本申請要求于2013年12月31日提交的名為“雙波長激光治療設(shè)備”的美國臨時專利申請NO.61/922,581的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一些實施方式大致涉及醫(yī)用激光系統(tǒng)。一些實施方式涉及緊湊、輕質(zhì)的手持激光治療設(shè)備，該設(shè)備將兩個或兩個以上單獨的激光能量源合并到共同的光路徑上，以提高治療效果。

背景技術(shù)：

激光在各種醫(yī)療和牙科治療程序中都有應(yīng)用，一些最常見的操作包括切割、燒蝕、殺菌或其他一些組織治療。根據(jù)激光發(fā)射的具體波長、輸出功率和脈寬，以及目標(biāo)組織的吸收能力，可切割和燒蝕不同的生物材料，從諸如肌肉和皮膚的軟組織到諸如牙齒和骨頭的硬組織。激光系統(tǒng)通常具有高達幾十瓦的輸出功率電平，雖然輸出功率電平在10毫瓦范圍的系統(tǒng)具有微生物、組織生物刺激、低電平光療和其他非組織破壞應(yīng)用。

傳統(tǒng)的激光系統(tǒng)大致包括三個主要組件：激光介質(zhì)，生成激光；電源，將能量以需要的形式傳送給激光介質(zhì)，以便激發(fā)同樣的能量以發(fā)射相干光；和光共振腔或共振器，聚集光，以便刺激激光照射的發(fā)射。激光發(fā)射根據(jù)使用的激光介質(zhì)的類型(例如，氣體、化學(xué)、染料、金屬蒸汽、固體、半導(dǎo)體等)可包括紫外線波長、可見光波長和紅外線波長。

由于手術(shù)激光應(yīng)用要求高輸出功率，這些激光器通常是固體類型，其中激光介質(zhì)由固體基質(zhì)晶體或具有摻雜劑材料包含其中的玻璃結(jié)構(gòu)組成。在硬組織和軟組合燒蝕應(yīng)用中，常常使用摻銣釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光器，其發(fā)射波長為1.064微米；摻鉺釔鋁石榴石(Er:YAG)激光器，其發(fā)射波長為2.94微米；和摻鈥釔鋁石榴石(Ho:YAG)激光器。此外，摻鉺鉻釔鈧鎵石榴石(Er,Cr:YSGG)激光器已經(jīng)在醫(yī)療應(yīng)用中成功運用。其他利用諸如二氧化碳、氙氣、氬氣、準(zhǔn)分子激光氣體的氣體(諸如惰性分子鹵化物)的激光介質(zhì)和銅蒸汽激光器也已經(jīng)得到成功運用。

在操作期間，光泵浦(例如，閃光燈)生成短時、強烈、不相干、全光譜光，以便將激光介質(zhì)(例如，摻雜固體基質(zhì)結(jié)構(gòu))激發(fā)為粒子反轉(zhuǎn)狀態(tài)，在該狀態(tài)下，提高能量狀態(tài)的原子超過較低能量狀態(tài)的原子。替代閃光燈，也可使用電動二極管激光器。所述激光介質(zhì)置于兩個或兩個以上限定光共振器的反射鏡之間。由于發(fā)射鏡的每一個反射，光泵浦進一步刺激所述光，導(dǎo)致光放大。其中一個反射鏡是半透反射鏡，允許一些放大的光離開共振腔作為激光發(fā)射，并且也可被稱為輸出耦合器。激光輸出通常由這樣的技術(shù)施以脈沖，如調(diào)Q，這可導(dǎo)致大體上更高的瞬時激光功率輸出，雖然連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)的操作也可能。

可替代地，也可在醫(yī)療應(yīng)用中使用激光二極管。與發(fā)光二極管的操作相似，激光二極管由P層和n層組成，其間具有主動光子發(fā)射層。與固態(tài)激光器相似，具有一個或多個反射鏡和輸出耦合器，包含進所述半導(dǎo)體裝配，具有電流提供刺激以達到粒子反轉(zhuǎn)狀態(tài)。

傳統(tǒng)的用于手術(shù)應(yīng)用的激光裝置大致包括前文提到的激光能量源，耦接至可由從業(yè)者手動操作的手持件。由于高功率要求和伴隨的安全考慮，所述激光能量源通常位于遠離操作者和患者。延伸的波導(dǎo)，也就是纖維光纜，將所述激光能量源連接至手持件。在基本的實施方式中，所述手持件包括尖端，該尖端與所述波導(dǎo)和所述激光能量源光通信。所述尖端將發(fā)射的激光引導(dǎo)至目標(biāo)組織部位并且不同的形狀配置可產(chǎn)生不同的輸出特性，包括簡單環(huán)形模式?？梢砸匀我饨嵌纫龑?dǎo)所述激光發(fā)射，以將操作者的靈活性最大化并且將接觸目標(biāo)組織部位的舒適度最大化?？墒褂貌煌姆瓷溏R布置將光路徑偏離所述連接電纜/手持件軸。

如上文簡要提到的，切割和燒蝕療效大體上取決于發(fā)射的波長和所述目標(biāo)組織吸收具體波長的能力。進一步地，必須設(shè)定發(fā)射的強度以及脈沖的持續(xù)時間，以確保所述組織不會汽化或蒸發(fā)(這可導(dǎo)致更大的傷害和出血)。激光發(fā)射照射之后，燒蝕的組織區(qū)域由碳化區(qū)域、液泡松弛區(qū)域、凝固區(qū)域和可逆熱損害區(qū)域包圍。凝固區(qū)域和作為結(jié)果的止血是有利的，因為可不流血地切割所述組織。

為了在對周圍的組織造成最小傷害的前提下得到最好的結(jié)果，必須為每個臨床應(yīng)用優(yōu)化激光發(fā)射參數(shù)。因此，雖然已知不涉及激光發(fā)射的補充特征，多數(shù)激光治療裝置致力于一個操作。例如，已經(jīng)將供水線和供氣線結(jié)合在所述手持件中，以便將水和空氣傳送至所述目標(biāo)組織區(qū)域。這用于冷卻所述目標(biāo)組織并移除殘渣。為了進一步幫助移除殘渣，還結(jié)合了真空線。使用水和空氣提高療效不限于這些目標(biāo)，并且已發(fā)展并公開了可代替的切割機構(gòu)，通過該機構(gòu)，可將激光能量引導(dǎo)為霧化流體粒子分布，該分布位于遠離所述目標(biāo)組織部位的大量空間，所述切割機構(gòu)例如在美國專利NO.5,741,247中公開。激光能量被理解為與霧化流體粒子交互，引起霧化流體粒子膨脹并將機械切割力提供給所述目標(biāo)表面。

就將多個激光發(fā)射結(jié)合進一個的單個的激光系統(tǒng)的程度而言，現(xiàn)有的系統(tǒng)，諸如在美國專利NO.5,139,494中公開的那些系統(tǒng)闡明了在目標(biāo)組織上使用單個激光導(dǎo)管，所述單個激光導(dǎo)管具有多個激光能量源，每一個都有不同的治療效果。所述激光源單獨啟動，但同時操作，每一個激光能量源被配置為操作為獨立單元，達到已知效果?？商娲兀恍┢渌暾埧紤]調(diào)節(jié)所述激光源，以實現(xiàn)在不同的波長和持續(xù)時間選擇性地進行激光能量的選擇性發(fā)射。

因此，本領(lǐng)域需要改善的手持激光治療設(shè)備，該設(shè)備具有雙激光能量源結(jié)合在所述手持件中。本領(lǐng)域還需要同時激光發(fā)射，以便達到加強的治療能力，該能力超過獨立操作的雙激光源的治療能力。將這些激光發(fā)射沿著共同的光路徑傳送也是有利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一些實施方式，提供有手持激光治療設(shè)備，該設(shè)備將兩個單獨的激光能量源的發(fā)射合并到共同的光路徑上，以提高治療效果。更具體而言，所述設(shè)備包括外殼，該外殼具有單獨的第一和第二激光源，置于其內(nèi)部。來自兩個內(nèi)部激光源的激光能量發(fā)射可經(jīng)由激光傳輸路徑分別或同時傳輸至所述設(shè)備的傳送尖端，所述激光傳輸路徑也限定在外殼的內(nèi)部。在一些實施方式中，第一和第二激光源的結(jié)構(gòu)和功能特征與激光傳輸路徑的獨特結(jié)構(gòu)配合，被配置為在其輕質(zhì)的手持外殼的空間限制內(nèi)提供所述設(shè)備操作的療效和功效。在一些實施方式中，激光傳輸路徑被分離為多個區(qū)段，并且具有各種輔助傳輸組件集成在其中。這些組件可包括第一和第二彎曲發(fā)射鏡(bending mirror)、準(zhǔn)直透鏡、聚焦透鏡和可選擇地，耦合纖維和聚焦反射鏡。正如下文具體描述的，在一些實施方式中，具體選擇所述設(shè)備內(nèi)傳輸路徑的各種區(qū)段的長度，配合這些區(qū)段和集成其中的傳輸組件相對于彼此以及所述第一和第二激光源的角度方向和空間關(guān)系，以便實現(xiàn)上文提到的目標(biāo)。

