本公开的例子总体上涉及利用光纤传输能量(包括来自激光器的激光能量)的任何医疗装置。更具体地，本公开的各方面涉及对光纤进行检测以确定其效率或者判断它是否可用于其他手术。本公开的各方面还包括将这种装置使用于各种医疗装置的方法。
背景技术：
许多医疗装置利用光纤传输来自激光光源的激光能量和/或来自光源的光。在每次使用后，光纤的效率会下降，并且提供给光纤近端的能量不会导致传输至远端的能量与以前使用时同样多。因此，在使用一定次数(例如，十次使用)或者一定工作时间(例如，15小时的工作时间)之后，操作者经常要将光纤更换。在一些情况下，光纤仍然足够使用更多次或使用更多时间，但操作者不知道是否仍然可以使用该光纤或者再使用多少次。当光纤仍然具有提供进一步使用的能力时就更换和丢弃光纤会给使用者增加额外的成本并且增加废弃物。因此，对于用于检测光纤效率因此减少与医疗装置中的光纤相关的成本和废弃物的检测装置存在着需求。
技术实现要素：
应该理解的是，前面的概述和以下的详细说明都只是示例性和解释性的而不是限制性的。
根据本公开的一个方面，一种医疗装置可包括能量源和监测装置，该能量源是用于将能量发射进入光纤的第一端并且该监测装置是用于接收来自光纤的第二端的能量。
此外或可替代地，医疗装置可包括一个或多个本文中所描述的其他特征。例如，可将能量源和监测装置设置在医疗装置的主体箱中。主体箱可包括在主体箱的第一表面中的插口，该插口是用于提供能量源的进入。主体箱可包括在主体箱的第一表面中的测试孔，该测试孔是用于提供监测装置的进入。监测装置可以是功率计。至少一个光纤可以是单光纤。医疗装置可包括冷却系统。医疗装置可包括光纤夹具。医疗装置可包括用于接收由能量源所发射的能量的发射功率的值的操作界面。能量源可以是激光器。激光器可发射大约5瓦的能量。监测装 置可测定经过光纤的第二端所发射能量的功率。医疗装置可包括处理器，该处理器是用于执行指令以便对从激光器中所发射能量的功率与从光纤的第二端所发射能量的功率进行比较。可将监测装置设置在医疗装置的上表面上。监测装置的高度可以是可调节的。
根据本公开的另一方面，一种方法可包括：将光纤的第二端插入监测装置的测试孔(其中光纤的第一端被定位成接收从能量源中所发射的能量)、指示能量源在某个功率下发射能量、测量从光纤的第二端所发射能量的功率、和庞大在由能量源所发射能量的功率与从光纤的第二端所发射能量的功率之间差是否在某个阈值内。
此外或可替代地，该方法可包括一个或多个本文中所描述的其他特征。例如，阈值可以是5％。该方法可包括将从光纤的第二端所发射能量的测量功率显示于操作界面上。
根据本公开的另一方面，医疗装置可包括主体箱，该主体箱包括：提供对主体箱内部的进入的在主体箱的至少一个表面中的至少一个开口、设置在主体箱内部的激光器、设置在主体箱内部的功率计、及包括第一端和第二端的光纤，其中该光纤是用于经过第一端接收来自激光器的激光能量并且经过第二端发射激光能量。
此外或可替代地，该医疗装置可包括本文中所描述的一个或多个其他特征。例如，该医疗装置可包括处理器，其中功率计是用于测定与从第二端中所发射能量有关的接收值，并且处理器是用于指示激光器以某个发射值发射能量并且确定所测定的接收值与所指示的发射值之间的差。
附图说明
并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图图示说明了各种示例性的方面，并且连同下面的描述是用于解释所公开实例的原理。
图1示出了包括光纤、监测装置和整体式显示屏的示例性医疗装置的侧视图；
图2示出了主体箱100的放大视图；
图3a-图3b示出了安装在医疗装置上的具有可调节高度的监测装置的示例性主视图和示例性侧视图；
图4示出了示例性的操作者操作界面；
图5示出了用于将光纤固定到监测装置上的示例性光纤夹具。
具体实施方式
