甘新平伍学明许小强李成毅*

新型二氧化碳点阵激光治疗系统的研制

甘新平①伍学明②许小强②李成毅②*

目的：设计国内领先的新型二氧化碳点阵激光治疗系统，实现准确控制点阵激光的输出，从而得到良好的临床治疗效果。方法：利用单片机控制激光电源，通过激光功率反馈系统、独特的光束传输及点阵系统保证点阵激光的剂量，使用激光瞄准器将激光准确定位，最终得到准确的点阵激光。结果：新型二氧化碳点阵激光治疗系统可对准患者操作部位进行瞄准定位，具有2～3种焦距的镜片，并可实现矩形、三角形、圆形等图形点阵激光。结论：该系统成功克服国内激光点阵输出比较粗糙、不能准确控制点阵输出及色沉严重等缺点，得到良好的临床治疗效果。

二氧化碳；点阵；激光；治疗系统

[First-author's address]Department of Equipment Management, Guangnin County People’s Hospital, Guangnin 526300, China.

“哪里哪里，我这点国文还是家传的。台湾日治后，强力推行日文教育，刚开始的时候，还允许民间开私塾教国文，后来私塾统统关了，只能到学堂学日语用日文。我祖父心有不甘，关门授教，规定凡潘家子孙必学国文。我的国文就是小时跟祖父学的。”潘云用手指在桌子上比划着两个繁体字：国文。

超脉冲CO2激光自上市以来在皮肤科得到了广泛的应用，但对一些痤疮、疤痕和疤痕体质的外伤、疤痕以及瘢痕的修复极为困难。采用超脉冲激光虽然有很好的疗效，但手术过程很困难，一是无法控制治疗区域的能量；二是治疗区域均匀性差。

利用激光在皮肤上平均地打上微细的小孔，继而引起一连串的皮肤生化反应，达到紧肤、嫩肤及祛除色斑的效果。由于点阵激光治疗只会覆盖部分皮肤组织，新打上的小孔又不会互相重叠，所以部分正常皮肤得到保留，加快复原。患者可以在4～5 d后回复正常生活。激光治疗安全性高, 可治疗身体的任何部位, 适应症包括痤疮疤痕、淡化消除色斑，手术、外伤及烫伤性疤痕，黄褐斑、皮肤异色症、皱纹、皮肤松弛、光老化皮肤等。

目前，我国缺乏大量的林业资源保护管理专业人才。大部分员工在高中或以下受教育。受过高等教育的管理人员严重短缺，只有少数受过本科或高等教育的管理人员。这在很大程度上是因为我国林业发展空间尚未得到充分开发，许多专业人士认为没有发展空间，因此很难留住专业人才，加上林业资源保护管理岗位具有流动性的特点，所以效率不是很高。管理水平很低。

1 CO2点阵激光治疗系统

近年来，点阵激光临床应用文献的报道较多，但点阵激光生产厂家主要有美国Cynosure、Quqnta System公司以及以色列Alna公司，我国虽然也有相关的点阵激光，但均为利用多孔面具技术，将普通激光投影到皮肤上以产生点阵的效果，并非真正意义的点阵激光，点阵输出比较粗糙、不能准确地控制点阵输出，色沉严重，临床效果不佳[1-3]。

对去细胞处理后保存有神经基底膜管的实验组大鼠股神经皮支和肌支行拉曼光谱分析，显示股神经皮支和肌支波峰出现位置无差异，主要含有脂类和蛋白质及微量核酸（见图6）。

为了取得良好的治疗效果，能够得到可以精确控制剂量与位置的真正意义上的CO2点阵激光。本研究利用单片机控制激光发射的功率大小及发射时间，由激光功率反馈系统保证系统稳定的功率输出，采用独特设计的七关节导光臂与点阵头产生激光光斑，通过激光瞄准系统对患者操作部位进行瞄准和定位，从而达到准确控制点阵激光输出、取得良好的临床治疗效果的目的。

激光电源可以给出两种工作模式：连续和脉冲工作模式(如图2所示)。当激光管工作为连续方式时，高压开关“闭合”，激光电源供给激光管持续电流，激光管连续发射激光。

2 材料与方法

MTT法结果表明，敲减Fascin后的CaSki细胞在24、48、72、96 h在A490 nm的值均降低，而阴性对照慢病毒对CaSki细胞在A490 nm的值没有影响（表2）。敲减Fascin可以明显降低CaSki细胞增殖能力（P＜0.05）。