本發(fā)明的一些實施方式包括緊湊、輕質(zhì)的手持激光治療設(shè)備，該設(shè)備包括外殼和置于所述外殼內(nèi)的第一激光源，該第一激光源被配置為促進具有第一光束特征的第一激光束的發(fā)射。在一些實施方式中，所述激光治療設(shè)備還包括第二激光源，至少部分置于所述外殼內(nèi)，并且被配置為促進第二激光束的發(fā)射，所述第二激光束具有與第一光束特征不同的第二光束特征。一些實施方式中，所述激光治療設(shè)備還包括細長的傳送尖端，限定傳送軸，并且從所述外殼伸出；以及激光傳輸路徑，限定在所述外殼之內(nèi)，并且被配置為促進將第一和第二激光束中的一束或兩束傳送到所述傳送尖端。激光傳輸路徑可包括多個具有規(guī)定長度的離散區(qū)段和多個輔助傳輸組件，這些組件相對于彼此以及對于所述第一和第二激光源以規(guī)定的空間關(guān)系和角度方向集成于所述區(qū)段中。進一步地，所述區(qū)段的長度、所述輔助傳輸組件相對于彼此以及每一個所述第一和第二激光源的角度方向和空間關(guān)系可被配置并布置為實現(xiàn)所述第一和第二激光束的第一和第二光束特征，以便將其在所述激光傳輸路徑的至少其中一個所述區(qū)段內(nèi)合并，形成所述第一和第二激光束同時向所述傳送尖端傳輸。

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述治療設(shè)備包括：第一激光源，包括高峰值功率閃光燈泵浦固態(tài)激光器；和第二激光源，包括高平均功率二極管和二極管泵浦纖維激光器中的至少一個。

在一些進一步的實施方式中，所述治療設(shè)備包括第一激光源，被配置為促進第一激光束沿著第一激光源軸發(fā)射，并且所述第二激光源被配置為促進第二激光束沿著第二激光源軸發(fā)射。進一步地，所述激光傳輸路徑包括：第一區(qū)段，限定第一軸，該第一軸與所述第一激光源軸同軸對齊；第二區(qū)段，限定第二軸，該第二軸相對于所述第一軸以規(guī)定的角度延伸；以及第三區(qū)段，限定第三軸，該第三軸與第二激光源軸同軸對齊并且相對于所述第二軸以規(guī)定的角度延伸。

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述治療設(shè)備包括集成在激光傳輸路徑的傳輸組件，這些組件包括第一彎曲反射鏡，第一彎曲反射鏡置于所述第一和第二區(qū)段之間，并且被配置為促進將所述第一激光束從第一軸轉(zhuǎn)引導(dǎo)至第二軸并沿著第二軸。進一步地，第二彎曲反射鏡置于所述第二和第三區(qū)段之間，并且被配置為促進將所述第一激光束從第二軸易引致第三軸并沿著第三軸。進一步地，聚焦透鏡沿著第三軸置于所述第三區(qū)段之內(nèi)并且被配置為將所述第一和第二激光束中的一束或兩束聚焦到所述傳送尖端。

在一些實施方式中，所述治療設(shè)備進一步包括準(zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡沿著第二激光源軸置于第二激光源和第二彎曲反射鏡之間。一些實施方式包括第一激光源，該第一激光源與第一彎曲反射鏡以沿著第一軸規(guī)定的第一距離分離。進一步地，第一和第二彎曲反射鏡以沿著第二軸規(guī)定的第二距離相互分離，并且第二彎曲反射鏡與聚焦透鏡以沿著第三軸的一部分規(guī)定的第三距離分離，并且第二激光源與聚焦透鏡以規(guī)定的第四距離分離，所述第四距離小于所述第一、第二和第三距離的總距離。在一些實施方式中，所述第一、第二和第三距離的總距離是為25毫米或大于25毫米。

在一些實施方式中，所述傳送尖端限定相反的輸入和輸出端，其傳送軸與第三區(qū)段的第三軸同軸對齊，所述聚焦透鏡被配置為將所述第一和第二激光束中的一束或兩束聚焦到所述傳送尖端的輸入端。

在本發(fā)明的一些實施方式中，傳輸組件集成在激光傳輸路徑中，并且進一步包括細長耦合纖維，該細長耦合纖維限定相反的輸入端和輸出端并且沿著第三軸置于第三區(qū)段之內(nèi)。所述聚焦透鏡被配置為將所述第一和第二激光束中的一束或兩束聚焦到所述耦合纖維的輸入端上，并且聚光反射鏡沿著第三軸置于第三區(qū)段之內(nèi)，并且被配置為促進將所述第一和第二激光束中的一束或兩束從第三軸聚焦到所述傳送尖端的傳送軸。在一些進一步的實施方式中，傳送尖端的傳送軸相對于第三軸以約90°的角度延伸。

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述治療設(shè)備包括耦合纖維，該耦合纖維包括彎曲部，該彎曲部包括拱形輪廓，其中，所述耦合纖維限定輸出端的一部分相對于第三軸在第二彎曲反射鏡和聚焦透鏡之間的直線部分以規(guī)定的角度延伸。進一步地，所述傳送尖端的傳送軸相對于第三軸的直線部分以約90°到約180°之間的角度延伸。

本發(fā)明的一些實施方式包括緊湊、輕質(zhì)的手持激光治療設(shè)備，該設(shè)備包括：第一激光源，被配置為促進第一激光束的發(fā)射，所述第一激光束具有第一光束特征；和第二激光源，被配置為促進第二激光束的發(fā)射，所述第二激光束具有與所述第一光束特征不同的第二光束特征。進一步地，激光傳輸路徑被配置為促進將所述第一和第二激光束中的一束或兩束從所述治療設(shè)備傳輸。此外，所述激光傳輸路徑包括多個具有規(guī)定長度的離散區(qū)段，和多個輔助傳輸組件，多個輔助傳輸組件相對于彼此以及相對于所述第一和第二激光源以規(guī)定的空間關(guān)系和角度方向集成于所述區(qū)段中。此外，所述區(qū)段的長度、所述組件相對于彼此以及相對于每一個所述第一和第二激光源的角度方向和空間關(guān)系被配置并布置為使所述第一和第二激光束的第一和第二光束特征能夠在所述激光傳輸路徑的至少其中一個區(qū)段內(nèi)合并，形成所述第一和第二激光束自所述治療設(shè)備的同時傳輸。

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述治療設(shè)備包括集成在激光傳輸路徑的傳輸組件，這些組件包括第一彎曲反射鏡，置于所述第一和第二區(qū)段之間并且被配置為促進將所述第一激光束從第一軸引導(dǎo)至第二軸并沿著第二軸。進一步地，第二彎曲反射鏡置于所述第二和第三區(qū)段之間并且被配置為促進將所述第一激光束從第二軸引導(dǎo)至第二軸并沿著第三軸。進一步地，聚焦透鏡沿著第三軸置于所述第三區(qū)段之內(nèi)并且被配置為沿著第三軸將所述第一和第二激光束中的一束或兩束聚焦在第三區(qū)段內(nèi)。

本發(fā)明的一些實施方式包括緊湊、輕質(zhì)的手持激光治療設(shè)備，該設(shè)備包括細長外殼；傳送尖端，從所述外殼伸出；和第一激光源，包括第一激光源輸出口，置于所述外殼之內(nèi)。所述第一激光源被配置為生成由第一光束特征限定的第一激光發(fā)射；和第二激光源，包括第二激光源輸出口，置于所述外殼之內(nèi)。所述第二激光源被配置為生成由第二光束特征限定的第二激光發(fā)射，所述第二光束特征與第一光束特征不同。進一步地，第一傳輸路徑限定在所述第一激光源輸出口和所述傳送尖端之間。所述第一傳輸路徑具有第一預(yù)先確定的距離，并且第二傳輸路徑限定在第二激光源輸出口和傳送尖端之間。所述第二傳輸路徑具有第二預(yù)先確定的距離，該第二預(yù)先確定的距離與所述第一預(yù)先確定的距離不同，并且第一傳輸路徑和第二傳輸路徑的至少一部分是同軸的。

