СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ЛИТОТРИПСИИ

1. Лазерная система для лечения конкрементов в организме человека или животного, содержащая
лазер, испускающий последовательность лазерных импульсов, причем лазер выполнен с возможностью функционирования в режиме амплитудной модуляции (AMR), в котором лазерные импульсы испускаются:
с постоянной частотой следования импульсов (PF); и
с периодически меняющейся пиковой мощностью или энергией импульса или пиковой мощностью и энергией импульса с периодом Na амплитудной модуляции, равным количеству импульсов в амплитудно-периодической группе импульсов.
2. Лазерная система для лечения конкрементов в организме человека или животного, содержащая
лазер, испускающий последовательность лазерных импульсов, причем лазер выполнен с возможностью функционирования в режиме амплитудно-частотной модуляции (AFMR), в котором лазерные импульсы испускаются с:
периодически меняющимся, по меньшей мере, одним параметром из числа пиковой мощности импульса и энергии импульса с периодом Na модуляции, равным количеству импульсов в амплитудно-периодической группе импульсов, причем пиковая мощность и/или энергия импульса, соответственно, монотонно не уменьшается от первого до последнего импульса в указанной амплитудно-периодической группе импульсов; и
периодически меняющейся PF с периодом Np частотной модуляции, равным количеству импульсов в частотно-периодической группе импульсов.
3. Лазерная система по п. 1 или 2, в которой период Na модуляции, по меньшей мере, одного параметра из числа пиковой мощности импульса и энергии импульса варьируется в диапазоне 2-1000 лазерных импульсов, в предпочтительном варианте - в диапазоне 2-100 лазерных импульсов, а в наиболее предпочтительном варианте в диапазоне 2-10 лазерных импульсов.
4. Лазерная система по п. 2, в которой период Np модуляции PF варьируется в диапазоне 2-1000 лазерных импульсов, в предпочтительном варианте - в диапазоне 2-100 лазерных импульсов, а в наиболее предпочтительном варианте - в диапазоне 2-10 лазерных импульсов.
5. Лазерная система по п. 1 или 2, в которой лазер выбирается из числа таких лазеров, как твердотельный лазер с диодной накачкой, волоконный лазер с диодной накачкой, твердотельный лазер с импульсной ламповой накачкой и прямой диодный лазер.
6. Лазерная система по п. 1 или 2, в которой лазер работает в диапазоне длин волн от 1,85 мкм до 2,2 мкм, в предпочтительном варианте в диапазоне 1,908-1,96 мкм.
7. Лазерная система по п. 6, в которой лазером служит один из таких лазеров, как Tm:YAG, Tm:YLF, Tm:YAP, Tm:LuAG, Tm:LuLF, Tm:LuAP, волоконный Тm-лазер или Ho:YAG лазер.
8. Лазерная система по п. 1 или 2, в которой лазер функционирует в режиме свободной генерации, выдавая последовательность лазерных импульсов с PF, варьирующейся в диапазоне 2-5000 Гц, причем каждый лазерный импульс характеризуется
энергией лазерного импульса в пределах 0,01-10 Дж;
пиковой мощностью лазерного импульса в пределах 100-20000 Вт, а в предпочтительном варианте - в пределах 250-3000 Вт;
продолжительностью лазерного импульса в пределах от 25 мкс до 20 мс, а в предпочтительном варианте в пределах от 50 мкс до 10 мс.
9. Лазерная система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая: контроллер, выдающий управляющий сигнал, который содержит информацию о требуемой пиковой мощности или энергии импульса в режиме AMR или о требуемой пиковой мощности или энергии импульса и требуемой PF в AFMR;
возбудитель, соединенный с контроллером и выполненный с возможностью выдачи последовательности электрических импульсов, которые периодически модулируются и подаются на вход устройства накачки, возбуждающего лазер.
10. Лазерная система по п. 9, в которой возбудитель лазера дополнительно содержит устройство аккумулирования энергии, функционально связанное с контроллером.
11. Лазерная система по п. 9, дополнительно содержащая оптико-акустический модулятор (АОМ), электрооптический модулятор (ЕОМ) или пассивный модулятор, соединенный с контроллером, и лазер, функционирующий в режиме модуляции добротности с модулированной величиной резонатора и выдающий лазерные импульсы, каждый из которых характеризуется
энергией, варьирующейся в диапазоне 0,1-10 мДж;
пиковой мощностью, варьирующейся в диапазоне 200-1000 000 Вт; и
PF, варьирующейся в диапазоне 500-500000 Гц.