现在将详细地参考在附图中所图示说明的本公开的实例。只要有可能，在所有的附图中将用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。本文中使用的术语“约”、“大致”和“大约”可表示在所陈述值的+/-5％内的值。
本公开的各方面总体上涉及利用光纤传输能量(包括来自激光器的激光能量和来自光源(例如led)的光)的任何医疗装置。利用光纤传输能量的医疗装置的实例包括激光治疗医疗装置。本公开的各方面涉及一种用于对光纤进行检测以确定其效率的监测装置。本公开的各方面还包括将这种监测装置使用于各种医疗装置的方法。
图1示出了包括一个这种监测装置140(例如功率计)的医疗装置的主视图。该医疗装置可包括主体箱100。主体箱100可包括能量源110、插口115、光纤120、测试孔125、插座130、监测装置140、操作界面150、和/或控制器160。
在一些实例中，可将能量源110设置在主体箱100的内部。在其他实例中，能量源110可与主体箱100分开但连接到主体箱100。能量源110可以是激光光源和/或光源。能量源可以是用于经过光纤传输可见光的光源。能量源可以是用于经过光纤传输激光能量的激光光源，例如钬(ho)激光光源、钬：yag(ho：yag)激光光源、掺钕：yag(nd：yag)激光光源、半导体激光二极管、磷酸钛氧钾晶体(ktp)激光光源、二氧化碳(co2)激光光源、氩激光光源、准分子激光光源、二极管激光光源、或者其他合适的激光光源。在一些实例中，激光光源可以是激光二极管。在一些实例中，可使用高功率(例如，超辐射)led来代替激光光源。在一些实例中，可使用强脉冲光源来代替激光光源。
二氧化碳激光光源可使用于提供具有最少出血的组织消融的医疗装置。氩气激光光源可使用于在浅深度下提供组织消融的医疗装置。nd:yag激光光源可使用于提供较深深度穿透进组织的医疗装置。准分子激光光源可使用于被设计用于在对周围组织有很少加热的情况下除去非常精细层的组织的医疗装置。
能量源110可采用任何已知的模式(包括单发射和/或脉冲能量)发射能量。从能量源110中所发射能量的数值孔径可以是任何合适的数值孔径，包括在大约0.1和大约0.4之间。该能量可与来自电磁辐射波谱的一系列电磁辐射有关。在一些实施例中，所产生的能量可采用从约300nm到约2100nm的波长，或者可采用另一个合适的波长。可采用任何功率发射能量，包括但不限于在大约2.5瓦和大约10瓦之间，或者大约5瓦。
如图1中所示，插口115可位于主体箱100的第一表面上。插口115可允许光纤120的第一端进入到主体箱100的内部并且与设置在内部的能量源110对齐。光纤120可用于接收从能量源110中所发射(即，发出)的光能。可 经过光纤120传输能量，直到该能量从第二端(例如，来自能量源110)传输进入监测装置140的传感器142处。亦即，光纤120可起用于能量的波导的作用。传感器142可以是在本领域中已知的任何传感器，包括标准的热传感器、光电二极管、或热电类型的传感器。在一些实例中，传感器142可接收从激光光纤120中发射出的激光波形并且将该光波转换成热能。然后，可将热能转换成用于功率测量的电信号。然后，可将该功率测量值经过例如rs232或usb传送至处理器(例如在控制器160内部的处理器)。一旦被控制器160接收，则可将所测量的输出功率与发射功率进行比较。在一些实例中，如下面更详细地描述，可将测量的输出功率显示在图4中的输出部470中的显示器490上。
在一些实施例中，光纤120可以是在本领域中已知的任何光纤。例如，光纤120可以是石英基光纤，并且可包括例如纤芯、一层或多层的包覆层(例如，设置在纤芯周围的包覆层)、缓冲层(例如，设置在包覆层周围的缓冲层)、和/或护套(例如，设置在缓冲层周围的护套)。然而，此外或可替代地，光纤120可包含其他合适的材料，并且可采用其他合适的构造而形成。
在一些实例中，光纤120的纤芯可由用于传输来自能量源110的能量的合适材料所构成。在一些实例中，例如纤芯可由具有低羟基(oh-)离子残留浓度的二氧化硅所构成，或者可由另一种合适材料构成。纤芯可以是多模纤芯，并且可以具有梯度或渐变折射率分布。也可用一定浓度的掺杂物(例如，放大的掺杂物)对纤芯进行掺杂。
