6 перпендикулярно оси лазерного активного элемента.

Комплекс работает следующим образом.

Перед началом работы выполняют юстировку расположения оптической оси системы контроля юстировки относительно оптической оси лазерного излучения (согласование оптических осей системы контроля юстировки и волоконно-оптического световода обеспечивается технологически при изготовлении).

Для поперечной юстировки объектив 14 выводят из оптической системы (см. положение 1 на фиг. 2), а объектив 10 передвигают в крайнее нижнее положение, наиболее удаленное от сетки 9 зрительной трубки. Пучок лазерного излучения с малой расходимостью (не более 10 угловых минут) от УФ-лазера 1, отразившись от светоделителя 4 (с коэффициентом отражения не более 2-3%), попадает через сетку 13 на визуализатор 12. Пятно лазерного невидимого излучения УФ-спектра с помощью визуализатора 12 преобразуется в видимое излучение. Пространственное положение пятна излучения фиксируется глазом через окуляр 11 зрительной трубки относительно центра перекрытия сетки 13. В случае несовпадения центра пятна излучения с центром сетки 13 с помощью юстировочных винтов смещают корпус переходника в вертикальном и горизонтальном направлениях (см. на фиг. 2: +; -;;+Y; -Y), добиваясь центричного положения (совпадения) оптических осей лазерного излучения и системы контроля юстировки.

Для контроля параллельности оптических осей лазерного излучения и системы контроля юстировки объектив 10 зрительной трубки переводят в крайнее положение, а объектив 14 визуализатора вводят в оптическую систему на продолжение оптической оси зрительной трубки. В этом положении (см. положение II на фиг. 3) часть пучка лазерного излучения, отразившись от светоделителя 4 через объектив 14, фокусируется на сетке 13 и визуализатором 12 переводится в видимое глазом излучение. Пространственное положение пятна излучения относительно центра перекрестия сетки фиксируется наблюдателем через окуляр зрительной трубки. В случае несовпадения пятна излучения с центром перекрестия сетки 13 с помощью юстировочных винтов выполняют угловые смещения корпуса переходника в вертикальных и горизонтальных плоскостях (см. на фиг.3: ;; Y),; добиваясь совмещения центров пятна излучения и сетки 13.

Последовательным контролем поперечного и углового согласования оптических осей лазерного излучения и системы контроля юстировки обеспечивают полное пространственное и угловое совмещение оптических осей лазерного излучения и волоконно-оптического световода, после чего выполняют диагностические исследования или терапевтические воздействия на очаг.

Диагностические исследования проводят по известной методике люминесцентных исследований, при которой в организме параэнтерально (внутривенно, внутриартериально и пр.) или энтерально водят люминофор, например флюоросцеин (диоксифлуоран C₂₀H₁₂O₅. После распределения люминофора производят облучение интересующих тканей. Ультрафиолетовое излучение возбуждает вторичное свечение (люминесценцию) исследуемого объекта 3 в желто-зеленой области спектра. По распределению люминофора в тканях судят о характере патологии, оценивают состояние кровообращения на уровне микроциркуляции, что позволяет обнаруживать патологические изменения в организме в ранние сроки.

При выполнении диагностических исследований в интактных внутренних органах (желудок, прямая кишка, бронхи) используют известные эндоскопические приборы соответствующего назначения (гастроскопы, ректоскопы, бронхоскопы и т. п. ). В этом случае волоконно-оптический световод подводят к исследуемому участку через соответствующий, например инструментальный, канал эндоскопического прибора, а автономная оптическая система эндоскопического прибора используется в качестве системы наблюдения за исследуемым объектом или очагом патологии.

При диагностических исследованиях или терапевтических воздействиях на очаг патологии в локальных участках тканей, открывающихся для доступа во время операции, а также при облучении поверхностных тканей (патологии типа трофических язв, гнойных ран, ожогов и т.п.) используют комплект сменных волоконно-оптических световодов с разными физико-техническими характеристиками (размеры диаметра и длины, степень светопроницаемости и др.). В примере исполнения предусмотрено применение комплекта сменных световодов диаметром от десятков мкм до нескольких мм различной длины. Каждый световод в зависимости от назначения имеет на дистальном конце рассеивающий или фокусирующий микрообъектив.

Использование предлагаемого лечебно-диагностического комплекса в стационарных и амбулаторных условиях позволяет осуществлять комплексную оценку состояния исследуемых органов в норме и патологии, выявлять труднодиагностируемые патологические состояния на ранних стадиях микроциркуляторных нарушений кровообращения, проявлять биостимулирующий эффект при УФ-облучении тканей.

Предлагаемый комплекс имеет широкие области применения: эндоскопия, офтальмология, хирургия (интраоперационные исследования, гнойная и сосудистая хирургия, трансплантология, комбустиология), дерматология, отоларингология, терапия и др. т.е. обладает широкими функциональными возможностями.