可共同操作第一和第二激光源，以便生成合并的激光發(fā)射，協(xié)同加強組織治療。此外，可加上水噴霧增強使用雙激光發(fā)射的治療療效，該方法對于燒蝕形式的治療能減少燒蝕寬度、增加燒蝕深度并減少損害周圍組織的炭化。也考慮了來自兩個激光源同時操作的協(xié)同殺菌、生物刺激或傷口愈合和減輕疼痛的益處。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，其中一個激光源可首先用于燒蝕，同時具有相對有限的殺菌效果，削弱但不完全殺死細菌。在第一激光源被施以脈沖之后，第二激光源可生成另一個發(fā)射，殺死已被削弱的細菌，即使這樣的發(fā)射不能以自身的力量殺死正常的細菌。此外，在生物刺激應(yīng)用中，具有一個激光源的低強度激光治療的效果可由在所述組織內(nèi)生成壓力波的另一個激光源加強。減輕疼痛也是可能的，其中，第一激光源滲透組織并頓抑神經(jīng)末梢，而第二激光源燒蝕組織，從而消除否則來自第二激光源治療的疼痛信號。一種選擇性地管理來自第一和第二激光源發(fā)射的控制系統(tǒng)可實現(xiàn)上文提到的功能。

本發(fā)明的一些實施方式包括一種用于目標(biāo)組織部位的激光治療的方法，包括將由第一光束特征限定的第一激光發(fā)射施加到所述目標(biāo)組織部位，其中，單單第一激光發(fā)射對于所述目標(biāo)組織部位具有第一治療效果。所述方法還可包括將至少由第二光束特征限定的第二激光發(fā)射施加到所述目標(biāo)組織部位，其中，所述第二激光發(fā)射在應(yīng)用所述第一激光發(fā)射的預(yù)先確定的時間段內(nèi)施加，其間，所述目標(biāo)組織部位受到來自第一激光發(fā)射的第一治療效果。進一步地，所述第一激光發(fā)射和第二激光發(fā)射可包括附加的治療效果，該協(xié)同治療效果大于單單第一治療效果和單單第二治療效果。

所述方法的一些實施方式包括將由第一光束特征限定的第一激光發(fā)射應(yīng)用到所述目標(biāo)組織部位，并且單單第一激光發(fā)射對于所述目標(biāo)組織部位具有第一治療效果。一些實施方式包括將至少由第二光束特征限定的第二激光發(fā)射應(yīng)用到所述目標(biāo)組織部位，其中，所述第二光束特征與第一光束特征不同，并且具有與所述第一治療效果不同的第二治療效果。進一步地，所述第二激光發(fā)射在應(yīng)用第二激光發(fā)射的預(yù)先確定的時間段內(nèi)應(yīng)用，其間，所述目標(biāo)組織部位受到來自第一激光發(fā)射的第一治療效果。此外，所述第一激光發(fā)射和第二激光發(fā)射可包括協(xié)同治療效果，該治療效果與單獨的第一治療效果和第二治療效果不同，第一治療效果和所述第二治療效果非線性互相加強。

在本發(fā)明的一些實施方式中，將第一激光發(fā)射和第二激光發(fā)射合并并從治療設(shè)備的單個輸出口發(fā)射。所述方法的一些實施方式包括將由第三光束特征限定的第三激光發(fā)射應(yīng)用到所述目標(biāo)組織部位以及第三治療效果。進一步地，在一些實施方式中，第一激光發(fā)射、第二激光發(fā)射和第三激光發(fā)射具有另一個協(xié)同治療效果，該另一個協(xié)同治療效果與單獨的所述第一治療效果、第二治療效果和第三治療效果不同。

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述第一激光發(fā)射以脈沖施加到所述目標(biāo)組織部位，并且所述第二激光發(fā)射施加在所述目標(biāo)組織部位的持續(xù)時間長于所述第一激光發(fā)射的脈沖。在一些實施方式中，第一治療效果包括壓力波，該壓力波削弱任何在所述目標(biāo)組織部位的包括生物膜的細菌，其中通過響應(yīng)所述壓力波破壞生物膜和細菌膜削弱所述細菌。進一步地，第二治療效果由施加紅外線或紫外線照射引起，施加紅外線或紫外線照射的照射水平低于施加照射的細菌生命閾值水平。進一步地，所述協(xié)同治療效果是中和、殺死已削弱的細菌、減少炎性組織情況中的至少一種。

在所述方法的一些實施方式中，第一激光發(fā)射由包括高峰值功率閃光燈泵浦固體激光源的固態(tài)激光器生成，并且第二激光發(fā)射由包括二極管激光源的激光源生成。在所述方法的一些實施方式中，第一光束特征和第二光束特征每一個都包括輸出功率，其中，對應(yīng)于第二光束特征的輸出功率大于對應(yīng)于第一光束特征的輸出功率。

在一些實施方式中，第一激光發(fā)射和第二激光發(fā)射以脈沖實施于所述目標(biāo)組織部位。在一些進一步實施方式中，所述第一治療效果包括第一燒蝕深度。在一些進一步實施方式中，所述第二治療效果包括與所述第一燒蝕深度不同的第二燒蝕深度，并且所述協(xié)同治療效果包括大于所述第一燒蝕深度和第二燒蝕深度中任一個的第三燒蝕深度。在所述方法的一些實施方式中，所述第二燒蝕深度的特征為無燒蝕。

所述方法的一些實施方式包括向所述目標(biāo)組織部位施加流體。在一些實施方式中，所述第一治療效果包括向所述目標(biāo)組織部位的周圍組織施加第一級生物刺激能量，并且所述第二治療效果包括不直接為所述組織部位的生物刺激指定的治療程序，其中，所述協(xié)同治療效果包括兩個治療效果的協(xié)同作用的結(jié)果。

在所述方法的一些實施方式中，所述第二治療效果是在所述治療部位進行手術(shù)切割、移除病變組織和減少細菌中的至少一個。進一步地，所述方法的一些實施方式包括協(xié)同治療效果，該效果是減少炎性效果，傷口愈合和組織再生中的至少一個。

在一些實施方式中，第一光束特征和第二光束特征包括輸出功率，其中對應(yīng)于第一光束特征的輸出功率與對應(yīng)于第二光束特征的輸出功率處于燒蝕水平。在所述方法的一些其他實施方式中，第一光束特征和第二光束特征包括輸出功率，其中，對應(yīng)于第一光束特征的輸出功率與對應(yīng)于第二光束特征的輸出功率處于次燒蝕水平。

用于目標(biāo)組織部位無痛的激光燒蝕方法的一些實施方式包括向所述目標(biāo)組織部位施加第一激光發(fā)射，其中，所述第一激光發(fā)射具有包括引起痛覺缺失的神經(jīng)末梢頓抑的第一治療效果。進一步地，所述方法包括在向所述目標(biāo)組織部位施加第一激光發(fā)射之后，向所述目標(biāo)組織部位施加第二激光發(fā)射。所述第二激光發(fā)射具有包括所述目標(biāo)組織部位的燒蝕的第二治療效果，其中，頓抑的神經(jīng)末梢阻止疼痛信號的傳輸，否則疼痛信號就會為響應(yīng)向所述目標(biāo)組織部位應(yīng)用第二激光發(fā)射而引發(fā)。在所述方法的一些實施方式中，頓抑的神經(jīng)末梢包括在鄰近和接近所述目標(biāo)組織部位和/或所述目標(biāo)組織部位周圍的區(qū)域里的頓抑神經(jīng)末梢。

在一些實施方式中，激光發(fā)射包括近紅外光譜波長。在一些進一步的實施方式中，第一激光發(fā)射和第二激光發(fā)射以脈沖施加到所述目標(biāo)組織部位。在所述方法的一些其他實施方式中，將第一激光發(fā)射和第二激光發(fā)射合并并且從治療設(shè)備的單個輸出口發(fā)射。

用于目標(biāo)組織部位的激光治療方法的一些實施方式包括向所述目標(biāo)組織部位施加具有第一波長的第一激光發(fā)射脈沖，其中，所述第一激光發(fā)射脈沖生成壓力波，破壞出現(xiàn)在所述目標(biāo)組織部位的細菌的細胞膜。所述方法還包括向所述目標(biāo)組織部位施加具有與所述第一波長不同的第二波長的連續(xù)的第二激光發(fā)射，所述繼續(xù)的第二激光發(fā)射中和已被壓力波削弱的細菌，所述壓力波由第一激光發(fā)射脈沖生成，其中，所述連續(xù)的第二激光發(fā)射包括輸出功率電平，該電平低于所述第一激光發(fā)射脈沖的輸出功率電平。在一些實施方式中，第一激光發(fā)射脈沖具有3微米的范圍并且由高峰值功率閃光燈泵浦固體激光源生成。

在結(jié)合附圖閱讀時參照下文的具體實施方式最好地理解本發(fā)明的實施方式。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施方式構(gòu)建的手持治療設(shè)備的俯視圖；

圖2為沿著圖1的線2-2描繪的橫截面圖；

圖3為圖1和圖2示出的設(shè)備的各種內(nèi)部組件的示意圖，進一步闡明這樣的組件相對于彼此的空間關(guān)系的幾個潛在變體；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式構(gòu)建的手持治療設(shè)備的俯視圖；

圖5為沿著圖4的線5-5描繪的橫截面圖；以及

圖6為闡明本發(fā)明的一些實施方式的手持治療設(shè)備的聯(lián)合協(xié)同抗菌效果的視圖，其中第一激光源和第二激光源在不同的操作階段被施以脈沖，并且所述視圖包括激光脈沖波長、水泡尺寸、壓力波、水電離和在細菌上效果的圖示。

