專利名稱：一種即插即用的醫(yī)用光針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體是利用光纖技術(shù)向體內(nèi)注入光能量的、可用于診斷、針灸和治療的一種即插即用的醫(yī)用光針。
背景技術(shù)：
激光本身是一種能量，而且相干性、方向性很好，強(qiáng)度可以很高，輸出波長和能量精密可控。例如，利用氬離子激光照射經(jīng)體外循環(huán)的血液，可以殺死艾滋病毒；激光光譜的特征譜線可以用于診斷和判斷藥物的治療效果。所以，激光不但可以用于治療，還可以用于診斷。目前，激光己經(jīng)用于皮膚病的治療，或近表面的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如在眼科和口腔科，已經(jīng)相當(dāng)普及。但是激光進(jìn)入人體卻很困難，這是因?yàn)槿梭w的器官和組織對光不透明，光很難進(jìn)入體內(nèi)。
最早開發(fā)的將光引入體內(nèi)的是由光纖束制成的內(nèi)窺鏡?，F(xiàn)在，這種內(nèi)窺鏡的體探頭可以做到直徑僅1毫米，光纖像素達(dá)1萬，分辨率幾十微米，主要還是用于病變部位的診斷。新近發(fā)展的帶有攝像機(jī)的膠囊型內(nèi)窺鏡做得很小(小0.9X2.3cm)，也僅能用于診斷，而且很貴。弱激光照射用于治療研究很多，很有發(fā)展?jié)摿?。用于體內(nèi)治療的，首先是激光針灸。最早開發(fā)出來的是半導(dǎo)體激光針灸器和氦氖激光針灸儀。這在上世紀(jì)末已經(jīng)有相應(yīng)的器械出售，但是療效不理想。例如，原長春光機(jī)學(xué)院研發(fā)的半導(dǎo)體激光針灸器一套三件帶準(zhǔn)直器外形如筆的半導(dǎo)體激光器， 一個(gè)熒光池可以檢測光輸出狀況以及一個(gè)電源。這種激光針灸的主要優(yōu)點(diǎn)是不用針刺入皮膚，因而無感染的擔(dān)心，也不會有刺痛的擔(dān)心。但是沒有發(fā)展起來，原因有兩個(gè)， 一是人體組織的散射和吸收使得進(jìn)入體內(nèi)的光很弱，也很難聚焦。二是選擇透光比較好的波長，也會因吸收很少而熱效應(yīng)不佳，達(dá)不到針灸的目的。氦氖激光具有活血化瘀的功效。仔細(xì)研究其機(jī)制發(fā)現(xiàn)是血紅細(xì)胞的變形能力增加了。用于血管內(nèi)照射也已經(jīng)有儀器了。 1984年開始的低強(qiáng)度激光血管內(nèi)照射得到了成功的應(yīng)用。中國科學(xué)院安徽光機(jī)所開發(fā)的型號為YNHO-A型的氦氖激光血管內(nèi)照射儀在肢體內(nèi)閉塞性血管病治療中應(yīng)用取得好的結(jié)果。但是光纖進(jìn)入體內(nèi)的方法依然是一個(gè)問題，光纖的插入和固定都不容易，難于廣泛使用和推廣。
為了使光能通過光纖進(jìn)入體內(nèi)，實(shí)用新型專利CN00205098.6 "—種激光針灸針"利用激光治療儀器中使用的穿刺套管針，其改進(jìn)之處是先后將針灸針和光纖針插入穿刺套管針，插入的針灸針或光纖針設(shè)計(jì)有針座，由開有卡槽的圓臺與相應(yīng)的卡銷固定。但是使用穿刺導(dǎo)管針，均沒有解決光纖的插入和固定的問題。這種針灸針到現(xiàn)在還未能推廣，有以下幾點(diǎn)原因
1、這種激光針灸針在操作時(shí)先用含有針灸針的導(dǎo)管針感受到穴位以后，再拔除針灸針，插入光纖針，操作起來是繁瑣的。而且，如果針灸針與穿刺導(dǎo)管之間為緊配合，在拔
3除時(shí)必然抽出體液；即使不是緊配合，也可能抽出體液。因?yàn)樵卺樇馓幱幸粋€(gè)不小于100 微米的小孔。在下一步插入光纖時(shí)，不論是否重新推入抽出的體液，都可能出現(xiàn)事故。2、 光纖加套是常規(guī)技術(shù)，已經(jīng)是專業(yè)工作者的常識。對于特殊應(yīng)用，通常加多層套。因此， 對于醫(yī)用光針的加套，也應(yīng)該有特殊的姜求，例如管徑和剛度的要求，松套和緊套的要求。 該專利對套管沒有提到應(yīng)該考慮到的特殊要求。3、這種激光針灸針尖為圓錐，而光纖針 端面，從圖上看是平頂。即使用標(biāo)準(zhǔn)石英光纖，直徑最小也有110微米。刺入人體的疼痛