12. Лазерная система по п. 1, в которой лазер, работающий в AMR во время хирургической процедуры сканирования, выдает последовательность оптических импульсов с такими параметрами:
частотой PF, лежащей в диапазоне 5-3000 Гц, в предпочтительном варианте в диапазоне 50-1000 Гц;
периодом Na амплитудной модуляции, варьирующимся в диапазоне 2-10 оптических импульсов; и
длиной волн, варьирующейся в диапазоне 1,81-2,2 мкм, причем предпочтительным является диапазон 1,908-1,98 мкм; при этом:
каждый оптический импульс характеризуется диапазоном пиковой мощности 250-5000 Вт, причем предпочтительным является диапазон 400-1000 Вт; а
энергия в импульсе варьируется в диапазоне 0,01-2 Дж, причем предпочтительным является диапазон 0,05-0,5 Дж.
13. Лазерная система по п. 2, в которой лазер, работающий в AFMR во время хирургической процедуры фрагментации, выдает последовательность оптических импульсов с такими параметрами:
частотой PF, лежащей в диапазоне 1-5000 Гц;
периодом Na амплитудной модуляции, варьирующимся в диапазоне 2-10 оптических импульсов; и
периодом Np частотной модуляции, варьирующимся в диапазоне 1-100 оптических импульсов; при этом:
каждый оптический импульс выдается:
с длиной волн, лежащей в диапазоне 1,81-2,2 мкм, причем предпочтительным является диапазон 1,908-1,98 мкм;
с пиковой мощностью, лежащей в диапазоне 100-20000 Вт, причем предпочтительным является диапазон 250-3000 Вт; и
с энергией в импульсе, варьирующейся в диапазоне 0,2-20 Дж, причем предпочтительным является диапазон 0,5-10 Дж.
14. Лазерная система по п. 2, в которой лазер, работающий в AFMR во время бесконтактной хирургической процедуры, выдает последовательность оптических импульсов с такими параметрами:
частотой PF, лежащей в диапазоне 10-3000 Гц;
периодом Na амплитудной модуляции, варьирующимся в диапазоне 2-100 оптических импульсов; и
периодом Np частотной модуляции, варьирующимся в диапазоне 1-100 оптических импульсов; при этом:
каждый оптический импульс выдается:
с длиной волн, лежащей в диапазоне 1,81-2,2 мкм, причем предпочтительным является диапазон 1,908-1,98 мкм;
с пиковой мощностью, лежащей в диапазоне 250-3000 Вт, причем предпочтительным является диапазон 250-1000 Вт; и
с энергией в импульсе, варьирующейся в диапазоне 0,02-1 Дж, причем предпочтительным является диапазон 0,05-0,5 Дж.
15. Лазерная система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая волокно, направляющее лазерные импульсы на конкременты.
16. Лазерная система для лечения конкрементов в организме человека или животного, содержащая:
контроллер, выдающий управляющий сигнал, который содержит информацию о требуемой форме лазерного импульса; и
лазер, испускающий последовательность лазерных импульсов и функционально связанный с контроллером таким образом, что каждый лазерный импульс характеризуется требуемой формой лазерного импульса, которая образуется:
первым и вторым субимпульсами, отделенными друг от друга во времени; при этом:
энергия первого субимпульса варьируется в диапазоне 0,02-0,15 Дж (предпочтительно в диапазоне 0,05-0,1 Дж);
пиковая мощность первого субимпульса варьируется в диапазоне 50-500 Вт (предпочтительно в диапазоне 100-300 Вт);
временной интервал между первым субимпульсом и вторым субимпульсом варьируется в диапазоне 50-900 мкс, а в предпочтительном варианте - в диапазоне 100-500 мкс;
энергия второго субимпульса превышает энергию первого субимпульса и варьируется в диапазоне 0,1-10 Дж;
пиковая мощность второго субимпульса превышает пиковую мощность первого субимпульса и варьируется в диапазоне 300-20000 Вт.
17. Лазерная система для лечения конкрементов в организме человека или животного, содержащая
контроллер, выдающий управляющий сигнал, который содержит информацию о требуемой форме лазерного импульса; и
лазер, испускающий последовательность лазерных импульсов и функционально связанный с контроллером таким образом, что каждый лазерный импульс формируется с требуемой формой лазерного импульса, которая характеризуется наличием:
начального и последующего участков, причем последующий участок характеризуется более высокой мощностью в сравнении с начальным участком; при этом:
мощность начального участка постепенно повышается от минимального уровня до уровня мощности последующего участка;
минимальный уровень мощности начального участка импульса варьируется в пределах 0-200 Вт;
продолжительность начального участка варьируется в диапазоне 0,1-10 мс; энергия начального участка импульса составляет 10-70% от общей энергии импульса;
мощность последующего участка варьируется в пределах 400-20000 Вт; и продолжительность последующего участка варьируется в пределах 0,5-20 мс.
18. Лазерная система по п. 17, в которой мощность начального участка возрастает в соответствии с одной из таких функций, как линейная, полиномиальная и экспоненциальная функция.