具體實施方式

現(xiàn)出于闡明本發(fā)明的各種實施方式的目的，而不是出于對其進行限制的目的，參照附圖，圖1和圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式構(gòu)建的手持、雙波長治療設(shè)備或手持件10。在一些實施方式中，設(shè)備10包括細長外殼12，正如最容易從示出沿著圖1的線2-2描繪的橫截面圖的圖2中看出的，外殼12限定三個單獨的區(qū)域，包括主體區(qū)域14、遠端頭部區(qū)域16和頸部區(qū)域18。頸部區(qū)域18可形成主體區(qū)域14和遠端頭部區(qū)域16之間的轉(zhuǎn)折。在圖2中示出的實施方式中，頸部區(qū)域18包括大致拱形輪廓或剖面。正如將在下文中詳細討論的，選擇這個拱形輪廓，以便使激光能量從細長傳送纖維或尖端17(將激光能量引導(dǎo)至目標(biāo)表面)的輸出端17b沿著傳送軸DA傳輸，所述傳送軸DA由傳送尖端17限定，并且相對于激光傳輸路徑的三個區(qū)段中的一個區(qū)段以規(guī)定的角度延伸，所述激光傳輸路徑本身限定在外殼12中。但是，在可替代的實施方式中，其將在下文詳細描述，可配置外殼12，這樣用于激光能量的傳送軸以與激光傳輸路徑的三個區(qū)段中的一個區(qū)段共軸對齊的方向延伸。

在本發(fā)明的一些實施方式中，設(shè)備10包括中空的外殼12，主體區(qū)域14為管狀，并且具有大致環(huán)形的橫截面配置。正如從圖1中示出的全景可以看出的，在一些實施方式中，外殼12包括總長度L。在一些實施方式中，總長度L的范圍可以是約50毫米到約300毫米。進一步地，在一些實施方式中，主體區(qū)域14可包括的寬度或直徑的范圍為從約8毫米到約40毫米。但是，正如將在下文詳細描述的，在任何實施方式中，可選擇外殼12的尺寸，具體而言是主體區(qū)域14的直徑，這樣醫(yī)療臨床醫(yī)生或從業(yè)者在提供各種治療方案的過程中，可舒適地將其抓在手中，并且容易地移動或操縱。因此，在其他實施方式中，總長度L可小于約50毫米或大于約300毫米，并且/或者主體區(qū)域14可包括的寬度或直徑的范圍小于8毫米或大于約40毫米。

本發(fā)明的一些實施方式包括多個激光源，耦接至外殼12。例如，本發(fā)明的一些實施方式包括至少兩個耦接至外殼12的激光源。在本發(fā)明的一些實施方式中，第一激光源20和第二激光源22可耦接至外殼12。在一些實施方式中，設(shè)備10可包括第一激光源20，第一激光源20全部置于外殼12的主體區(qū)域14的內(nèi)部。另一方面，在一些實施方式中，僅一部分第二激光源22，具體而言是其傳送纖維23，延伸進外殼12的主體區(qū)域14的內(nèi)部。就這一點而言，在一些實施方式中，第二激光源22的剩余部分可存在于結(jié)合設(shè)備10使用的基本單元內(nèi)(沒有示出)。但是，根據(jù)設(shè)備10的一個潛在變體，考慮到，像第一激光源20一樣，在一些實施方式中，第二激光源22可全部存在于外殼12的主體區(qū)域14的內(nèi)部。

在本發(fā)明的一些實施方式中，第一激光源20包括高峰值功率、閃光燈泵浦固態(tài)激光器，該激光器包括可相對于彼此并排延伸的細長閃光燈24和細長激光棒26。更具體而言，在一些實施方式中，閃光燈24和激光棒26可沿著各自的隔開的并且大致平行的軸(也就是閃光燈軸和激光棒軸)延伸，激光棒26位于靠近閃光燈24。在這個實例中，傳統(tǒng)的閃光燈泵浦激光器的操作模式可使得激光能量從閃光燈24傳輸進激光棒26。本發(fā)明的一些實施方式包括第一激光源20的操作參數(shù)，其波長范圍為約300納米到約3000納米之間，以自由運轉(zhuǎn)模式或調(diào)Q模式工作。進一步地，在一些實施方式中，第一激光源20的脈沖重復(fù)率的范圍可從單脈沖模式到約1000Hz。進一步地，一些實施方式包括脈沖持續(xù)時間從約10納秒到約1毫秒范圍的第一激光源20。在一些實施方式中，第一激光源20的光束發(fā)散度的范圍可從約0.5毫拉德到約30毫拉德。

參照圖2的透視圖，在本發(fā)明的一些實施方式中，第一激光源20進一步包括：輸出耦合器28，置于激光棒26的一端(也就是置于最靠近外殼12的頸部區(qū)域18的一端)；和反射鏡30，置于激光棒26的另一端。本發(fā)明的一些實施方式還包括容納部分閃光燈24和激光棒26的細長的流管或反射鏡32。就這一點而言，根據(jù)已知的操作原則，反射鏡32可促進激光能量從閃光燈24傳輸至激光棒26。在一些實施方式中，激光能量之后可穿過激光棒26，到達前文提到的輸出耦合器28。

在本發(fā)明的一些實施方式中，第二激光源22可包括高平均功率二極管激光器或二極管泵浦纖維激光器。在一些進一步的實施方式中，第二激光源22的操作參數(shù)可包括范圍在約300納米到約3000納米的波長。進一步地，在一些實施方式中，第二激光源22可以以連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)的模式操作。在一些實施方式中，第二激光源22脈沖可以以從單脈沖模式到約1000Hz的重復(fù)率操作。在一些實施方式中，第二激光源22脈沖可以以從約1微秒到連續(xù)模式的脈沖持續(xù)時間操作。在一些實施方式中，第二激光源22脈沖可以以從約10微瓦到約100瓦的平均輸出功率操作。在一些實施方式中，第二激光源22脈沖可以以從約0.5毫拉德到0.5拉德的光束發(fā)散度操作。

在本發(fā)明的一些實施方式中，如上文表明的，雖然第一激光源20的閃光燈24、激光棒26、輸出耦合器28和反射鏡32每一個都可以存在于外殼12的主體區(qū)域14的內(nèi)部，第二激光源22中只有傳送纖維23可伸進主體區(qū)域14的內(nèi)部。就這一點而言，也如上文表明的，在一些實施方式中，第二激光源22的剩余組件可存在于結(jié)合設(shè)備10使用的基本單元內(nèi)。進一步地，正如下文將詳細描述的，傳送纖維23可在連接電纜56內(nèi)從外殼12延伸至基本單元，所述連接電纜56在設(shè)備10和基本單元之間。

本發(fā)明的一些實施方式包括設(shè)備10，設(shè)備10包括第一激光源20，啟動時，可促進具有第一光束特征的激光束發(fā)射。同樣地，在一些實施方式中，第二激光源22在啟動時可促進具有第二光束特征的激光束發(fā)射。如本文中使用的，術(shù)語“光束特征”指任何一個發(fā)射和操作參數(shù)或其組合，包括但不限于，波長、發(fā)散度、光束直徑、輸出功率、脈沖持續(xù)時間(不管是周期還是連續(xù))，占空比、脈沖頻率或任何其他可被調(diào)節(jié)以達到不同的治療效果的參數(shù)。就這一點而言，還考慮，由設(shè)備10內(nèi)的第一和第二激光源20、22生成的激光束的光束特征可相互不同(也就是說，上文具體描述的發(fā)射和操作參數(shù)至少其中一個將在激光束內(nèi)不同。)

在本發(fā)明的一些實施方式中，設(shè)備10可包括前文提到的限定在外殼12內(nèi)的激光傳輸路徑，所述激光傳輸路徑可提供有獨特的結(jié)構(gòu)，以允許兩個單獨的第一激光源20和第二激光源22合并，以便從單個傳送尖端17輸出。