如图1中的虚线所示，光纤120可延伸并且/或者绕圈回转以便可将光纤120的第二端插入插座130的测试孔125中。插座130可帮助操作者将激光光纤120插入测试孔125中。插座130的测试孔125可接收光纤120的第二端并且可将该第二端与监测装置对齐，例如以便将能量发射到功率计140的传感器142上。传感器142可用于监测光纤120的任何输出，包括但不限于波长和功率。插座130可以是彼此轴向地堆叠的一个或多个圆盘，并且可从监测装置140和主体箱100中突出。在一些实例中，如同图2中所示，插座130的最外层表面可与主体箱100的表面齐平的或者在主体箱100的表面内部的凹槽中。在图1中所示出的实例中，插座130位于在主体箱100的第一表面(例如，与插口115所处的表面为同一表面)上的插口115的下方。主体箱100和插座130的测试孔125并不局限在这些位置。例如，插座130可以是在插口115的上方、侧向、或对角线方向上。在其他实例中，插座130可以不在第一表面上，例如，插座130可以是在主体箱100的任何侧表面或上表面上。除了测试孔125和/或插座130外或者作为测试孔125和/或插座130的替代，光纤120的第二端可采用任何方式(包括但不限于下面利用图5更详细描述的示例性光纤夹具)而连接到监测装置140并且/或者与监测装置140对齐。
图2是主体箱100的放大视图。如图2中所示，可将光纤120的第二端121经过测试孔125插入监测装置140。如图2中的箭头所示，可将例如从能量源中所发射的能量(例如，从图1的能量源110发射进入光纤120的第一端)经过光纤120的第二端121发射到传感器142上。
如图1中所述，控制器160可联接到能量源110、监测装置140、和/或操作界面150。在一些实施例中，控制器160可包括例如但不限于处理器和存储器。存储器可包括任意类型的随机存取存储器(ram)或只读存储器(rom)，该存储器具体化为物理存储介质，如磁存储器(包括软磁盘、硬盘、或磁带)；半导体存储器(如固态硬盘(ssd)或闪速存储器)；光盘存储器；云存储器；医学数字成像和通信(dicom)兼容的存储器；或者磁光盘存储器。软件可包含一个或多个应用程序及操作系统。根据一个方面，存储器可存储处理器可读指令，如用于启动能量传输、监测经过光纤120所接收的能量、对所接收的信息进行处理、和/或将信息显示给操作者的指令。处理器可执行这些指令从而实施一个或多个方法步骤。
控制器160可控制并且/或者允许操作者控制医疗装置的各种部件的操作。例如，控制器160可用于控制(例如，设定、修改)从能量源110中所发射能量的定时、波长、和/或功率。在一些实例中，控制器160也可用于实施医疗装置的各种功能，例如激光选择、滤波、温度补偿、和/或调q。
控制器160(或者在控制器160内部的处理器)也可基于医疗装置的性质执行多种任务，例如生成感兴趣区域的图像和/或将由在控制器160内部的处理器所处理的数据传送至操作界面150。控制器150(或者在控制器150内部的处理器)可采用任何方式将任何信息传送至操作界面150。这种通信可包括与接收的信号和/或经处理的信号有关的信息。
如图1中所示，控制器160(或者在控制器160内部的处理器)可连接到操作界面150。可将操作界面150设置在与控制器160相同的单元(例如主体箱100)的内部(图1)，或者设置在分开的但相连的单元的内部。操作界面150可将来自操作者的输入命令传送至控制器160(或者在控制器160内部的处理器)，这些输入命令包括用于控制控制器160和/或能量源110并且/或者将数据提供给控制器160和/或能量源110的命令。操作界面150可包括用户输入装置，包括但不限于任何类型或组合的输入/输出装置，如显示监视器、触摸板、触摸屏、传声器、摄像头、键盘、和/或鼠标。