2.2.3 主控制系统

本系统实现CO2点阵激光治疗系统对激光剂量与位置的精确控制。红光所指示位置为CO2激光烧灼之处，可根据光斑直径的大小选择2～3种焦距的镜片，并可产生矩形、三角形、圆形等图形的稳定形状激光，实验结果如图6所示。

图1 新型CO2点阵激光治疗系统工作流程

其实现原理如图4所示:分光镜既可以通过CO2激光，又可以反射波长为650 nm的红色半导体激光，通过光路调整，可以将红色半导体激光束和CO2激光束在分光镜上完全重合，在手术过程中操作者可以将红色半导体激光束对准患者操作部位进行瞄准定位，然后再控制CO2激光发射，红光所指示位置就是CO2激光烧灼之处。

系统的主要组成有：激光器、激光器电源、主控制系统、激光功率反馈系统、激光瞄准器、光束传输及点阵系统。

2.2.1 激光器

系统采用封闭内腔式CO2激光管，谐振腔采用光束选模技术，使激光管产生一种类似于TEMee模，但其峰值功率要远大于TEMee模的新型光束，同时改变激光管内气体成分及充气比，使激光管更适合脉冲输出。为提高作用于组织上的激光输出功率和提高到达组织上的单个脉冲能量，系统采用高功率的TEM CO2激光管，并通过小孔将其衍射部分滤出，使其输出达到最佳值。

2.2.2 激光电源

2.1 新型二氧化碳点阵激光治疗系统原理与工作流程

系统的激光电源采用独特的PWM控制技术，在使用内环保证稳压的同时，又通过智能恒流源模块来实现精密外环控制，从而即使是在外接电网电压波动较大的情况下仍然能保证流过激光管的电流恒定不变，为激光管输出功率恒定奠定基础。

纯下亚段为浅水滩坝砂体沉积，主要岩性为泥灰岩、油页岩及白云质泥岩夹薄层砂岩、灰质砂岩，孔隙性与渗透性差，孔隙度为6%～18%，渗透率为（0.1～20）×10-3μm2。

图2 激光电源电路

噢，噢，你瞧我又弄混了。吴小哥不好意思地把两只手扣在了一起。每当我给他纠正的时候，他就把两只手扣在一起，露出羞怯的神情。更多的时候，我会顺着他的思路跑下去。

主控系统包括：单片机控制部分和触摸屏显示/输入部分。其中单片机是主控系统的“心脏”，其受控对象主要是激光电源，根据操作者在液晶触摸屏上设置的参数来对激光电源进行控制，从而控制激光发射功率大小及发射时间。液晶触摸屏承担控制系统的显示/输入功能，使用者不仅可以通过液晶触摸屏直接设置治疗参数，还可以调用存储器内各种治疗程序。

2.2.4 激光功率反馈系统

在激光发射过程中，由光功率探测器和分光镜实现光功率在线实时反馈(如图3所示)。CO2激光通过分光镜时，约有5%的CO2激光被反射到光功率探测器上，光功率探测器将探测到的激光功率信号转变成电信号，此电信号经过放大由数模转换器转换成CPU可以识别的数字信号，这样控制系统就可以根据操作者设定的输出功率及反馈的实际功率进行比较，若有差异可迅速调整，从而保证系统稳定的功率输出。

图3 激光功率反馈系统

2.2.5 激光瞄准器

由分光镜和半导体激光器构成的CO2激光瞄准器，由于波长为10.6 mm的CO2激光是人眼不可见光，因此医生进行手术时非常不方便。使用激光瞄准系统，可以先对患者操作部位进行瞄准和定位，激光发射后烧灼的部位则是预先瞄准定位的部分，极大增加了手术的安全性。

2.2 新型CO2点阵激光治疗系统结构与设计

图4 激光瞄准器

2.2.6 光束传输系统及点阵

点阵激光的导光系统是采用独特设计的七关节导光臂与点阵头而成(如图5所示)。首先将激光在到达扫描头前端压缩到光斑直径8 mm平行光通过点阵头使激光在晶片以均匀光束向输出方向发出，根据光斑直径的大小选择2～3种焦距的镜片，按照疤痕大小，实现对矩形、三角形、圆形等图形的稳定形状激光，因此是整形医学上一个跨越式发展[5]。