參照圖3，闡明了圖1和圖2示出的設(shè)備的各種內(nèi)部組件的示意圖，進一步闡明這樣的組件相對于互相的空間關(guān)系的幾個潛在變體，在一些實施方式中，傳輸路徑的結(jié)構(gòu)進一步允許其與整個第一激光源20和至少部分第二激光源22一起容納在手持外殼12的內(nèi)部。在一些實施方式中，一旦到達傳送尖端17，激光能量可沿著傳送尖端17的傳送軸DA傳輸，并接著傳輸至治療部位。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，光束發(fā)散度大致與波長相反。如上文表明的，第一激光源20和第二激光源22可具有大體上重疊的輸出波長范圍，但是根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，它們不以完全相同的波長操作(雖然本文描述的實施方式不排除激光源20、22以相同的波長操作，并且在一些可替代的實施方式中，激光源20、22可在大體相同的波長上操作)。因此，單單基于不同的輸出波長，在一些實施方式中，光束發(fā)散度同樣理解為在第一激光源20和第二激光源22之間不同。光束發(fā)散度還取決于具體的激光能量源，并且因為不同的激光類型引出進一步的不同。例如，在一些實施方式中，第一激光源20可包括固體配置，而第二激光源22可包括二極管配置。因此，按照前面對兩個激光源的討論，第一激光源20可包括從約0.5毫拉德到約30毫拉德的光束發(fā)散度，而第二激光源22可包括從約0.5毫拉德到約0.5拉德的光束發(fā)散度(也就是說，固態(tài)激光器的發(fā)散度比二極管低)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，具有特征為不同的波長和發(fā)散度的不相同的光束特征的激光束可有效地合并到單個最終傳輸路徑。例如，在一些實施方式中，對于給定的具有預(yù)先確定的焦距的單個聚焦元件，可通過改變第一和第二激光源20、22的發(fā)射輸出與所述聚焦元件之間各自的距離，實現(xiàn)這一點(將在下文中詳細描述)。在一些實施方式中，更長的距離可用于第一激光源20，并且用于在手持外殼12的空間限制內(nèi)容納增加的距離。例如，本發(fā)明的一些實施方式可包括在設(shè)備10中具有大致Z字形的傳輸路徑。

參照圖2和圖3示出的透視圖，在一些實施方式中，Z字形激光傳輸路徑可包括直線配置的第一部分或區(qū)段，限定第一軸AX1，該第一軸AX1與激光棒軸(也可稱為第一激光源軸)同軸對齊。進一步地，在一些實施方式中，激光傳輸路徑還包括直線配置的第二區(qū)段S2，可限定第二軸AX2，該第二軸AX2相對于第一區(qū)段的第一軸AX1以規(guī)定的角度延伸。在一些實施方式中，除了第一和第二區(qū)段，激光傳輸路徑可包括第三區(qū)段S3，限定第三軸AX3，其中至少一部分第三軸AX3相對于第二區(qū)段的第二軸AX2以規(guī)定的角度直線延伸。正如下文詳細描述的，在本發(fā)明的一些實施方式中，激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3的一部分可包括直線配置，該配置可相對于其第一區(qū)段S1的第一軸以間隔的，大致平行的方向延伸，并且與第二激光源22的第二激光源軸同軸對齊，該軸由至少一部分傳送纖維23限定(其延伸進外殼12的主體部分14的內(nèi)部)。

本發(fā)明的一些實施方式包括設(shè)備10，在幾個不同的操作模式中起作用。在一些實施方式中，設(shè)備10可包括僅第一激光源20啟動的操作模式，導(dǎo)致激光束沿著分別由激光傳輸路徑的第一、第二和第三區(qū)段限定的第一、第二和第三軸AX1、AX2、AX3傳輸至傳送尖端17。在本發(fā)明的進一步實施方式中，第二操作模式可包括僅第二激光源22啟動，導(dǎo)致激光束沿著第二激光源軸傳輸，并且之后沿著激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3傳輸至傳送尖端17。在本發(fā)明的一些其他實施方式中，設(shè)備10可包括第三操作模式，其中，同時啟動第一和第二激光源20、22，導(dǎo)致激光束在到達傳送尖端17之前沿著激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3合并。

在本發(fā)明的一些進一步實施方式中，第一激光源20和輸出耦合器28可被配置為促進激光束從第一激光源20的激光棒26以沿著第一激光源軸的方向延伸進激光傳輸路徑的第一區(qū)段S1并且沿著其與第一激光源軸同軸對齊的第一軸AX1延伸。在一些實施方式中，設(shè)備10可包括第一彎曲反射鏡34，該第一彎曲反射鏡34可通過定位于激光傳輸路徑的第一區(qū)段S1的第一軸AX1離輸出耦合器28最遠的一端集成進激光傳輸路徑。

在一些實施方式中，第一彎曲反射鏡34可被配置為引導(dǎo)來自第一激光源20的激光束發(fā)射(如圖3所示從激光棒26發(fā)射)，所述激光束發(fā)射可沿著第一激光源軸傳輸并沿著第一軸AX1穿過激光傳輸路徑的第一區(qū)段S1，并且沿著第二軸AX2進入并穿過激光傳輸路徑的第二區(qū)段S2。如圖3所示，在一些實施方式中，大致對應(yīng)激光傳輸路徑的第一區(qū)段S1的長度的規(guī)定的距離D1可將第一激光源20的輸出耦合器28與第一彎曲反射鏡34分離。進一步地，如箭頭所示，在一些實施方式中，規(guī)定的角度A1可限定在激光傳輸路徑的第一和第二區(qū)段的第一和第二軸AX1、AX2之間。

本發(fā)明的一些實施方式包括設(shè)備10，設(shè)備10進一步包括第二彎曲反射鏡36。參照圖3，在一些實施方式中，第二彎曲反射鏡36可集成在激光傳輸路徑并且位于第二區(qū)段S2的第二軸AX2(與第一彎曲反射鏡34相反的)那一端。在一些實施方式中，第二彎曲反射鏡36可被配置為引導(dǎo)來自第一激光源20的激光束發(fā)射，所述激光束發(fā)射沿著激光傳輸路徑的第二區(qū)段S2的第二軸AX2傳輸，并進入激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3，并沿著其第三軸S3到達傳送尖端17。還從圖3中看出，大致對應(yīng)激光傳輸路徑的第二區(qū)段S2的長度的規(guī)定距離D2可將第一和第二第一彎曲反射鏡34、36互相分離。進一步地，規(guī)定的角度A2限定在激光傳輸路徑的第二區(qū)段S2的第二軸AX2和其第三區(qū)段S3的第三軸AX3直線配置的部分之間。此外，這個第三區(qū)段S3大致相對于由第一區(qū)段S1限定的第一軸AX1以間隔，平行的方向的延伸。

在本發(fā)明的一些實施方式中，設(shè)備10可包括第二激光源22，第二激光源22被配置為促進激光束沿著第二激光源軸傳輸，所述第二激光源軸與第三軸AX3直線配置的部分同軸對齊，第三軸AX3由激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3限定。如圖2和圖3所見，沿著這些線，在一些實施方式中，設(shè)備10可進一步包括準(zhǔn)直透鏡38，準(zhǔn)直透鏡38沿著第二激光源軸插入第二激光源22和第二彎曲反射鏡36之間。在一些實施方式中，準(zhǔn)直透鏡38根據(jù)本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)原則作用是有效地校準(zhǔn)和/或減小由第二激光源22生成的激光束，并且促進激光束沿著第二激光源軸傳輸向并穿過第二彎曲反射鏡36，并沿著其第三軸AX3進入激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3。在一些實施方式中，規(guī)定的距離D4將準(zhǔn)直透鏡38與第二激光源22分離。在一些實施方式中，這個距離D4基于并且可根據(jù)從第二激光源22的傳送纖維23發(fā)射激光的具體特征(例如光束發(fā)散度和波長)而選擇性地不同。

本發(fā)明的一些實施方式包括設(shè)備10，該設(shè)備進一步包括聚焦透鏡40、細長耦合纖維42和聚焦反射鏡44，這些組件都集成在激光傳輸路徑，并且更具體而言，在其第三區(qū)段S3之內(nèi)。進一步地，在一些實施方式中，聚焦透鏡40、耦合纖維42和聚焦反射鏡44沿著其第三軸AX3連續(xù)布置在傳輸路徑的第三區(qū)段S3。進一步地，在一些實施方式中，聚焦透鏡40可置于第二彎曲反射鏡36和耦合纖維42之間，并且耦合纖維42可置于聚焦透鏡40和聚焦反射鏡44之間。在一些實施方式中，如圖2和圖3所見，耦合纖維42具有稍微拱形的輪廓提供其中，與外殼12的頸部區(qū)域18的拱形輪廓大致吻合。在本發(fā)明的一些實施方式中，設(shè)備10可包括其纖維輸入口43，置于耦合纖維42面向聚焦透鏡40的一端。進一步地，在一些實施方式中，設(shè)備10可配置有規(guī)定的距離D3，距離D3將第二彎曲反射鏡36與聚焦透鏡40分離。

在一些實施方式中，如圖3所示，第二彎曲反射鏡36可將來自第一激光源20的激光束發(fā)射引導(dǎo)進激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3并且/或者引導(dǎo)來自第二激光源22的激光束發(fā)射，該激光束沿著第二激光源軸傳輸，穿過準(zhǔn)直透鏡38和第二彎曲反射鏡36。在一些實施方式中，每一個激光束可大體同時沿著激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3向傳送尖端17傳輸。例如，如果同時而不是分別向第一和第二激光源20、22施加能量，由此生成的激光束可同時沿著光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3延伸。在一些實施方式中，至少有一束激光束可穿過聚焦透鏡40，聚焦透鏡40有效地將所述至少一束激光束聚焦至耦合纖維42的耦合纖維輸入口43上。在一些實施方式中，在經(jīng)由耦合纖維輸入口43傳輸至耦合纖維42之后，所述一束或多束激光束可由耦合纖維42光引導(dǎo)至并穿過保護窗口46(如圖2所示)，該窗口置于其與延伸至耦合纖維輸入口43端相反的一端。進一步地，在一些實施方式中，在穿過耦合纖維42的保護窗口46之后，可將所述一束或多束激光束傳輸至聚焦反射鏡44，在一些實施方式中，聚焦反射鏡44可被配置為將所述一束或多束激光束引導(dǎo)至前文提到的傳送尖端17的輸入口17a。