在一些实例中，操作界面150和控制器160可以是单个单元，例如平板电脑、智能手机、和/或个人电脑。操作界面150可包括用于输出给操作者的显示屏。该显示屏可显示例如来自监测装置140的输出。图4示出了示例性的显示器/触摸屏490，该显示器/触摸屏490允许操作者将命令输入至控制器160并且显示反映由监测装置140经过光纤120所 接收的测量输出(例如，波长或功率)的数值。例如，输出部470可显示例如从控制器160(或者在控制器160内部的处理器)所接收的值，如由图1的监测装置140和/或图3a和图3b的监测装置330所测定的值。在一些实例中，接收的值可以是测量的波长或功率。可由操作者以任何方式(包括触摸或按压)来激活图标472、480、和/或482。当被激活时，状态识别图标472可将激光器设定为特定的状态，例如“准备”或“待机”。状态输出显示器474可显示激光器的状态。如图所示，激光器为“准备”，但状态输出显示器474可显示任何状态，包括“待机”、“激光”、“结束”等。工作模式调整图标482可改变激光器的工作模式。激光器可具有任意数量的本领域中已知的工作模式，包括如图4中所示，“cw”或“连续波”。可将当前工作模式设置显示于工作模式显示器478中。功率调整图标480可增加或减小发射进入激光光纤的第一端的功率，例如瓦数。可将当前功率设置显示于功率显示器488中。
本文中所描述的监测装置140、330可以是本领域中已知的并且/或者能够判断光纤是否充分地高效(例如，通过测量输出波长和/或功率)的任何装置。在图1中所示的实例中，可将监测装置14嵌入医疗装置中并且/或者与医疗装置成为整体(例如，在主体箱100的内部)。图1示出了设置在医疗装置的主体箱100内部的监测装置140。在一些实例中，监测装置可从侧表面(例如，插口115位于其上面的第一侧表面)部分地突出或者可附着到医疗装置的主体箱100的侧表面。在其他实例中，监测装置(例如，图3a和图3b的监测装置330)可构造成附着到医疗装置的主体箱100的上表面。
图3a和图3b示出了一个这种替代的示例性监测装置330，其中监测装置330构造成完全地在医疗装置的外部并且/或者附接到例如医疗装置的主体箱100的上表面。如图3a和图3b中所示，监测装置330可包括吸收器头338、插座352、测试孔325、第一支撑构件332、第二支撑构件334、和平台336。吸收器头338可用于测量一些所接收的与光纤320的效率有关的数值。光纤320可进入测试孔325并且可与在吸收器头338内部的各种测试设备对齐。插座352可以是横贯到吸收器头338的中心轴线并且从吸收器头338的中心轴线中突起的一个或多个圆盘状部件。
平台336可构造成附接到医疗装置，例如图1的主体箱100的顶部。例如，平台336可以是大体上为平面的，适合于紧固到一个结构，例如图1的医疗装置平台和/或主体箱100。将平台336附接到结构可使用螺杆(未图示)或任何常规的紧固件而实现，并且为了该目的可在平台336中设置适当的孔。然而，可采用任何其他合适的附接方式。
第二支撑构件334可以是大致呈圆柱形。然而，可采用任何形状。第二支撑构件334可附接到平台336。在一些实例中，第二支撑构件334和平台 336可由整体的结构制成。在其他实例中，第二支撑构件334和平台336可以是通过任何合适的紧固方式(例如焊接)而彼此固定的分离部件。
第二支撑构件334可包括中心孔。该孔也可以大致呈圆柱形，但可以是任意形状。如图中所示，第二支撑构件334可横贯到并且/或者大致垂直地从平台336中延伸出。然而，可将第二支撑构件334设置在相对于平台336的任意角度。
第一支撑构件332的形状可以类似于第二支撑构件334的中心孔并且/或者可以大致呈圆柱形。然而，可采用任何合适的形状和尺寸。可将第一支撑构件332可滑动地设置在第二支撑构件334的中心孔中。第一支撑构件332可附接到吸收器头338。在一些实例中，第一支撑构件332和吸收器头338可以是通过任何合适的紧固方式(包括例如焊接)彼此固定的分离部件。