感會比較大。而如果光纖是裸纖，有折斷的危險(xiǎn)，也很難確認(rèn)是否到位。如果光纖帶包層， 會增加光針的總直徑，從而增加病人的疼痛感覺。光纖如果能隨意插進(jìn)拔出，要求導(dǎo)管針 內(nèi)表面拋光，而且肯定會保留一定的間隙，這導(dǎo)致較多不確定因素存在。盡管申明為一次
性使用，為保持使用方便和清潔衛(wèi)生的要求，成本會有大幅度增加。4、帶卡槽的圓盤， 新設(shè)計(jì)和加工會比較貴，因?yàn)楣饫w技術(shù)屬精密技術(shù)。5、該實(shí)用新型專利是針對針灸，工 作范圍小而難于得到使用。
另一方面，從波導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展來看，以前追求的目標(biāo)是能夠彎曲和靈活性，使得光能 經(jīng)彎曲的路徑到達(dá)需要的地方，同時(shí)確保光纖不會折斷和漏光。光纖的外導(dǎo)管為塑料或尼 龍最適合這種要求。即使對于海底光纜用不銹鋼增強(qiáng)，也是由鋼絲編織的導(dǎo)管，使得能夠 彎曲。目前，所有光纖都是巻成筒型運(yùn)輸，就是利用了光纖可彎曲的性質(zhì)。但是當(dāng)障礙物 不能繞過，只能靠穿透、透射、散射或衍射傳輸時(shí)，如何控制和使用光便成了一個(gè)亟待解 決的技術(shù)問題，例如，當(dāng)人體需要注射光以達(dá)到治療目的時(shí)，需要一種能夠方便施力且以 最短距離準(zhǔn)確到達(dá)病變部位的器械。本發(fā)明中的鋼套管光纖采用了退火以增加其韌性，淬 火增加其鋼度，套管和光纖之間為緊配合，或以粘結(jié)劑固化形成實(shí)心復(fù)合結(jié)構(gòu)光纖。由這 種鋼套管光纖制造的光針可以以最短的直線距離準(zhǔn)確到達(dá)病變部位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種實(shí)現(xiàn)體內(nèi)光能量治療，用便捷的辦 法，使激光通過光纖傳輸直接進(jìn)入體內(nèi)進(jìn)行治療，突破生物機(jī)體和組織對光不透明的限制， 減少光能量損耗。同時(shí)，利用光學(xué)極高靈敏度的特點(diǎn)，用光探測體內(nèi)的生理過程。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種即插即用的醫(yī)用光針包括光纖(3)和不銹鋼套管(1)，不銹鋼套管(1)位于外
層，內(nèi)層是光纖(3)，在光纖和不銹鋼管之間填充粘結(jié)劑(2)固化形成實(shí)心復(fù)合結(jié)構(gòu)；
醫(yī)用光針的針尖端為一次性注射針針尖形狀，醫(yī)用光針的另一端制成可插入光纖耦合器的 光針接插頭。
所述的針尖端的光纖有三種端面與不銹鋼套管表面平齊的光滑平面、有聚光作用的 光滑球面和表面不光滑的粗糙表面。
所述光針接插頭，精密設(shè)計(jì)為可插入光纖耦合器緊配合結(jié)構(gòu)，經(jīng)光纖適配器連接，成 為光纖耦合器的組成部分。
所述光針接插頭具有與連接光纖相同的外徑，與耦合器的一種耦合方式是將接插頭在 V型槽(5)和定位銷(4)準(zhǔn)確引導(dǎo)下插入光纖耦合器，實(shí)現(xiàn)高效耦合，是一種即插即用的器件。
本發(fā)明的一種即插即用的醫(yī)用光針在針頭部位的外部形狀和尺寸與一次性注射用針 針頭相同， 一種方案是采用已經(jīng)有的外徑0.7毫米和0.45亳米兩種醫(yī)用注射針，針尖角度 12度。也可以設(shè)計(jì)制造直徑小于0.5毫米的各種直徑和各種長度的光針，這種針是實(shí)心的， 只能通光。
針尖端的光纖的端面根據(jù)需要制成平面和球面的形式，滿足不同的照明區(qū)域需要和有 利于診斷信息的采集。球形端面，起微透鏡作用。微透鏡的作用是使出射光在前方會聚。 這種端面由激光端面融化冷卻自然成型。針尖的光纖端面還可以有其他形式。根據(jù)臨床需 要，例如需要更柔和以及更寬范圍的照明，端面可以制成表面不光滑的粗糙表面。
