本技術(shù)涉及醫(yī)療器械，特別是涉及一種激光消融裝置。

背景技術(shù)：

1、激光消融術(shù)是一種利用激光對(duì)腫瘤進(jìn)行消融的技術(shù)。激光消融術(shù)的基本原理是吸收激光并轉(zhuǎn)換為熱能，使得腫瘤溫度上升并形成不可逆的損傷。目前，激光消融術(shù)一般是將光纖插入腫瘤內(nèi)部，通過(guò)光纖將光直接照射至腫瘤內(nèi)部，待腫瘤將光能吸收后逐漸升溫至其凝固、氣化或者碳化，達(dá)到消除腫瘤的目的。但是這樣做會(huì)導(dǎo)致燒焦的腫瘤組織表面變得粗糙，增加了光的散射，光散射的增加進(jìn)一步造成后續(xù)光被腫瘤吸收的功率降低，影響腫瘤消融效率，手術(shù)時(shí)間不得不延長(zhǎng)。甚至在一些可能的情況下，因散射出去的光功率過(guò)高，導(dǎo)致真正被腫瘤吸收的光功率低至無(wú)法使剩余腫瘤組織溫度升高到可以達(dá)到消融的程度?？梢?jiàn)上述實(shí)現(xiàn)方式，因光的散射過(guò)強(qiáng)，不但影響腫瘤的消融效率，且腫瘤的消融效果不甚理想。

2、并且，由于腫瘤組織對(duì)光的吸收較慢，溫度上升速度較慢，導(dǎo)致局部熱量聚集不迅速，而如果局部熱量積聚不夠迅速，就無(wú)法快速達(dá)到細(xì)胞凋亡或壞死的溫度（通常是50-60攝氏度），這會(huì)導(dǎo)致周圍組織的溫度也升高。意味著，這將導(dǎo)致熱量逐漸傳遞到健康組織，造成不必要的損傷。此外，由于激光對(duì)腫瘤的穿透性過(guò)小，因此上述激光消融的方案只適用于對(duì)淺表的腫瘤組織進(jìn)行消融，難以適用對(duì)深層的腫瘤組織進(jìn)行消融。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種激光消融裝置，旨在提高對(duì)病灶組織的激光消融效率和激光消融效果，避免消融波及到健康組織，拓寬激光消融裝置的適用范圍，以達(dá)到既能適用淺表腫瘤組織又能夠適用深層腫瘤組織的目的。

2、本技術(shù)實(shí)施例公開(kāi)了如下技術(shù)方案：

3、本技術(shù)中提供一種激光消融裝置，該裝置包括：第一光纖和晶體硅；其中，所述第一光纖的第一端用于對(duì)接激光光源的輸出端，所述第一光纖的第二端用于與所述晶體硅對(duì)接以形成消融探頭；

4、當(dāng)所述消融探頭進(jìn)入病灶區(qū)域，所述晶體硅用于將所述第一光纖的第二端傳輸?shù)墓廪D(zhuǎn)化為熱能，并將所述熱能傳導(dǎo)至病灶組織，以對(duì)所述病灶組織進(jìn)行激光消融。

5、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，激光消融裝置還包括：開(kāi)關(guān)控制元件和n×1結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)，所述n為大于1的整數(shù)，所述光開(kāi)關(guān)包括n個(gè)第一端和一個(gè)第二端，其中，所述n個(gè)第一端分別用于對(duì)接n個(gè)不同類型的激光光源的輸出端，所述光開(kāi)關(guān)的第二端用于對(duì)接所述第一光纖的第一端；

6、所述開(kāi)關(guān)控制元件用于控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)的一個(gè)第一端之間形成光通路。

7、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光開(kāi)關(guān)為2×1結(jié)構(gòu)，所述光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)第一端分別通過(guò)兩條第二光纖對(duì)接連續(xù)激光器的輸出端和脈沖激光器的輸出端；

8、所述開(kāi)關(guān)控制元件用于根據(jù)所述病灶組織的剩余待消融區(qū)域的尺寸，和/或，所述剩余待消融區(qū)域與鄰近的健康組織的距離，控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)的一個(gè)第一端建立光通路。

9、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述剩余待消融區(qū)域與鄰近的健康組織的距離小于預(yù)設(shè)距離，則所述開(kāi)關(guān)控制元件用于控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)對(duì)接所述連續(xù)激光器的第一端連接；若所述剩余待消融區(qū)域與鄰近的健康組織的距離大于或等于所述預(yù)設(shè)距離，則所述開(kāi)關(guān)控制元件具體用于根據(jù)所述病灶組織的剩余待消融區(qū)域的尺寸，控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)的一個(gè)第一端建立光通路。

