第六章主要探讨的是医用光导纤维技术,这是激光医学领域中的关键组成部分,特别是涉及到激光传输系统。光导纤维技术在医疗应用中起着至关重要的作用,因为它能够将激光精确地导向人体病变部位,确保治疗的有效性和安全性。
医用激光传输系统的核心要求包括保持激光的原有特性(如平行性、相干性),承受高激光功率并减少传输损耗,具有良好的操作灵活性,小巧轻便,易于调试和维护,以及无论在何种位置,输出功率稳定,光斑模式一致。这些标准确保了治疗过程的高效和精确。
导光臂传输是激光传输的一种方式,尤其适用于10.6μm波长的CO2激光。通常由反射镜基座、连接管、轴承、反射镜和激光刀头组成。反射镜基座的制造精度要求高,确保激光束在反射过程中不会偏离。对于大功率激光,反射镜基板常选用黄铜,而小功率则选择石英或硬质玻璃。导光关节臂的轴承和连接管的设计需精密,以保证光束在传输过程中的稳定性。
激光刀头,即导光关节臂末端的操作手柄,内含聚焦透镜,可以根据焦点位置改变激光束的功率密度,实现从切割到汽化再到凝固的不同治疗效果。聚焦透镜可调整,也可更换为扩束透镜进行激光理疗。激光刀头的设计会根据治疗需求有所不同。
导光关节臂与激光器的耦合通常通过直管烧孔法、内调焦平行光管调整法或肉眼校正法实现,其中直管烧孔法最为常见。这种方法涉及调试管的使用,通过调整激光管位置,确保激光束在调试管两端形成对齐的烧孔,之后将导光关节臂接入即可。
接下来,我们转向光导光纤传输。光导纤维由芯、包层和保护层构成,芯的折射率高于包层,使光束在芯内传播。阶跃光纤是最常见的类型,其纤芯折射率在整个长度上是均匀的,而包层折射率较低,形成阶跃变化。阶跃光纤仅能传导光,不适合传输图像,因为不同角度的光线在另一端无法同时聚焦。光纤的数值孔径(NA)是衡量光纤收集光能力的指标,它与光纤的传输性能密切相关。
医用光导纤维技术是现代医疗设备中的关键技术,通过精确的光学设计和材料选择,确保了激光能量的高效传输和治疗的精确实施。无论是导光臂还是光纤传输,都在保证激光特性的前提下,提供了灵活、可靠且适应各种医疗需求的解决方案。