采用注射針的形式，設(shè)計(jì)外形如注射針，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為光波導(dǎo)，并具體化為光纖，光針 直接插入體內(nèi)直到病變部位。光針的另一端通過耦合器從包括半導(dǎo)體激光器在內(nèi)的各種可 調(diào)諧光源或?qū)拵Ч庠传@取光能量，實(shí)現(xiàn)光能量注入。增加分束耦合器可將治療和診斷信息 傳送到相關(guān)探測器用于分析。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果
(1) 本發(fā)明利用了機(jī)體對針孔微創(chuàng)損傷容易自行修復(fù)的特點(diǎn)，用光針的形式將光導(dǎo) 入體內(nèi)。由此可以在體內(nèi)開展不用藥物的能量治療。
(2) 能量治療避免了藥物本身產(chǎn)生廢棄物的問題，是對人體和環(huán)境安全的治療。注 入能量幫助體能恢復(fù)是一種增強(qiáng)人自身體能的方法。
(3) 光纖加強(qiáng)之后具有足夠的韌性和剛度，結(jié)合尖銳的針頭，容易施力和準(zhǔn)直，所 以，光針可以容易插入體內(nèi)任何部位實(shí)現(xiàn)能量注入。
(4) 實(shí)心的光針比同尺寸的空心注射針的機(jī)械性能更好。
(5) 克服了機(jī)體不透光的限制。以前光進(jìn)入體內(nèi)只能經(jīng)過食管氣管等已經(jīng)有的管道， 現(xiàn)在可以到任意部位。
(6) 可以反饋治療和診斷的信息。
(7) 使用可以很靈活。批量生產(chǎn)以后，價(jià)格會比較低，可以開發(fā)一次性針頭，而保 持比較貴的光源和耦合器長期使用。也可以一次注射多次更換光源或采用可調(diào)諧光源。
(8) 容易在機(jī)體表面固定光注入位置。
(9) 一般醫(yī)務(wù)人員容易掌握和使用。
UO)擴(kuò)展傳統(tǒng)針灸的工作范圍，增加傳統(tǒng)針灸的能力到包括光的運(yùn)用，同時(shí)克服現(xiàn) 有激光針灸光到達(dá)穴位敏感部位受到嚴(yán)重散射損耗的情況。


圖1為醫(yī)用光針針頭外部形狀； ，
圖2為光纖端面與針尖平面平齊的光針；
圖3為光纖為球形端面的醫(yī)用光針；
圖4為醫(yī)用光針與光纖耦合器出光部分的裝配圖5為一種便攜式醫(yī)用光針；
5圖6為一種便攜式醫(yī)用光針的A-A剖面圖； 圖7為一種便攜式醫(yī)用光針的局部放^圖8為接光纖耦合器的光針。 '
圖中1、不銹鋼套管；2、光纖和不銹鋼管之間的填充連接劑；3、光纖；4、定位銷; 5、 V型槽；6、 一分二耦合器；7、醫(yī)用光針；8、 二極管的輸出耦合器；9、裸光纖；10、 耦合頭；11、金屬保護(hù)套；12、固緊螺母；13、金屬外套；14、緊配合塑料管；15、端口 一；16、端口二； 17、端口三。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 實(shí)施例1
本發(fā)明的醫(yī)用光針包括光纖(3)和不銹鋼套管(1)，不銹鋼套管(1)位于外層，芯 為光纖G)，在光纖和不銹鋼管之間填充粘結(jié)劑(2);如圖2所示。醫(yī)用光針在針尖部位 的外部形狀與一次性注射用針針尖如圖1所示相同，可以采用已經(jīng)有的外徑為0.7毫米的 醫(yī)用注射針，針尖角度12度，針尖部位&光纖端面根據(jù)需要制成平面和球面的形式，如 圖2和3所示。
圖4為醫(yī)用光針與光纖耦合器出光部分的裝配圖，耦合器輸出端的耦合頭10含裸光 纖9，對裸光纖9具有定位準(zhǔn)直作用，金屬保護(hù)套ll的限位作用與固緊螺母12配合，與 光纖耦合器的輸入端連接，完成光的耦合傳輸作用。醫(yī)用光針7的光針接插頭插入光纖耦 合器的輸出端，由金屬外套13保護(hù)加固。 實(shí)施例2