19. Лазерная система по п. 16 или 17, в которой лазер выбирается из числа таких лазеров, как твердотельный лазер с диодной накачкой, волоконный лазер с диодной накачкой, твердотельный лазер с импульсной ламповой накачкой и прямой диодный лазер.
20. Лазерная система по п. 18, в которой лазером служит один из таких лазеров, как Tm:YAG, Tm:YLF, Tm:YAP, Tm:LuAG, Tm:LuLF, Tm:LuAP, волоконный Тm-лазер или Ho:YAG лазер.
21. Лазерная система по п. 16 или 17, в которой лазер работает в диапазоне длин волн от 1,85 мкм до 2,2 мкм, в предпочтительном варианте - в диапазоне 1,908-1,96 мкм.
22. Лазерная система по п. 16 или 17, дополнительно содержащая волокно, направляющее лазерные импульсы на конкременты.
23. Способ лечения конкрементов в организме человека или животного, предусматривающий:
испускание лазером последовательности лазерных импульсов с постоянной частотой следования импульсов (PF) и периодически меняющейся пиковой мощностью или энергией импульса или пиковой мощностью или энергией импульса с периодом амплитудной модуляции, составляющей Na ≥ 2 и равной количеству импульсов в амплитудно-периодической группе импульсов.
24. Способ лечения конкрементов в организме человека или животного, предусматривающий
испускание лазером последовательности лазерных импульсов с: периодически изменяющимся, по меньшей мере, одним параметром из числа пиковой мощности или энергии импульса или пиковой мощности или энергии импульса с периодом Na амплитудной модуляции, равной количеству импульсов в амплитудно-периодической группе импульсов, причем пиковая мощность и/или энергия импульса, соответственно, монотонно не уменьшается от первого до последнего импульса в указанной амплитудно-периодической группе импульсов; и
периодически изменяющейся PRF с периодом Np частотной модуляции, равной количеству импульсов в частотно-периодической группе импульсов.
25. Способ по п. 23 или 24, в котором период Na модуляции, по меньшей мере, одного параметра из числа пиковой мощности и энергии импульса варьируется в диапазоне 2-1000 лазерных импульсов, в предпочтительном варианте - в диапазоне 2-100 лазерных импульсов, а в наиболее предпочтительном варианте - в диапазоне 2-10 лазерных импульсов.
26. Способ по п. 23 или 24, в котором период Np модуляции PRF варьируется в диапазоне 2-1000 лазерных импульсов, в предпочтительном варианте в диапазоне 2-100 лазерных импульсов, а в наиболее предпочтительном варианте - в диапазоне 2-10 лазерных импульсов.
27. Способ по п. 23 или 24, в котором лазер выбирается из числа таких лазеров, как твердотельный лазер с диодной накачкой, волоконный лазер с диодной накачкой, твердотельный лазер с импульсной ламповой накачкой и прямой диодный лазер.
28. Способ по п. 23 или 24, в котором работает в диапазоне длин волн от 1,85 мкм до 2,2 мкм, а в предпочтительном варианте - в диапазоне 1,91-1,96 мкм.
29. Способ по п. 23, дополнительно предусматривающий подачу последовательности лазерных импульсов в ходе выполнения хирургической процедуры сканирования с такими параметрами:
частотой следования импульсов (PF), варьирующейся в диапазоне 5-3000 Гц, в предпочтительном варианте - в диапазоне 50-1000 Гц;
периодом Na амплитудной модуляции, варьирующимся в диапазоне 2-10 оптических импульсов; и
длиной волн, варьирующейся в диапазоне 1,81-2,2 мкм, причем предпочтительным является диапазон 1,908-1,98 мкм; при этом:
каждый оптический импульс характеризуется диапазоном пиковой мощности 250-5000 Вт, причем предпочтительным является диапазон 400-1000 Вт; а
энергия в импульсе варьируется в диапазоне 0,01-2 Дж, причем предпочтительным является диапазон 0,05-0,5 Дж.
30. Способ по п. 23, дополнительно предусматривающий подачу последовательности лазерных импульсов во время хирургической процедуры фрагментации с такими параметрами:
частотой PF, лежащей в диапазоне 1-300 Гц;
периодом Na амплитудной модуляции, варьирующимся в диапазоне 2-10 оптических импульсов; и
длиной волн, лежащей в диапазоне 1,81-2,2 мкм, причем предпочтительным является диапазон 1,908-1,98 мкм; при этом:
каждый оптический импульс характеризуется пиковой мощностью, лежащей в диапазоне 100-20000 Вт, а в предпочтительном варианте в диапазоне 250-1000 Вт, и энергией в импульсе, варьирующейся в диапазоне 0,2-20 Дж, а в предпочтительном варианте - в диапазоне 0,5-5 Дж.