在本發(fā)明的一些實施方式中，為了基于其預(yù)期的操作參數(shù)和由其外殼12施加的尺寸限制，將由第一激光源20生成的激光束聚焦到傳送尖端17，設(shè)備10可包括規(guī)定的總距離，所述總距離由沿著對應(yīng)的激光傳輸路徑的第一、第二和第三區(qū)段(S1、S2、S3)的第一、第二和第三軸AX1、AX2和AX3的距離D1、D2和D3的和表示，并將輸出耦合器28和聚焦透鏡40分開。更具體而言，在一些實施方式中，基于來自第一激光源20的輸出耦合器28的發(fā)射的預(yù)期特征(例如，光束發(fā)散度和波長)，這個總距離可至少約25毫米，并且可接近約50毫米。

如上文表明的，在本發(fā)明的一些實施方式中，聚焦反射鏡44的形狀和其相對于窗口46和傳送尖端17的方向可導(dǎo)致聚焦反射鏡44有效地將傳輸至其中的一束或多數(shù)激光束從窗口46引導(dǎo)至傳送尖端17輸入端17a。就這一點而言，如圖3所見，規(guī)定的角度A3，其在一些實施方式中約90°，可限定在傳送尖端17的傳送軸DA與第三軸AX3在窗口46和聚焦反射鏡44之間延伸的部分之間。在本發(fā)明的一些實施方式中，傳送尖端17可有效地將所述一束或多束激光沿著由其限定的傳送軸DA引導(dǎo)至傳送尖端17的遠輸出端17b，并且最終至靠近輸出端17b的治療部位。進一步地，在一些實施方式中，尖端適配器19(在圖2中示出)可促進傳送尖端17與外殼12的頭部區(qū)域16的操作接口，尖端適配器19容納傳送尖端17長度的一部分。在一些實施方式中，尖端適配器19可以可釋放地與外殼12可嚙合。

參照圖3，在本發(fā)明的一些實施方式中，設(shè)備10可包括耦合纖維42的一部分，該部分彎曲，以便相對于激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3在第二彎曲反射鏡36和耦合纖維輸入口43之間延伸的直線部分以規(guī)定的角度A4延伸。在一些實施方式中，耦合纖維42的彎曲可提供前文提到的拱形剖面。在圖1和圖2示出的設(shè)備10的實施方式中，角度A4可約為20°，如上文表示的，該角度大致與外殼12的頸部區(qū)域18的拱形剖面吻合。如進一步在圖3中示出的，在本發(fā)明的一些實施方式中，提供給耦合纖維42的彎曲角度A4可導(dǎo)致傳送纖維17的傳送軸DA相對于激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3在第二彎曲反射鏡36和耦合纖維輸入口43之間延伸的直線部分以規(guī)定的角度A5延伸。在一些實施方式中，這個角度A5可表示角度A3和A4之和。因此，在一些實施方式中，由于角度A3約為90°，角度A4約為20°，設(shè)備10中的角度A5約為110°。結(jié)果，在一些實施方式中，傳送尖端17，以及由其限定的傳送軸，同樣相對于第三區(qū)段的軸這樣的直線部分以約110°角度延伸。

在本發(fā)明的一些實施方式中，設(shè)備10可進一步配備有幾個傳感器，以便在規(guī)定的操作參數(shù)內(nèi)輔助其功能。這些傳感器可包括至少一個氣壓傳感器48，如圖2所述，該傳感器可位于接近集成在激光傳輸路徑中的第一彎曲反射鏡34。在一些實施方式中，在設(shè)備10的操作期間，氣壓傳感器48可起安全特征的作用，以便確保傳送尖端17操作地耦接至適配器19。就這一點而言，在一些實施方式中，如果沒有傳送尖端17包括在設(shè)備10中，其外殼12的內(nèi)部的氣壓水平可下降到規(guī)定的閾值以下，當(dāng)傳送尖端17與適配器19相連接時，氣壓水平可保持。在一些實施方式中，如果氣壓水平可下降到規(guī)定的水平以下，氣壓傳感器48可作用為防止第一或第二激光源20、22的啟動。

在本發(fā)明的一些實施方式中，設(shè)備10可包括溫度傳感器50，可位于接近第一激光源20。在一些實施方式中，溫度傳感器50可起安全特征的作用，以便積極地監(jiān)測設(shè)備10由于第一和第一激光源20、22其中之一或兩者的操作而產(chǎn)生的溫度。這樣做，在一些實施方式中，溫度傳感器50可在操作溫度超過規(guī)定閾值的情況下觸發(fā)警報或功能中斷。在一些進一步的實施方式中，傳感器可包括智能傳感器52，如圖2所示，傳感器52可位于接近第二激光源22。在一些實施方式中，在設(shè)備10的操作期間，智能傳感器52可作用為核實光路徑的完整，所述光路徑由外殼12內(nèi)部的激光傳輸路徑限定。

參照圖1和圖2，在一些實施方式中，置于離頸部區(qū)域18最遠的外殼12的主體區(qū)域14的一端可配備有連接件54。在一些實施方式中，可設(shè)置連接件54的尺寸，并且其可配置為促進設(shè)備10各種組件與前面提到的基本單元的操作接口，包括例如第一激光源20、各種傳感器48、50、52和/或單單電源或與存在于基本單元內(nèi)部的控制單元結(jié)合。在一些實施方式中，操作接口可由電纜56促進，電纜56與連接件54可嚙合。進一步地，假定第二激光源22的不全部不存在于外殼12的內(nèi)部，在一些實施方式中，連接件54和電纜56也可容納第二激光源22的傳送纖維23，如上文表示的，傳送纖維23可在外殼12和第二激光源22存在于基本單元內(nèi)的剩余部分之間延伸。

如圖3進一步描繪的，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，設(shè)備10的變體可包括頸部區(qū)域，該頸部區(qū)域不形成為具有上文就頸部區(qū)域18描述的拱形輪廓或剖面。結(jié)果，在一些實施方式中，耦合纖維42同樣不以前文提到的約20°的彎曲角度彎曲以呈現(xiàn)圖2示出的拱形輪廓，而是具有貫穿整個長度的直線配置。在所述變體中(如圖4和圖5所示的設(shè)備100)，由于耦合纖維42是筆直的，貫穿其整個長度的激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3(也就是說，在第二彎曲反射鏡36和聚焦反射鏡44之間)是直線或筆直的。在一些實施方式中，所述變體可包括一束或多束激光束，這些光束在穿過筆直耦合纖維42的保護窗口46之后，被傳輸?shù)骄劢狗瓷溏R44。進一步地，在一些實施方式中，聚焦反射鏡44可配置為將所述一束或多束激光束聚焦到傳送尖端17的輸入端17a，并沿著其傳送軸DA。進一步地，如圖3所示，任何耦合纖維42內(nèi)的彎曲角度的缺少以及聚焦反射鏡44相對于窗口46和傳送尖端17的形狀和方向可導(dǎo)致傳送纖維17的傳送軸DA相對于激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的直線第三軸AX3以前文提到的規(guī)定的角度A3延伸。如上文表明的，在一些實施方式中，角度A3可約為90°。

現(xiàn)參照圖4和圖5，圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式構(gòu)建的手持治療設(shè)備的俯視圖，以及圖5為沿著圖4的線5-5繪制的橫截面圖。設(shè)備100在很大程度上與上文描述的設(shè)備10在結(jié)構(gòu)和功能上相似，下文強調(diào)設(shè)備10、100之間至少一些差異。就這一點而言，設(shè)備10、100共有的結(jié)構(gòu)特征在圖1到圖5中由同樣的參考標(biāo)號識別。

設(shè)備10、100之間的主要區(qū)別之一關(guān)于設(shè)備100的外殼112的配置與設(shè)備10的外殼12的配置的比較。就這一點而言，然而在一些實施方式中，外殼112包括主體區(qū)域114，不包括上文就外殼12描述的頭部區(qū)域和頸部區(qū)域16、18。但是，外殼112的主體區(qū)域114可配備有前文提到的連接件54，與電纜56可嚙合，以便促進設(shè)備100與其對應(yīng)的基本單元的操作接口，其方式與上文就設(shè)備10的描述的方式相同。