监测装置330可采用任何方式与控制器和/或操作界面(例如，图1的控制器160和/或图1的操作界面150)进行通信联系。例如，监测装置330可利用无线信号进行通信。在一些实例中，监测装置330可通过导线372进行通信。导线372可开始于吸收器头338。然后，导线可从侧表面中离开吸收器头338或者可延伸经过第一支架332、第二支架334，并且如图3a中所述，经过平台336的下表面而离开。然后，可将导线连接到主体箱(例如，主体箱100)、控制器(例如，控制器160)和/或操作界面(例如，操作界面150)。在一些实例中，监测装置330可包括控制器和/或处理器。这种控制器和/或处理器可指示传感器测量各种值，包括但不限于波长和功率。这种控制器和/或处理器可对所接收的能量进行处理和/或分析，并且可将测量值传送至第二控制器、处理器、和/或操作界面。
在一些实例中，吸收器头338相对于平台336的高度可以是可调节的。例如，第一支撑构件332可移动到在第二支撑构件334内部的各种位置。可为了各种原因(包括部分地基于光纤320的长度、和/或能量源相对于监测装置330的位置(例如，图1的能量源110))，而调整高度。
可将监测装置330的尺寸适当地设计成适合于期望的医疗装置。例如，如图3a中所示，吸收器头338可具有任何合适的直径和厚度。在一些实例中，吸收器头338的直径可以是在大约30mm和大约50mm之间。吸收器头338的厚度344可以是在大约10mm和大约20mm之间。平台336可具有任何合适的长度340和宽度341。例如，平台336的长度340可以是在大约15mm和大约25mm之间。平台336的宽度341可以是在大约20mm和大约35mm之间。测试孔325的高度342(从平台336的底部到测试孔325所测量的)，可以是任何合适的高度并且可以是可调节的。例如，在其最低的高度，距离平台336底部的测试孔325的高度342可以是在大约80mm和大约100mm之间。在其最高的高度， 距离平台336底部的测试孔325的高度342可以是在大约140mm和大约155mm之间。从插座352的自由端到吸收器头338的相对端的距离348可以是任何合适的距离，包括在大约30mm和大约50mm之间。插座352的直径350可以是小于吸收器头338的直径的任何合适的直径，包括在大约15mm和大约30mm之间。
在一些实例中，监测装置(例如，监测装置140)可测量光纤(例如，光纤120)的衰减。例如，操作者可将光纤的自由端(例如，光纤120的第二端)插入操作界面150并且可将命令输入操作界面150中从而以预定的波长传输能量。操作界面150可将该命令传送至控制器160(或者在控制器160内部的处理器)，然后控制器160可指示能量源110以预定的波长将能量传输至光纤120的第一端。然后，监测装置可测量/确定经过光纤120的第二端所传输能量的波长。可由在控制器160内部的处理器来确定波长并且/或者进行处理，控制器160可将该值传送至操作界面150。然后，可在操作界面150处显示该值。然后，当能量源将该波长传输进入光纤时，在控制器160内部的处理器或者操作者可判断在光纤的第二端所测量的波长是否在某个阈值内。在一些实例中，该阈值可以是大约±5％。
在一些实例中，监测装置(例如，监测装置140)可测量光纤(例如，光纤120)的功率，例如以瓦为单位。例如，操作者可将光纤的自由端(例如，光纤120的第二端)插入监测装置(例如，监测装置330的测试孔325)并且可将命令输入操作界面150从而以预定的功率水平传输能量。操作界面150可将该命令传送至控制器160(或者在控制器160内部的处理器)，然后控制器160可指示能量源110以该瓦数将能量传输至光纤120的第一端。然后，监测装置可测量/确定经过光纤120的第二端所传输能量的瓦数。