31. Способ по п. 24, дополнительно предусматривающий подачу последовательности лазерных импульсов во время хирургической процедуры фрагментации с такими параметрами:
частотой PF, лежащей в диапазоне 1-3000 Гц;
периодом Na амплитудной модуляции, варьирующимся в диапазоне 2-10 оптических импульсов; и
периодом Np частотной модуляции, варьирующимся в диапазоне 1-100 оптических импульсов; при этом:
каждый оптический импульс выдается:
с длиной волн, лежащей в диапазоне 1,81-2,2 мкм, причем предпочтительным является диапазон 1,908-1,98 мкм;
с пиковой мощностью, лежащей в диапазоне 100-20000 Вт, причем предпочтительным является диапазон 250-3000 Вт; и
с энергией в импульсе, варьирующейся в диапазоне 0,2-20 Дж, причем предпочтительным является диапазон 0,5-10 Дж.
32. Способ по п. 24, дополнительно предусматривающий подачу последовательности лазерных импульсов во время бесконтактной хирургической процедуры с такими параметрами:
частотой v следования импульсов (PF), лежащей в диапазоне 10-1000 Гц;
периодом Na амплитудной модуляции, варьирующимся в диапазоне 2-100 оптических импульсов; и
периодом Np частотной модуляции, варьирующимся в диапазоне 1-100 оптических импульсов; при этом:
каждый оптический импульс выдается:
с длиной волн, лежащей в диапазоне 1,81-2,2 мкм, причем предпочтительным является диапазон 1,908-1,98 мкм;
с пиковой мощностью, лежащей в диапазоне 250-5000 Вт, причем предпочтительным является диапазон 250-1000 Вт; и
с энергией в импульсе, варьирующейся в диапазоне 0,05-1 Дж, причем предпочтительным является диапазон 0,05-0,5 Дж.
33. Способ лечения конкрементов в организме человека или животного, предусматривающий:
выдачу управляющего сигнала, содержащего информацию о требуемой форме лазерного импульса; и
испускание последовательности лазерных импульсов, каждый из которых имеет требуемую форму, которая образуется с помощью:
первого и второго субимпульсов, отделенных друг от друга во времени; при этом:
энергия первого субимпульса варьируется в диапазоне 0,02-0,15 Дж (предпочтительно в диапазоне 0,05-0,1 Дж);
пиковая мощность первого субимпульса варьируется в диапазоне 50-500 Вт (предпочтительно в диапазоне 100-300 Вт);
временной интервал между первым субимпульсом и вторым субимпульсом варьируется в диапазоне 50-900 мкс, а в предпочтительном варианте в диапазоне 100-500 мкс;
энергия второго субимпульса превышает энергию первого субимпульса и варьируется в диапазоне 0,1-10 Дж; и
пиковая мощность второго субимпульса превышает пиковую мощность первого субимпульса и варьируется в диапазоне 300-20000 Вт.
34. Способ лечения конкрементов в организме человека или животного, предусматривающий:
выдачу управляющего сигнала, содержащего информацию о требуемой форме лазерного импульса;
испускание последовательности лазерных импульсов, каждый из которых имеет требуемую форму, которая характеризуется наличием:
начального и последующего участков, причем последующий участок характеризуется более высокой мощностью в сравнении с начальным участком; при этом:
мощность начального участка постепенно повышается от минимального уровня до уровня мощности последующего участка;
минимальный уровень мощности начального участка импульса варьируется в пределах 0-200 Вт;
продолжительность начального участка варьируется в диапазоне 0,1-10 мс; энергия начального участка импульса составляет 10-70% от общей энергии импульса;
мощность последующего участка варьируется в пределах 400-20000 Вт; и продолжительность последующего участка варьируется в пределах 0,5-20 мс.
35. Способ по п. 34, дополнительно предусматривающий повышение мощности начального участка в соответствии с одной из таких функций, как линейная, полиномиальная и экспоненциальная функция.
36. Способ по п. 33 или 34, в котором лазер выбирается из числа таких лазеров, как твердотельный лазер с диодной накачкой, волоконный лазер с диодной накачкой, твердотельный лазер с импульсной ламповой накачкой и прямой диодный лазер.
37. Способ по п. 36, в котором лазером служит один из таких лазеров, как Tm:YAG, Tm:YLF, Tm:YAP, Tm:LuAG, Tm:LuLF, Tm:LuAP, волоконный Tm-лазер или Ho:YAG лазер.
38. Способ по п. 33 или 34, в котором лазер работает в диапазоне длин волн от 1,85 мкм до 2,2 мкм, в предпочтительном варианте в диапазоне 1,908-1,96 мкм.
39. Способ по п. 33 или 34, дополнительно предусматривающий направление последовательности лазерных импульсов, попадающих на конкременты в организме человека или животного через выводное волокно.