進一步地，設(shè)備10、100之間的另一個主要區(qū)別包括設(shè)備100中缺少或省略了上文就設(shè)備10描述的耦合纖維42和聚焦反射鏡44。就這一點而言，在設(shè)備100中，激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3貫穿其整個長度可以是直線的或筆直的。更具體而言，在設(shè)備100中，激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3可從第二彎曲反射鏡36延伸至傳送尖端輸入口58，尖端輸入口58置于設(shè)備100的傳送尖端17相反兩端的其中之一。這樣，在一些實施方式中，由傳送尖端17限定的傳送軸DA可與激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3同軸對齊。進一步地，在一些實施方式中，由于這樣的同軸對齊，一束或多束激光束通過聚焦透鏡40的路徑可有效地將這些光束聚焦到傳送纖維輸入口58上(如圖5所示)。在一些實施方式中，從傳送纖維輸入口58，一束或多束激光束可傳輸至并沿著傳送尖端17的傳送軸DA，并且接著從該處傳輸至接近傳送尖端17遠端的治療部位。在一些實施方式中，由于在外殼112中缺少前文提到的頭部和頸部區(qū)域16、18，氣壓、溫度和智能傳感器48、50、52不嵌在外殼112的內(nèi)部，而是暴露在其外表面對應(yīng)或期望的部位。

在一些實施方式中，在每一個治療設(shè)備10、100中，激光傳輸路徑的第一和第二區(qū)段(S1、S2)、激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3在第二彎曲反射鏡36和聚焦透鏡40之間的部分、第一和第二彎曲反射鏡34、36、準(zhǔn)直透鏡38和聚焦透鏡40相對于彼此以及相對于第一和第一激光源20、22的長度、角度方向和空間關(guān)系相同。進一步地，如上文表明的，在一些實施方式中，可在設(shè)備10、100內(nèi)具體選擇激光傳輸路徑各自區(qū)段的長度(由距離D1、D2、D3限定)連同這樣的區(qū)段和集成其中的傳輸組件相對于彼此以及每一個第一和第一激光源20、22的角度方向和空間關(guān)系，以便在其輕質(zhì)的手持外殼12、112的空間限制內(nèi)提供操作療效和功效。

僅當(dāng)作實例但不當(dāng)作限制，在本發(fā)明的實施方式中，圖1到圖5示出的設(shè)備10、100，并且將輸出耦合器28與第一彎曲反射鏡34分離的距離D1(也就是激光傳輸路徑第一區(qū)段S1的長度)可以約為20毫米。進一步地，在一些實施方式中，由第一彎曲反射鏡34引起的激光束的角度A1(由此激光傳輸路徑的第一和第二區(qū)段的第一和第二軸AX1、AX2之間的角位移)可約為16°。此外，在一些實施方式中，將第一和第二彎曲反射鏡34、36彼此分離的距離D2(也就是激光傳輸路徑第二區(qū)段S2的長度)可約為25.40毫米。又進一步，在一些實施方式中，由第二彎曲反射鏡36引起的激光束的角度A2(由此激光傳輸路徑的第二區(qū)段S2的第二軸AX2和激光傳輸路徑的第三區(qū)段S3的第三軸AX3在第二彎曲反射鏡36和聚焦透鏡40之間的部分之間的角位移)也可約為16°。又進一步地，在一些實施方式中，將第二彎曲反射鏡36與聚焦透鏡40分離的距離D3可約為13.16毫米，將準(zhǔn)直透鏡38與第二激光源22的傳送纖維23的輸出端23a分離的距離D4在一些實施方式中看約為6.75毫米。

除了前述的距離，雖然沒有在圖3中具體標(biāo)注，在一些實施方式中，將聚焦透鏡40與準(zhǔn)直透鏡38分離的距離可約為16毫米，從而使得聚焦透鏡40與傳送纖維23的輸出端23a之間的總距離在一些實施方式中約為22.75毫米。進一步地，在一些實施方式中，將聚焦透鏡40與耦合纖維42的耦合纖維輸入口43分離的距離可約為15毫米，耦合纖維42的不彎曲長度在一些實施方式中約為35毫米。此外，在一些實施方式中，傳送尖端17可包括的長度約為17毫米，將第三軸AX3與聚焦反射鏡44的交叉點與傳送尖端17的輸入端17a分離的距離在一些實施方式中約為2.5毫米。

但是，應(yīng)該注意，設(shè)備10、100的功能將不必被前文提到的尺寸的改變而過度損害，如上文具體指定的，所述尺寸是對應(yīng)激光傳輸路徑和集成其中的輔助組件。就這一點而言，這樣的改變可潛在地基于為外殼12、112選擇的上文陳述范圍內(nèi)具體長度和/或?qū)挾瘸叽纭?/p>

本發(fā)明的一些實施方式包括治療設(shè)備10、110，可耦接至傳送系統(tǒng)。例如，雖然沒有在圖1到圖5中示出，在一些實施方式中，治療設(shè)備10或100可進一步可選擇地配備有傳送系統(tǒng)(例如供水線和供氣線)，以便促進將水和空氣傳送至目標(biāo)組織，其與將激光能量從傳送尖端17傳送至目標(biāo)組織同時進行。在一些實施方式中，在激光手持件情境下的這樣的傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特征可在美國專利NO.5,741,247和/或美國專利NO.7,702,196和/或美國專利NO.8,485,818中發(fā)現(xiàn)，在此通過引用將其全部公開內(nèi)容結(jié)合于本文中。

本發(fā)明的一些實施方式包括設(shè)備10，設(shè)備10配備有兩個以上的激光源。更具體而言，在一些實施方式中，第一激光源20(包括例如前文提到的高峰值閃光燈泵浦固態(tài)激光器)配置為發(fā)射具有第一光束特征的激光束，該激光源結(jié)合兩個或兩個以上另外的激光源(例如，高平均功率二極管激光器或二極管泵浦纖維激光器)使用，所述兩個或兩個以上另外的激光源被配置為發(fā)射具有互相不同且不同于第一光束特征的激光束。在這個可替代的實施方式中，來自包括在設(shè)備10中的三個或三個以上的激光源的發(fā)射可有效地合并到單個的最終傳輸路徑。

在一些實施方式中，來自兩個或更多個激光源(例如，第一激光源20和第二激光源22)的合并發(fā)射可包括和/或創(chuàng)造超過被理解為可能來自僅應(yīng)用其中一個激光源的效果的協(xié)同效果。在一些實施方式中，第一激光源20可包括以約10瓦和約每秒20脈沖操作的固體Er,Cr:YSGG激光器，第二激光源22可包括以10約瓦和約50毫秒脈寬操作的二極管激光器。雖然這些具體的配置具有價值，將要理解的是可修改這樣的具體配置以適應(yīng)應(yīng)用。這樣，這些配置的價值作為實例展示，而不是作為限制。

本發(fā)明一些實施方式包括使用設(shè)備10、100的方法。例如，在一些實施方式中，設(shè)備10、100可用于燒蝕軟組織和硬組織。在一些實施方式中，激光能量可從傳送尖端17發(fā)射，這可被理解為具有如上文描述的波長和脈沖持續(xù)時間參數(shù)，并且可由從業(yè)者引導(dǎo)至目標(biāo)組織。根據(jù)已知的激光手術(shù)原則，如上文討論的，發(fā)射的激光束可被理解為燒蝕目標(biāo)組織以及向周圍組織提供次級的熱、化學(xué)和醫(yī)學(xué)效果。此外，激光能量可由目標(biāo)組織吸收并加熱到蒸發(fā)或升華的程度。各種手術(shù)程序要求這樣的燒蝕以移除目標(biāo)組織或調(diào)整其結(jié)構(gòu)。

在以生物刺激材料(例如刺激實際組織的各種材料)測試設(shè)備10的功能中，發(fā)現(xiàn)從第一激光源20和第二激光源22合并的激光能量比使用同樣固體Er,Cr:YSGG激光器的傳統(tǒng)單個激光源設(shè)備具有更深的燒蝕深度。例如，發(fā)現(xiàn)合并的激光發(fā)射的單個脈沖具有147微米的組織燒蝕深度，被理解為比由單個激光源展示的93微米的燒蝕深度深約58％。因此，在一些實施方式中，第一激光源20和第二激光源22的合并被理解為具有提高燒蝕率的協(xié)同效果。此外，已經(jīng)示出設(shè)備10，以包括提高的燒蝕精確性和控制，以及改善的觸覺反饋。但是，也發(fā)現(xiàn)合并的激光反射的單個脈沖展示128.5微米的燒蝕寬度，而單個固體激光發(fā)射具有88.5微米的組織燒蝕寬度。就這一點而言，雙激光源燒蝕寬度比傳統(tǒng)單個激光源燒蝕寬大約45％。將意識到的是，在許多手術(shù)應(yīng)用中，較窄的寬度對于提高精確性是有利的，雖然不是總是這種情況。