可由在控制器160内部的处理器来确定瓦数并且/或者进行处理，控制器160可将该值传送至操作界面150。然后，当能量源将功率传输进入光纤时，在控制器160内部的处理器或者操作者可判断在光纤的第二端所测量的功率是否在某个阈值内。在一些实例中，阈值可以是大约±2.5％至大约±5％，或者大约-2.5％至大约-5％。在一些实例中，一旦将待测试的光纤的第二端插入监测装置，操作者可指示能量源产生能量使得发射功率为5瓦。例如，操作者可激活功率调整图标482，直到功率显示器488上显示5瓦。然后，操作者可采用本领域中已知的任何方式启动激光器，包括在显示器490上的图标和/或足踏开关(未图示)。在其中阈值为±5％的实例中，可接受的和/或高效的光纤将在4.75瓦和5.25瓦之间的能量经过第二端发射进入监测装置140、330，并且应放弃/丢弃经过第二端发射的能量不在这个窗口范围内的光纤。例如，与显示器490相连的监测装置(例如，功率计)可测定从光纤的第二端所接收的功率为4.780瓦。这种光纤输出功率是在可接受的阈值内，因此该光纤可以是适合于使用，例如下一次再使用。
医疗装置的监测装置(例如，图1的监测装置140和/或图3a和图3b的监测装置330)可以是例如功率计，包括任何已知的和/或合适的功率计。在一些实例中，功率计可以是温差电堆、热电传感器、和/或光电探测器功率计。功率计可具有任何合适的功率范围，包括在大约1μw和大约30kw、或者大约4pw至3w之间。功率计可具有任何合适的监测精度，包括在大约0.25％±5μv和大约0.50％±10μv之间。此外或可替代地，监测装置140、330可包括能量计，包括任何已知的和/或合适的能量计。能量计可具有任何能量范围，包括在大约30fj和大约30kj之间。能量构件可具有任何监测精度，包括在大约±0.5％和大约±1.5％或大约±1％之间。
图5示出了另一个示例性的具有光纤夹具的主体箱。一些光纤可以是柔性的。在一些实例中，应将光纤加以固定以便与监测装置接合。监测装置、包括监测装置和/或其中设置监测装置的主体箱的医疗装置可具有任何合适的光纤夹具，包括但不限于图5的光纤夹具。例如，医疗装置的主体箱500(类似于图1和图2的主体箱100)可包括能量源(未图示)、监测装置510、冷却系统512、插座514和518、和/或通道516。光纤夹具522可与插座518成为整体并且/或者可以可移除地附接到插座518。在一些实例中，光纤夹具522包括一个孔。该孔可以呈圆柱形并且具有在光纤夹具522的任一端上的开口，并且可具有允许将光纤520牢固地设置在该孔内部的直径。光纤夹具522可与光纤520成为整体并且/或者可移除地附接到光纤520。例如，在对光纤进行测试之前，操作者可将光纤520滑动进入光纤夹具522的一端并且使光纤520的第二端延伸经过光纤夹具522的孔，超过相对端，并且/或者进入通道516。通道516可延伸经过插座514和518、冷却系统512，并且终止于监测装置510。通道516可用于将能量从光纤520的第二端引导至监测装置510的传感器542。冷却系统512可以是任何合适的冷却系统。例如，冷却系统512可以是水冷却系统和/或空气冷却系统。将冷却系统512示于图5中，其中冷却流在向下方向上移动，但冷却系统512并不局限于此。例如，冷却流可以是向上的、圆形的等。光纤夹具522可由任何合适的材料制成，包括例如塑料的外部机械部件和金属的内部机械部件。
基于详细说明本公开的许多特征和优点是显而易见的，因此所附权利要求的意图是涵盖落在本公开的真实精神和范围内的本公开的所有上述特征和优点。此外，因为本领域技术人员将容易地想到许多的修改和变更，因此不应将本公开局限于本文中图示说明且描述的精确的结构和操作，因此可采用落在本公开范围内的所有合适的修改和等同物。
基于考虑本文中所公开的本发明的说明和实施，本公开的其他方面对于本领域技术人员将是显而易见的。意图是说明和实例被看作是仅为示例性的，并且本发明的真实范围和精神是由所附权利要求所说明。