10、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述剩余待消融區(qū)域與鄰近的健康組織的距離大于或等于所述預(yù)設(shè)距離，且所述剩余待消融區(qū)域的尺寸大于預(yù)設(shè)尺寸閾值，則所述開(kāi)關(guān)控制元件具體用于控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)對(duì)接所述連續(xù)激光器的第一端連接；若所述剩余待消融區(qū)域與鄰近的健康組織的距離大于或等于所述預(yù)設(shè)距離，且所述剩余待消融區(qū)域的尺寸小于或等于所述預(yù)設(shè)尺寸閾值，則所述開(kāi)關(guān)控制元件用于控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)對(duì)接所述脈沖激光器的第一端連接。

11、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述剩余待消融區(qū)域的尺寸大于預(yù)設(shè)尺寸閾值，則所述開(kāi)關(guān)控制元件用于控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)對(duì)接所述連續(xù)激光器的第一端連接；若所述剩余待消融區(qū)域的尺寸小于或等于所述預(yù)設(shè)尺寸閾值，則所述開(kāi)關(guān)控制元件用于控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)對(duì)接所述脈沖激光器的第一端連接。

12、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，激光消融裝置還包括：第一光探測(cè)器；

13、所述第一光纖包括第一傳導(dǎo)用光纖區(qū)段和第一探測(cè)用光纖區(qū)段；所述第一傳導(dǎo)用光纖區(qū)段的第一端用于對(duì)接所述激光光源的輸出端，所述第一傳導(dǎo)用光纖區(qū)段的第二端用于對(duì)接所述第一探測(cè)用光纖區(qū)段的第一端，所述第一探測(cè)用光纖區(qū)段的第二端用于對(duì)接所述晶體硅以形成具有溫度探測(cè)能力的消融探頭；

14、所述第一探測(cè)用光纖區(qū)段連接所述第一光探測(cè)器；所述第一探測(cè)用光纖區(qū)段用于接收來(lái)自所述第一傳導(dǎo)用光纖區(qū)段的第二端的激光，并傳輸至所述晶體硅，以及向所述第一光探測(cè)器反射與所述第一探測(cè)用光纖區(qū)段的中心波長(zhǎng)匹配的激光；

15、所述第一光探測(cè)器用于根據(jù)所述第一探測(cè)用光纖區(qū)段反射的激光的中心波長(zhǎng)的變化，探測(cè)所述消融探頭的溫度。

16、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，激光消融裝置還包括：第二光探測(cè)器、光耦合器和第三光纖；所述光耦合器包括一個(gè)輸入端、第一輸出端和第二輸出端；所述光耦合器的輸入端用于對(duì)接所述激光光源的輸出端，所述第一輸出端和所述第二輸出端分別用于對(duì)接所述第一傳導(dǎo)用光纖區(qū)段的第一端和所述第三光纖中第二傳導(dǎo)用光纖區(qū)段的第一端；

17、所述第二傳導(dǎo)用光纖區(qū)段的第二端用于對(duì)接所述第三光纖中第二探測(cè)用光纖區(qū)段的第一端，所述第二探測(cè)用光纖區(qū)段的第二端用于接觸所述病灶組織以形成病灶溫度感知探頭；

18、所述第二探測(cè)用光纖區(qū)段連接所述第二光探測(cè)器；所述第二探測(cè)用光纖區(qū)段用于接收來(lái)自所述第二傳導(dǎo)用光纖區(qū)段的第二端的激光，并傳輸至所接觸的所述病灶組織，以及向所述第二光探測(cè)器反射與所述第二探測(cè)用光纖區(qū)段的中心波長(zhǎng)匹配的激光；

19、所述第二光探測(cè)器用于根據(jù)所述第二探測(cè)用光纖區(qū)段反射的激光的中心波長(zhǎng)的變化，探測(cè)所述病灶組織的溫度。

20、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，激光消融裝置還包括：第一環(huán)形器和第二環(huán)形器；所述第一環(huán)形器和所述第二環(huán)形器上各自設(shè)有第一端口、第二端口和第三端口；

21、所述第一環(huán)形器的第一端口和第二端口設(shè)置在所述第一傳導(dǎo)用光纖區(qū)段上，所述第一環(huán)形器的第三端口連接所述第一光探測(cè)器的輸入端；

22、所述第二環(huán)形器的第一端口和第二端口設(shè)置在所述第二傳導(dǎo)用光纖區(qū)段上，所述第二環(huán)形器的第三端口連接所述第二光探測(cè)器的輸入端。

23、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，激光消融裝置還包括：2×1結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)控制元件；

24、所述光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)第一端分別通過(guò)兩條第二光纖對(duì)接連續(xù)激光器的輸出端和脈沖激光器的輸出端，所述光開(kāi)關(guān)的第二端連接所述光耦合器的輸入端；