在本發(fā)明的一些實施方式中，可通過結(jié)合正氣流和噴霧進一步提高激光治療的療效。在一些實施方式中，通過正氣流和噴霧可減小燒蝕寬度并加深燒蝕深度。此外，在一些實施方式中，噴霧可被理解為提高生物兼容性，以及減少炭化事故。一些實施方式包括將噴霧以約1％的空氣和約20％的水傳送至目標(biāo)組織部位。在這樣的情況下，發(fā)現(xiàn)從第一激光源20和第二激光源22合并地激光能量具有約203微米的組織燒蝕深度，和大幅減小的74微米的組織燒蝕寬度。出于比較，單個激光源發(fā)射可利用噴霧，展示了160微米的燒蝕深度和65微米的燒蝕寬度。與結(jié)合噴霧的傳統(tǒng)單個激光源發(fā)射相比，包括雙激光源系統(tǒng)的本發(fā)明的實施方式可提供比其深27％和寬12％的組織燒蝕。因此，利用噴霧的本發(fā)明的一些實施方式可大幅提高療效，并且可減小燒蝕寬度，不管使用的是單個激光源還是雙激光源。

可在一些實施方式中發(fā)現(xiàn)另外的協(xié)同效果。例如，一些實施方式包括施加發(fā)射自第一激光源20和第二激光源22的激光殺死并減少細菌的協(xié)同效果。例如，圖6的示意圖示出了貫穿設(shè)備10的不同操作階段的激光源、作為結(jié)果的壓力波、細菌情況，水泡尺寸和水電離狀態(tài)的各種波形標(biāo)繪圖。還按操作的時間/階段順序圖示地示出了來自設(shè)備10的激光輸出的簡化圖示。本發(fā)明的一些實施方式可經(jīng)由水分子的激發(fā)用于燒蝕。例如，第一示意圖62a示出了尖端17開始發(fā)射激光束，而第二示意圖62b示出了水泡開始形成。可以理解激光束包括來自第一激光源20的發(fā)射(例如Er,Cr:YSGG激光器)，雖然其他類型的也可以代替。根據(jù)至少一個實施方式，激光發(fā)射可包括約3微米的波長，并且可在2.70微米到3.00微米的波長范圍內(nèi)，并且其特點為高的吸水性。

在本發(fā)明的一些實施方式中，第二示意圖62b發(fā)生在約50微秒標(biāo)記的圖示。在一些實施方式中，激光脈沖可持續(xù)直到在第三示意圖62c中示出的約100微秒標(biāo)記。進一步地，在一些實施方式中，即使在激光脈沖停止后，水泡的尺寸可進一步增大直到第四示意圖62d示出的約150微秒標(biāo)記。在一些實施方式中，在約0微秒和約150微秒之前不久之間(如第一標(biāo)繪圖64所示)，可發(fā)射激光脈沖，在一些實施方式中，如第三標(biāo)繪圖68所示，這可導(dǎo)致生成對應(yīng)的壓力波或沖擊波。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，水泡的形成和代表尺寸在第二標(biāo)繪圖66中示出。任何其他足夠用來生成這個沖擊波或其他對組織有期望效果的合適的脈沖參數(shù)都可替代。

第四標(biāo)繪圖70示出了細菌暴露在激光能量中時的情況。在約0微秒和約50微秒標(biāo)記之間，細菌是完全活躍的狀態(tài)，但是隨著其暴露在激光能量中的增加在約50微秒，細菌開始顯示虛弱的跡象。在一些實施方式中，在激光能量從最大值150微秒標(biāo)記減小之后，水泡的尺寸可開始減小。在一些實施方式中，壓力波可在200微秒標(biāo)記之后穩(wěn)定下降。在一些實施方式中，在水泡爆破之后，可在250微秒標(biāo)記或250微秒標(biāo)記上下生成波動的壓力波。在一些實施方式中，沖擊波或壓力波可被理解為在短時間內(nèi)破壞生物膜和細菌膜。

在一些實施方式中，第二激光源22(例如二極管激光器)可在0微秒不久之后以大致連續(xù)的模式啟動，并且繼續(xù)通過約250微秒標(biāo)記(如第七標(biāo)繪圖74所示)。進一步地，在一些實施方式中，噴霧中的水分子開始電離，其電離能級隨著其暴露在第二激光源22中持續(xù)的時間的增加而增加(如第六標(biāo)繪圖72所示)。在一些實施方式中，來自第二激光源22的激光能量和電離水的結(jié)合可燒死細菌，所述細菌已經(jīng)通過暴露在來自第一激光源20的激光能量中被削弱。具體而言，在一些實施方式中，相對低功率的二極管激光器照射，在滲透非染色或輕微染色的組織之后，被理解為殺死那些受傷的細菌。因此，一些實施方式包括和/或創(chuàng)造協(xié)同殺菌效果，這可通過兩個單獨的激光能量源的操作實現(xiàn)。在一些實施方式中，合并可獲得單單一個激光源或按順序操作兩個激光器不能達到的效果。應(yīng)該理解，二極管激光器本身要求大致較高的功率電平來殺死這樣的細菌。

本發(fā)明的一些實施方式包括設(shè)備10、100，設(shè)備10、100可包括和/或創(chuàng)造使用兩個單獨的激光能量源進行生物刺激和傷口愈合的其他協(xié)同效果。在一些實施方式中，本領(lǐng)域已知激光生物刺激的效果因而也稱為低強度激光器。在燒蝕或非燒蝕電平使用二極管激光器形態(tài)的更高功率滲透激光照射的施加可通過吸收和散射在周圍組織的三個方向施加低強度激光照射。此外，同時也在燒蝕或次燒蝕功率電平的YSGG激光脈沖施加可在富有水分的組織內(nèi)生成壓力波，并且因為對組織細胞的醫(yī)療刺激增強前文提到的激光治療。

本發(fā)明的一些實施方式包括設(shè)備10、100，設(shè)備10、100可包括和/或創(chuàng)造使用兩個單獨的激光能量源在組織燒蝕期間減輕疼痛的協(xié)同效果。在一些實施方式中，二極管激光發(fā)射在近紅外線光譜中具有滲透波長，也就是，激光能量可進入生物組織到達約1-2厘米的深度(取決于組織類型和具體波長)。根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施方式，可將高功率持續(xù)時間短的二極管激光脈沖施加到組織，以便在周圍神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)生成刺激，其在一些實施方式中可阻止疼痛信號的傳輸。在一些實施方式中，這個程序可短時間有效頓抑神經(jīng)末梢，在這個短時間期間，YSGG切割/燒蝕激光器被施以脈沖。這樣，沒有否則會由切割/燒蝕操作生成的疼痛神經(jīng)信號，導(dǎo)致無痛治療方法。

在本發(fā)明的一些實施方式中，任何前文提到的驅(qū)動多個激光能量源的順序都可經(jīng)由來自控制單元(沒有示出)的信號多方面地實施。在一些實施方式中，控制單元可包括通用數(shù)據(jù)處理器，執(zhí)行儲存在關(guān)聯(lián)存儲設(shè)備上預(yù)先程序化的指令，以實施這樣的控制方法。除了驅(qū)動激光能量源的指令，控制單元/數(shù)據(jù)處理器可進一步包括用于用戶接口模塊的指令，接收來自從業(yè)者的配置和操作輸入。僅示出了一個驅(qū)動順序，但是由于基于軟件的控制系統(tǒng)中提供的靈活性，任何合適的激光能量傳送順序可替代。其他類型的順序被預(yù)想為具有不同的治療優(yōu)點，對于具體的手術(shù)操作可以是最優(yōu)的。

在本發(fā)明的一些實施方式中，控制單元在檢測到有害的操作情況之后可測量來自各種前述傳感器的讀取數(shù)據(jù)并觸發(fā)合適的反應(yīng)(達到并包括終止激光發(fā)射)。在一些實施方式中，來自一個或多個傳感器(包括上文進一步詳細描述的氣壓傳感器48、溫度傳感器50和智能傳感器52)的高于或低于期望/正常讀取數(shù)據(jù)的讀取數(shù)據(jù)可對應(yīng)不安全狀態(tài)。

在一些實施方式中，設(shè)備10可包括各種特征，以加強操作者/從業(yè)者和患者的安全(除了為響應(yīng)潛在危險情況采取的反應(yīng)安全措施之外的特征)。例如，在一些實施方式中，就具有小于600V泵激電壓，小于300W輸入功率的第一激光源20的閃光燈而言，可通過密封每一個在外殼12內(nèi)生成前述激光能量的組件，將在高電功率的潛在暴露最小化。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，雖然已經(jīng)結(jié)合具體的實施方式和實例在上文描述了本發(fā)明，本發(fā)明不一定受到這樣的限制，許多其他的實施方式、實例、使用、修改和與所述實施方式、實例和使用不同的變體都旨在包括在所附權(quán)利要求書中。本文引用的每一個專利和發(fā)布的全部公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中，正如每一個這樣的專利或發(fā)布都分別地通過引用結(jié)合到本文中。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點在以下的權(quán)利要求書中陳述。