具有双色瞄准光源的高精度半导体激光牙科治疗仪的制作方法

本发明涉及激光医疗技术领域，尤其是涉及半导体激光医疗技术领域。

背景技术：

本说明书术语定义：1.半导体激光牙科治疗仪：是指利用半导体激光的能量对人体口腔内组织进行汽化、切割、消炎、止痛、整形、美白等治疗或理疗的医疗设备。2.工作激光：是指能够对口腔内组织实施治疗或理疗的特定波长的半导体激光。3.瞄准激光：是指在可见光波长范围的、用于引导或定位工作激光治疗位置的小功率半导体激光。4.光纤耦合技术：是指利用光学设计技术将半导体激光器管芯发射的激光光束耦合进入光纤内部，利用光纤传导激光能量的技术。5.驱动电流：是指加载于半导体激光器的、用于激发激光输出的直流电流。

半导体激光器因其体积小、重量轻、寿命长、转换效率高等优点，现已广泛应用于生物医学研究、临床疾病诊断和治疗等领域。随着半导体激光器波长范围的不断拓展、激光器性能及发射功率的不断提高，其在医疗领域的应用范围也在不断扩大。在本世纪初，美国、欧盟、日本等发达国家已普遍将半导体激光应用于牙科的治疗及理疗，并取得了良好的效果。半导体激光应用于牙科的治疗主要包括：口腔软组织手术、根管及牙周灭菌、牙髓治疗、鹅口疮及口腔溃疡治疗、牙科种植、牙齿美白等。与传统的牙科治疗方式相比，其具有患者疼痛感轻、治疗热损伤小、伤口愈合期短、疗效显著等特点。近几年来，中国的许多医疗部门已开始关注并逐步采用这项医疗技术，其市场需求正处于快速上升阶段。同时，半导体激光牙科治疗仪的设计技术与功能方面，也在根据临床使用的需求变化而不断地完善之中。

半导体激光牙科治疗仪就其技术水平来讲，目前国内和国外基本都在同一水平线上。现有技术普遍采用的是将工作激光和瞄准激光通过光纤耦合技术将其耦合进入同一石英光纤之中，激光的能量是通过光纤传导至治疗组织表面进行非接触治疗。其激光驱动技术普遍采用恒定电流(脉冲工作方式下指电流的幅值恒定)驱动方式，控制技术普遍采用单片机系统控制。目前，通用的半导体激光牙科治疗仪的工作激光波长在近红外波段(808nm-980nm)，瞄准激光的波长在可见光红色波段(635nm-660nm)。现有技术的工作激光和瞄准激光均为单一波长的激光。这就存在一个缺点：口腔内组织复杂，在部分治疗或理疗应用时，组织表面的颜色与瞄准激光的颜色接近，不能准确定位工作激光的治疗位置。尤其是在软组织切除等手术时会有出血现象，单一红色波长的瞄准激光在这时显得不太适用，甚至会误导工作激光的发射方向。

技术实现要素：

本发明是在通用的半导体激光牙科治疗仪的技术基础上增加了瞄准激光驱动电路1，所述瞄准激光驱动电路1中的半导体激光器ld1为可见光绿色小功率激光器，波长为520nm。所述瞄准激光驱动电路1与瞄准激光驱动电路0共同构成了绿色和红色两种颜色的瞄准激光光源。利用光纤耦合技术将双色瞄准激光光束及工作激光光束一起耦合进入同一光纤之中，通过光纤将瞄准激光和工作激光传输至需要治疗的组织表面。所述瞄准激光驱动电路1与瞄准激光驱动电路0的工作状态均受控于单片机控制电路。在治疗应用时，操作人员通过人机界面点击相应的图标可以方便的选择适合于本次治疗的瞄准激光光源。使用时可以选择单一的红色或者绿色瞄准激光；也可以将红色和绿色两种瞄准激光叠加而产生第三种颜色使用；还可以将红色和绿色两种瞄准激光交替输出使用。这样便有效的解决了单一红色瞄准激光在治疗或理疗时的不足之处。