本發(fā)明可以制作成一種便攜式醫(yī)用光針，用發(fā)光二極管和紐扣電池做光源，利用用紅 光，可用作針灸或者對準(zhǔn)血栓，化解血栓。輸出光的光譜波段和功率由發(fā)光二極管本身控 制，照射劑量由工作時(shí)間和電池的壽命控制。如圖5所示的一種結(jié)構(gòu)，用普通紅色高亮度 發(fā)光二極管。小型的發(fā)光二極管與紐扣電池直接裝入不銹鋼套管1內(nèi)。市售的小型發(fā)光二 極管直徑是3毫米。但是芯片尺度僅0.24'毫米。直接采用芯片將引線導(dǎo)出，套筒底部裝 反射鏡。套筒上緊時(shí)二極管亮，同時(shí)聚焦耦合進(jìn)入光纖再耦合進(jìn)入醫(yī)用光針，從底部透明 窗口可見到散射光。這種耦合對準(zhǔn)的夾緊對準(zhǔn)方法如圖6所示。由圖7看到同一尺度的鋼 套光纖制成二極管的輸出耦合器的輸出端面為球面，該輸出耦合器平放在精密陶瓷制成的 V型槽5上，由定位銷4夾緊。使用時(shí)，平頂拋光的醫(yī)用光針7直接插入，直到與二極管 的輸出耦合器8頂端球面接觸，上緊套筒直到二極管點(diǎn)亮，醫(yī)用光針就可以工作了。輸出 耦合器的球形端面，可用專門的模具，模壓成型，直接成為發(fā)光二極管的外形封裝，使器 件的結(jié)構(gòu)更為緊湊。具有方便攜帶，操作簡單的優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)施例3
本發(fā)明還可以達(dá)到精密控制能量和監(jiān)控治療效果，工作原理如下醫(yī)用光針的光針接 插頭接入光纖跳線，跳線另一端接一分二耦合器6，如圖8: —分二耦合器6，有三個(gè)端 口。端口一15連接到激光器，是光的輸入口。端口二16是輸出口，直接與光針耦合，然
6后從針尖輸出光能量。在針尖處的反射光和激發(fā)的光熒光會被收集原路返回，按方向耦合 原理從端口三17出，端口三17連接到探測器，變成電信號進(jìn)行分析處理。輸入光為光波 長可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器，因此可以在一定范圍調(diào)節(jié)入射光波長，或者方便地更換不同波 長的激光器。照射計(jì)量也在光源處控制。激光器工作于連續(xù)和脈沖兩種模式。在連續(xù)工作 模式，照射劑量直接由輸出功率和照射時(shí)間控制。由于半導(dǎo)體激光器為注入受激輻射，照 射劑量控制可直接由電子學(xué)方法完成。在脈沖工作模式，可以由脈沖數(shù)和每脈沖功率的乘 積決定，所以注入能量能更精密地控制。
權(quán)利要求
1、一種即插即用的醫(yī)用光針，其特征在于包括光纖(3)和不銹鋼套管(1)，光纖(3)插入不銹鋼套管(1)中，之間填充粘結(jié)劑(2)，形成實(shí)心復(fù)合結(jié)構(gòu)，醫(yī)用光針一端為針頭，針頭端的不銹鋼套管為一次性注射針的針頭形狀，另一端制成插入光纖耦合器的光針接插頭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光針，其特征在于所述的光纖(3)在針頭端有三種表面:與不銹鋼套管表面平齊的光滑平面、有聚光作用的光滑球面或表面不光滑的粗糙表面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光針，其特征在于所述的光針接插頭與光纖耦合器的耦合方式是經(jīng)光纖適配器連接，成為光纖耦合器的組成部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光針，其特征在于所述的光針接插頭與光纖耦合器的耦合方式是將光針接插頭在V型槽(5)和定位銷(4)準(zhǔn)確引導(dǎo)下插入光纖耦合器，實(shí)現(xiàn)高效耦合，是一種即插即用的器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種即插即用的醫(yī)用光針，是利用光纖技術(shù)向體內(nèi)注入光能量的、可用于診斷、針灸和治療的一種醫(yī)用光針，是采用注射針的形式，設(shè)計(jì)外形如注射針，是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)實(shí)心針，芯為光纖，光針直接插入體內(nèi)直到病變部位。光針的另一端制成插入光纖耦合器的光針接插頭，插入通用的光纖耦合器從包括半導(dǎo)體激光器在內(nèi)的各種可調(diào)諧光源或?qū)拵Ч庠传@取光能量，實(shí)現(xiàn)光能量注入。增加分束耦合器可將治療和診斷信息傳送到相關(guān)探測器用于診斷分析。
文檔編號A61N5/067GK101461985SQ20091003644
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者劉頌豪, 廖常俊, 趙燕平, 郭邦紅 申請人:華南師范大學(xué)