Лазерно медицинско изделие за целите на лъчелечението - Импулс-1
Московски орден на Ленин, орден на Октомврийската революция
и Ордена на Червеното знаме на труда
ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ
Резюме по дисциплина "Проектиране на лазерни и оптоелектронни устройства"
Павел Майоров Леонидович, група RL 3-91.
Структурна схема. 2
Функционална схема. 3
Принцип на действие. 5
Основни параметри и характеристики. 7
Библиография. 9
В момента лазерното лъчение се използва с по-голям или по-малък успех в различни области на науката. Уникалните свойства на лазерното лъчение, като монохроматичност, кохерентност, ниска дивергенция и способността да се получи много висока плътност на мощността върху облъчената повърхност по време на фокусиране, осигуриха широкото използване на лазерите. Използването на квантовата електроника се оказа много полезно по-специално в клиничната медицина. За медицински цели се използват предимно твърдотелни и газови лазери. Импулсните твърдотелни лазери се използват главно в офталмологията за операции за премахване на отлепване на ретината и при лечение на глаукома. За тези цели е разработено специално оборудване с помощта на неодимови и рубинени лазери. Импулсните лазери се оказаха неподходящи за операции с дисекция на тъкани, поради което за тези цели се използват непрекъснати лазери. В Съветския съюз е създадено хирургично оборудване, базирано на CO2 лазери. Такива хирургични единици се използват в общата хирургия, онкологията и други области.
Устройства, базирани на аргонови лазери с непрекъсната вълна, използващи специални световоди, се използват от лекарите за интракавитарниоперации.
Газовите хелиево-неонови лазери намират широко приложение при лечението на различни заболявания. Например, положителни резултати са получени при лечението на трофични язви, рани, възпалителни процеси, някои съдови заболявания и в кардиологията. Няма съмнение за стимулиращия ефект на лъчението от хелиево-неонови лазери по време на регенерацията и подобряването на метаболитните процеси.
Основните предимства, стимулиращи използването на лазери в медицината, са радикалността на лечението, намаляването на времето за интервенция, намаляването на броя на усложненията, загубата на кръв, подобряване на условията на стерилитет и др.
Лазерната медицинска установка "Импулс-1" е първият домашен апарат, създаден и разработен за лазерна терапия в съответствие с медицинските и технически изисквания на Министерството на здравеопазването на СССР. Разработването на инсталацията е завършено през 1971 г. През същата година Комитетът за ново медицинско оборудване на Министерството на здравеопазването на СССР издаде препоръка за производството на промишлена партида от тези устройства, която беше произведена през 1975 г. в Свердловския завод за електромедицинско оборудване.
Инсталацията "Импулс-1" е разработена на базата на мощен импулсен неодимов стъклен лазер, специално предназначен за нея.
Инсталацията (виж фиг. 1) се състои от следните основни части: операционен апарат, устройство за съхранение на енергия и главен захранващ и контролен панел.
Конструктивната схема на работното устройство на инсталацията е показана на фигура 2.
Работният апарат се състои от хоризонтален вал 1, монтиран на вертикална стойка2. Цевта може да се върти около хоризонталната осIи вертикалната осII.
Вертикалната стойка2е здраво закрепена към платформата3. Платформата е снабдена с колела за придвижване на устройството по пода. ДА СЕпарапет е прикрепен към вертикалния стълб.
Вътре в цевта1са здраво закрепени лазерен излъчвател4, калориметричен блок5и възпламенителен блок6. В края на цевта1има телескопичен вал7с въртяща се фокусираща глава8.
Телескопичният вал7може да се движи по своята собствена ос на симетрияIIIи да се върти около същата осIIIзаедно с пан-фокусиращата глава8. Главата8е здраво закрепена към края на телескопичния вал. Ръкохватката9също е здраво закрепена върху него, покривайки въртящата се фокусираща глава8.
Вътре в главата8са неподвижно закрепени огледало10, селективно отразяващо лазерно лъчение, фокусираща леща11, кондензатор12и крушка с нажежаема жичка13.
Лазерният излъчвател4е направен като отделна единица. Активният елемент в него е неодимов стъклен прът PGLS-1 с диаметър 45 mm и дължина 617 mm. Активният елемент се възбужда от четири ксенонови лампи IPF-20000, разположени в четирилистов осветител с четири V-образни рефлектора от неръждаема стомана. Вътрешните повърхности на рефлекторите са полирани и имат силно отразяващо сребърно покритие. Активният елемент е разположен в корпуса на осветителя по оста на симетрия. Корпусът на осветителя е изработен от неръждаема стомана. Краищата на активния елемент са запечатани в корпуса на осветителя с помощта на индиеви пръстени, компресирани от цилиндрични държачи на огледалата на резонатора. Глухите и полупрозрачни огледала, монтирани успоредно на краищата на активния елемент, уплътняват кухините между огледалото и активния елемент. В този случай страничните стени на кухините са цилиндричните повърхности на държачитерезонаторни огледала. Вътрешната кухина на осветителя, лампите на помпата и активният елемент се къпят в 0,02% разтвор на K2 Cr2 O4 в дестилирана вода, циркулираща през осветителя.
Полупрозрачното резонаторно огледало (коефициент на пропускане 60%) е монтирано в излъчвателя4от страната на въртящата се фокусираща глава8. Сляпо резонаторно огледало с коефициент на пропускливост 5% е поставено отстрани на калориметричния модул5. Следователно, когато лазерното лъчение се генерира в емитерната кухина4, основната част от лъчението се насочва към въртящата се фокусираща глава, а останалата част се насочва към калориметричния блок5, където се абсорбира от неговата приемна зона.
Калориметричният модул5(след подходящо калибриране) измерва енергията на лазерното лъчение, насочена към въртящата се фокусираща глава, в съответствие с енергията на лазерното лъчение, погълната от неговата приемна зона.
Блок за запалване6четири секции. Всяка от неговите секции е предназначена да запали една от помпените лампи на лазерния излъчвател.
Размерът на петната от лазерно лъчение върху обекта на облъчване се контролира в операционната апаратура чрез промяна на разстоянието между лещите11на въртящата се фокусираща глава и обекта на облъчване, а контролът на размера на петната се извършва от осветителната система.
Енергийният акумулатор на инсталацията са електрически мощности, обединени в четири секции. Всяка секция за съхранение е предназначена за захранване на една помпена лампа на четириламповия лазерен излъчвател на работното устройство. Капацитетът на кондензаторите на една секция е 1200 μF, максималното напрежение на заряда е 4,6 kV, максималната енергия на заряда е 12,5 kJ. Максималната обща енергия на заряд на четири секции е 50 kJ. Всеки разделскладът е разположен в отделен шкаф. Габаритни размери на шкафа 600´600´1500 мм.
Зарядните устройства за съхранение на енергия включват източник на ток, токоизправител и система за управление. Системата за управление е вградена в контролния панел, източникът и токоизправителят са разположени под масата на контролния панел.
Охлаждащата система на лазерния излъчвател е вградена в контролния панел. Включва помпа и двуконтурен воден топлообменник. 0,02% разтвор на K2 Cr2 O4 се изпомпва през вътрешната верига на топлообменника, циркулира през лазерния емитер и охлажда неговите топлинно натоварени елементи. Външният контур на топлообменника се измива с чешмяна вода. Топлината, акумулирана във вътрешната верига на топлообменника, се прехвърля към външната верига и се отвежда заедно с циркулиращата в нея вода от чешмата.