25、所述開(kāi)關(guān)控制元件用于根據(jù)所述病灶組織的剩余待消融區(qū)域的尺寸，和/或，所述剩余待消融區(qū)域與鄰近的健康組織的距離，控制所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)的一個(gè)第一端建立光通路。

26、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，激光消融裝置還包括：控制器，所述控制器的輸出端連接所述脈沖激光器的控制端，所述控制器的輸入端連接所述第一光探測(cè)器的輸出端；

27、所述控制器用于在所述光開(kāi)關(guān)的第二端與所述光開(kāi)關(guān)對(duì)接所述脈沖激光器的第一端建立光通路，且所述第一光探測(cè)器探測(cè)的溫度與目標(biāo)控制溫度的偏差超出預(yù)設(shè)偏差范圍時(shí)，基于光脈沖參數(shù)與熱量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，調(diào)整所述脈沖激光器當(dāng)前的光脈沖參數(shù)，以縮小所述偏差。

28、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一探測(cè)用光纖區(qū)段和所述第二探測(cè)用光纖區(qū)段均為光纖光柵；所述第一光探測(cè)器和所述第二光探測(cè)器為以下任一種：

29、光纖光柵解調(diào)儀或者光譜儀。

30、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，激光消融裝置包括多個(gè)不同截面尺寸的備用晶體硅；與所述第一光纖的第二端對(duì)接形成消融探頭的晶體硅，為從多個(gè)所述備用晶體硅中基于所述病灶組織的剩余待消融區(qū)域的尺寸選出的。

31、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若選出的晶體硅的截面尺寸超過(guò)第一預(yù)設(shè)尺寸，所述第一光纖為塑料光纖。

32、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述消融探頭的工作波段為980nm或980nm以下。

33、在本技術(shù)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述晶體硅為柱狀晶體硅，所述柱狀晶體硅的第一端與所述第一光纖的第二端在熔接機(jī)電弧放電加熱的作用下融合在一起形成所述消融探頭。

34、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)具有以下有益效果：

35、本技術(shù)中提出的激光消融裝置包括第一光纖和晶體硅。其中，第一光纖的第一端用于對(duì)接激光光源的輸出端，第二端用于對(duì)接晶體硅以形成消融探頭。當(dāng)消融探頭進(jìn)入病灶區(qū)域，由于晶體硅與第一光纖的第二端連接，且第一光纖的第一端能夠?qū)⒓す夤庠摧敵龅墓鈧鬏斨恋谝还饫w的第二端，因此晶體硅可以隨之將第一光纖第二端傳輸?shù)墓廪D(zhuǎn)化為熱能。也就是在晶體硅上完成由光能到熱能的轉(zhuǎn)化。接著，由于晶體硅已探入病灶區(qū)域，因此可以將轉(zhuǎn)化得到的熱能傳導(dǎo)至病灶組織，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶組織進(jìn)行激光消融。

36、利用光熱效應(yīng)制造的消融探頭能夠?qū)⑺盏墓饽苻D(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)晶體硅與病灶組織相接觸的方式將晶體硅的溫度直接傳導(dǎo)至病灶組織，而無(wú)需依賴于病灶組織本身對(duì)光能的轉(zhuǎn)化。因此，病灶消融效率以及病灶消融效果不受光散射的影響。由于晶體硅的熔點(diǎn)在1400攝氏度，消融探頭可耐高溫，最高溫度可達(dá)到一千攝氏度以上，可以聚集較高的熱量將病灶組織升溫。例如，通過(guò)與激光光源配合，可達(dá)到使腫瘤組織的水分瞬間蒸發(fā)，造成腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜破裂，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤組織的消融，進(jìn)而大大縮短腫瘤消融手術(shù)的操作時(shí)間。此外，借助于連接在第一光纖第二端的晶體硅的光熱轉(zhuǎn)化效果，熱量可以快速傳遞至深層病灶組織，穿透深度比激光在人體組織內(nèi)的穿透深度更大，因此，該裝置不僅可以治療淺表的病灶組織，還可以消融深層的病灶組織。此外，通過(guò)與激光光源的配合，因晶體硅在消融探頭中可以達(dá)到瞬態(tài)的高溫，加熱時(shí)間較短（可達(dá)到納秒或者皮納秒量級(jí)），這種局部快速升溫的功能可以使病灶組織立即受到破壞，熱量未有充足的時(shí)間從腫瘤區(qū)域擴(kuò)散到周圍健康組織，因此既可以達(dá)到預(yù)期的對(duì)于病灶組織的消融目標(biāo)，又大大降低對(duì)健康組織的損傷風(fēng)險(xiǎn)。