图5 点阵激光导光系统

3 讨论

3.1 测试结果

由表1看出，2个数据集前8个主成分均能够很好地表达不同等级烟叶的近红外光谱信息，其累计方差贡献率分别为97.70%和98.16%。因此，使用得到的8个主成分信息进行分类，能够大大降低计算复杂度。

在传统的连续波CO2激光的基础上,将这些光束排列成点阵状，并组成不同的图形。这种激光称为点阵激光。由于CO2激光具有较好的热刺激性和表皮气化功能，对表皮的嫩肤作用较为明显而成为近年来点阵激光的发展方向。点阵激光可以排列得较密，因此点阵激光可用于表皮剥脱手术如皮肤瘢痕的治疗[4](如图1所示)。

图6 点阵激光导光系统测试结果

3.2 结论

根据测试数据来看，该系统产生的矩阵激光可以按照瘢痕大小进行精确调控，该系统产生的点阵激光对瘢痕进行治疗。操作者可控制激光发射功率大小和发射时间，将红色半导体激光束对准患者操作部位进行瞄准定位，通过调节镜片可调节激光大小及形状。因此该系统可广泛的应用在激光治疗领域并达到良好的治疗效果[6-10]。

在超脉冲CO2激光基础上设计出的国内先进水平新型治疗系统，具有以下优点。

我们国家近十几年来中小学校不断推广尤其在发达的沿海形成北京、上海、深圳、杭州、武汉等地创办不同的社会实践基地，深圳市宝安区有社会实践基地但主要任务是接受来自深圳各个中学生来体验陶瓷拉坯、陶瓷盘泥、陶瓷绘制、陶瓷烧成、陶瓷样品观赏推动这一片区对陶瓷发展拓宽将起到一定的作用。

(1)改变传统CO2激光治疗模式，使其在剥脱深度治疗区域，剥脱疏密方面全部实现自动控制。具有光斑小、损伤轻、功能齐全的优势。

(2)系统重量轻，操作方便，在扩展功能后不需要更换点阵头。而美国科以人公司的产品在功能改变、焦距改变后需要重新更换手具，既加大成本，又使操作不方便。

建立县、镇、村三级实体化运行的土地流转服务平台，承担信息发布、主体引进、审核发证（土地流转经营权证）、合同签证、档案管理等职能，三级服务组织已对外发布流出土地面积信息3.09万公顷，需求土地面积1.69万公顷，累计流转土地面积5.29万公顷，占总流转面积的71.8%。同时，依托服务组织，开发农村土地承包和流转管理信息系统，实现了土地承包和流转的信息化管理。

(3)互换性强，可选用玻璃式激光器，也可选用射频式激光器，扩展了客户的选择空间。

(4)发散角可选，增加了治疗系统的适应症，可以满足不同用途的需求。

[1]Geronemus RG. Fractional photothermolysis: current and future applications[J].Lasers Surg Med,2006,38(3):169-176.

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Development of a new fractional carbon dioxide laser treatment system

GAN Xin-ping, WU Xue-ming, XU Xiao-qiang, et al

Objective: To design a leading fractional carbon dioxide laser treatment system in China to get a satisfied treatment effect. Methods: Using SCM to control the power supply of laser. Then the laser sight determine position of fractional laser was produced by the laser power-feedback system and the fractional laser delivery system . By using this system, we could get well controlled for fractional laser and got a satisfied treatment effect. Results: Using this system, we could control fractional laser dose and permitted localized treatments. We could also get 2-3 different focal length of mirror slices and various shapes and sizes of fractional laser. Conclusion: The new carbon fractional dioxide laser treatment system overcomes the failure of products made in China that the laser is rough and can not be accurately controlled. By this new system, we can get a satisfied treatment effect. [Key words] Carbon dioxide; Laser; Fractional; Treatment system

1672-8270(2012)08-0023-04

TH773

A

甘新平,男，(1959- ),大专，主管技师。广东省广宁县人民医院器械科主任, 从事医疗器械维修管理工作。

2012-04-22

①广东省广宁县人民医院器械科 广东 广宁 526300

②广州市第十二人民医院设备科 广东 广州 510620

*通讯作者：13602796369@139.com

China Medical Equipment,2012,9(8):23-26.