專(zhuān)利名稱(chēng)：激光皮膚穿孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及激光醫(yī)療儀器，并具體涉及用來(lái)對(duì)病人的皮膚無(wú)接觸地穿孔以采集血樣的醫(yī)療儀器。
背景技術(shù)：
毛細(xì)管采血是一種從病人的皮下毛細(xì)血管床獲得血樣的過(guò)程。用來(lái)從病人處采集少量血液的傳統(tǒng)方法使用機(jī)械的皮膚穿孔器，這種穿孔器帶有諸如金屬刺血針或針頭之類(lèi)的尖銳裝置。這樣操作存在許多缺點(diǎn)，其中的兩個(gè)是衛(wèi)生保健工作者或公眾可能會(huì)受到已用來(lái)對(duì)皮膚穿孔的裝置的感染，以及處理和處置生物學(xué)上危險(xiǎn)的廢物費(fèi)用昂貴。
激光在許多的外科操作中用作一種高效的精密工具。在諸激光輻射源中，醫(yī)療上所關(guān)心的是諸如摻雜有鉺(Er)離子的YAG(釔鋁石榴石)晶體的稀土元素。
人們可以使用各種激射物質(zhì)材料作為一種工作媒質(zhì)來(lái)產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的激光。這些材料包括，但不局限于，摻雜有稀土元素的氧化物以及氟化物激光晶體和玻璃。將這樣的晶體和玻璃與雜質(zhì)摻合，以確定所得到的激光波長(zhǎng)。
在使用激光的情況中，其系統(tǒng)通常包括一用來(lái)產(chǎn)生激光的光源以及用來(lái)將激光束引向一目標(biāo)的光學(xué)構(gòu)件。激光源可以產(chǎn)生連續(xù)或者脈沖的激光能量輸出。向目標(biāo)試樣傳輸激光能量并接著蒸發(fā)試樣的一部分通常會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品，如從試樣來(lái)的煙氣、碳化顆?；?或?yàn)R散顆粒。這些副產(chǎn)品會(huì)對(duì)激光系統(tǒng)的連貫操作構(gòu)成威脅，這是因?yàn)樗鼈兛赡艹练e在系統(tǒng)的物鏡上，從而損壞或改變光學(xué)構(gòu)件、降低輸出功率、使光或激光束內(nèi)的能量分布圖案扭曲，或者使系統(tǒng)的性能降低。
現(xiàn)有技術(shù)中已知有適于通過(guò)聚焦激光束對(duì)病人的皮膚組織進(jìn)行穿孔的方法和裝置。皮膚穿孔器在激光輻照的波長(zhǎng)與活體組織的光發(fā)射強(qiáng)烈吸收區(qū)域相符時(shí)，對(duì)皮膚的穿孔最為有效。在用激光束對(duì)活體組織進(jìn)行處理的過(guò)程中防止血液的凝結(jié)也是很重要的。當(dāng)穿孔器所使用的釔鋁鉺石榴石(yttriumaluminum erbium garnet)激光器的激光發(fā)射波長(zhǎng)為2.94微米并且激光脈沖持續(xù)時(shí)間在50至500微秒之間時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)激光束聚焦在皮膚組織上并使激光聚焦區(qū)域處的一小塊皮膚蒸發(fā)時(shí)就發(fā)生穿孔。
某些用來(lái)無(wú)接觸地對(duì)病人的皮膚進(jìn)行穿孔并同時(shí)采集血樣的醫(yī)療裝置的操作通常會(huì)產(chǎn)生明顯的疼痛，并致使具有疼痛經(jīng)歷的病人恐懼和憂(yōu)慮。盡管現(xiàn)代的激光穿孔器設(shè)計(jì)嘗試消除這樣的疼痛和憂(yōu)慮，但進(jìn)一步地減少病人的不舒適感會(huì)顯著地增加該新毛細(xì)管采血技術(shù)的實(shí)用性。在美國(guó)專(zhuān)利5,908,416中所揭示的方法和裝置中，嘗試通過(guò)提供具有特殊形狀的激光束來(lái)降低穿孔過(guò)程中的疼痛。但這樣的方法使光學(xué)系統(tǒng)更為復(fù)雜、導(dǎo)致激光束能量的損失、使儀器更加昂貴并且難于制造。在這樣的裝置中，激光能量補(bǔ)償?shù)脑黾訒?huì)致使激光束的發(fā)散性更大，最終導(dǎo)致在穿孔區(qū)域的皮膚灼傷。
因此，需要一種能減少病人在采血操作中所經(jīng)受的疼痛和憂(yōu)慮的激光穿孔裝置。還需要一種能防止由于皮膚組織蒸發(fā)的產(chǎn)物而發(fā)生沾染的激光穿孔裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種用來(lái)對(duì)病人的皮膚穿孔并獲取血樣的激光穿孔器。該穿孔器包括一用來(lái)產(chǎn)生一輸出激光束的激光源、一用來(lái)將輸出激光束聚焦在所選擇的進(jìn)行穿孔的皮膚區(qū)域的聚焦結(jié)構(gòu)、一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及一電源單元。