本发明在解决其技术问题所采用的方案是：本发明包含ac-dc转换电路、单片机控制电路、工作激光器驱动电路、瞄准激光驱动电路0、半导体激光器组件、光纤耦合输出组件、脚踏开关、遥控连锁、急停开关、数字化人机界面。所述ac-dc转换电路分别与单片机控制电路、工作激光器驱动电路有电性连接，所述单片机控制电路分别与工作激光器驱动电路、瞄准激光驱动电路0、脚踏开关、遥控连锁、急停开关、数字化人机界面有电性连接，所述半导体激光器组件分别与工作激光器驱动电路、瞄准激光驱动电路0有电性连接，所述半导体激光器组件与光纤耦合输出组件有机械连接。其特征是：增加了瞄准激光驱动电路1。所述瞄准激光驱动电路1与单片机控制电路有电性连接，所述瞄准激光驱动电路1与半导体激光器组件有机械连接。所述瞄准激光驱动电路1包含半导体激光器ld1，运算放大器u1，晶体管q1，场效应管q2，电位器w1，电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7，电容c1、c2、c3。

本发明的有益效果是：本发明增加了瞄准激光驱动电路1，使半导体激光牙科治疗仪具有了红色和绿色两种颜色的瞄准激光光源，并且可以通过这两种颜色瞄准激光的叠加而产生第三种颜色的瞄准激光。方便了医务人员在使用半导体激光牙科治疗仪进行不同的治疗或理疗时选择更合适的瞄准激光，有利于治疗前工作激光的精确定位，也有利于治疗过程中医务人员对工作激光发射状态和治疗效果的观察，提高了治疗或理疗的安全性和成功率。

附图说明

附图1是本发明电路原理框图。

附图2是本发明所述瞄准激光驱动电路1的电路原理图。

图中ld1为半导体激光器，u1为运算放大器，q1为晶体管，q2为场效应管，w1为电位器，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7为电阻，c1、c2、c3为独石电容。u0为所述单片机控制电路的单片机。

具体实施方式

本发明具体实施方式为：输入电源ac220v/50hz经过ac-dc转换电路之后，分别给单片机控制电路、工作激光器驱动电路提供稳压直流电源。工作激光器驱动电路是以驱动电流为取样信号的负反馈闭环控制电路，其输出电流的幅值大小及输出方式均受控于单片机控制电路。工作激光器驱动电路输出的驱动电流便是激光器内部激发激光的能量。半导体激光器组件内部有精确的光路设计，最终将工作激光器的光束和两路瞄准激光的光束均耦合于同一光纤之中，工作激光的能量和瞄准激光均是通过光纤传导至需要治疗的组织表面，从而进行无接触治疗。从激光设备安全分类来讲，半导体激光牙科治疗仪属于4类激光设备，按照相关标准要求，本发明应该具有急停开关功能、遥控连锁功能、脚踏开关控制功能，这三项部件的状态信号直接与单片机控制电路相连接。本发明的人机界面为彩色lcd显示、触摸屏控制，操作人员要选择或改变瞄准激光的颜色，只要点击界面的相应图标即可。

本发明所述瞄准激光驱动电路1是以场效应管q2为核心的恒流驱动电路，电流取样电阻r7上的电压信号反馈到运算放大器u1的反向输入端，然后与u1的同向输入端的电流设置信号做比较之后，u1输出端的电压便是瞄准激光驱动电流大小的控制信号。单片机控制电路的p1.0端口是瞄准激光驱动电路1的驱动电流启动与关闭的控制信号。调节电位器w1即可调节瞄准激光功率的强弱，通常瞄准激光的功率为1-3mw。

本发明具有双色瞄准激光的另一个用途是：由于工作激光的波长在近红外波段，人眼基本观察不到，当工作激光输出时没有直观的现象，往往会有误判断发生。如果确定一种颜色作为瞄准激光后，另一种颜色的瞄准激光便可作为工作激光输出的指示，与工作激光同时输出，增加了治疗的安全性。

技术特征：

技术总结
具有双色瞄准光源的高精度半导体激光牙科治疗仪，涉及半导体激光医疗技术领域。通用的半导体激光牙科治疗仪的工作激光波长在近红外波段，瞄准激光的波长在可见光红色波段。现有技术的工作激光和瞄准激光均为单一波长的激光。这就存在一个缺点：口腔内组织复杂，在进行部分病症的治疗时，组织表面的颜色与瞄准激光的颜色接近，不能准确定位工作激光的治疗位置。尤其是在软组织切除等手术时会有出血现象，单一红色波长的瞄准激光在这时显得不太适用。本发明增加了一路绿色瞄准激光光源，绿色和红色叠加又可产生另一颜色的瞄准激光，给操作人员提供了多种颜色的瞄准激光选择，有效的解决了单一红色瞄准激光在治疗或理疗时的不足之处。

技术研发人员：张成彦;张田甜;马彩芳
受保护的技术使用者：北京特一安电源科技有限公司
技术研发日：2019.01.17
技术公布日：2019.03.26