設(shè)置一固位結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)在所選擇的進(jìn)行穿孔的皮膚區(qū)域中的血液循環(huán)。該皮膚固位結(jié)構(gòu)包括形成有一柔性圍壁的大體中空的中間區(qū)段。中間區(qū)段置于一設(shè)置在前方的接合杯狀件與位于后方的底壁之間。在大體中空的中間區(qū)段內(nèi)、在接合杯狀件與底壁之間設(shè)置一底座件。柔性的圍壁可變形，以顯著地降低中間區(qū)段的體積，并致使其內(nèi)部的壓力上升。皮膚固位結(jié)構(gòu)還包括一用來(lái)在中間區(qū)段內(nèi)調(diào)節(jié)壓力的壓力調(diào)節(jié)裝置。當(dāng)進(jìn)行了壓力調(diào)節(jié)之后，在中間區(qū)段內(nèi)形成一低壓區(qū)域，以產(chǎn)生抽吸力，使皮膚區(qū)域的至少一部分深入接合杯狀件。壓力調(diào)整結(jié)構(gòu)可以是一閥的形式，并且設(shè)置一偏壓件以便于將變形的中間區(qū)段回復(fù)到其初始的未變形位置。
關(guān)于本發(fā)明的另一方面，接合杯狀件的后壁形成有供激光束通過(guò)的一開(kāi)口。可以提供一光學(xué)膜片，用于防止接合杯狀件與包含激光源的穿孔器和聚焦結(jié)構(gòu)的內(nèi)部區(qū)域之間的流體連通，該光學(xué)膜片設(shè)有開(kāi)口。該擋片是用對(duì)激光輻照透明的材料制成的。
關(guān)于本發(fā)明的再一個(gè)方面，借助于沿著其長(zhǎng)度具有可變化厚度的一光學(xué)件，能夠?qū)魉偷讲∪似つw的激光能量進(jìn)行調(diào)節(jié)。該光學(xué)件用具有預(yù)定的激光輻照透光特性的材料制成。光學(xué)件設(shè)置在所要穿孔的皮膚區(qū)域與激光源之間。光學(xué)件可以具有楔形的形狀且?guī)в幸淮笾鲁蕡A柱形的外壁，并且光學(xué)件可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在激光源與聚焦結(jié)構(gòu)之間。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，光學(xué)件橫向于激光束的方向移動(dòng)。
本發(fā)明的再一方面提供一種防止非意愿的穿孔器致動(dòng)。該裝置包括多個(gè)獨(dú)立的接合扇形體，諸接合扇形體沿著杯狀件的縱向軸線(xiàn)可滑動(dòng)地布置。諸扇形體的末端部分形成可在斷開(kāi)與閉合位置之間操作的一開(kāi)關(guān)的一部分。在斷開(kāi)的位置上，接合扇形體的末端部分與設(shè)置在接合杯狀件的一后壁處的一導(dǎo)電板隔開(kāi)，以斷開(kāi)激光光源的供電線(xiàn)路。在閉合位置上，接合扇形體的末端部分與導(dǎo)電板接合，以致動(dòng)激光源的供電線(xiàn)路。該裝置包括一滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件在一橫向于激光束方向的平面內(nèi)可移動(dòng)，以使在裝置的一標(biāo)準(zhǔn)位置處，滑動(dòng)件堵塞住穿孔器的一中心通道并防止激光束意外地發(fā)出。
接合杯狀件可以成形有一大體中空的內(nèi)部腔體，并且至少由其一側(cè)壁形成。在側(cè)壁內(nèi)可形成一接合開(kāi)孔，以使進(jìn)入大體中空的內(nèi)部區(qū)域的激光束切向地指向通過(guò)接合開(kāi)孔突出的皮膚區(qū)域，以在皮膚的穿孔區(qū)域產(chǎn)生一細(xì)長(zhǎng)的切口。或者，適于接納皮膚區(qū)域的接合開(kāi)孔可以形成在接合杯狀件的前部，以設(shè)置成與進(jìn)入內(nèi)部區(qū)域的激光束的方向成一角度。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明的一激光穿孔器的示意圖，且它包括一皮膚固位裝置；圖1A示出了帶有一抽吸結(jié)構(gòu)的穿孔器前面區(qū)域；圖2示出了穿孔裝置的一接合杯狀件；圖2A示出了接合杯狀件的另一實(shí)施例；圖3示出了接合杯狀件的再一實(shí)施例；圖4示出了接合杯狀件的再一實(shí)施例；圖5是示出用于穿孔裝置中的一光學(xué)件的應(yīng)用的示意圖；圖6是示出光學(xué)件的另一應(yīng)用的示意圖；圖6A示出了光學(xué)件的成形方法；圖7示出了帶有光學(xué)件的穿孔裝置的前部；圖8示出了穿孔裝置的一修改后的前部；圖9是穿孔裝置前部的示意圖，示出了本發(fā)明的一個(gè)安全特征；圖9A是沿著圖9的剖面線(xiàn)9A-9A所得的剖面圖；圖9B是沿著圖9的剖面線(xiàn)9B-9B所得的剖面圖；圖10是示出本發(fā)明另一安全特征在伸出位置下的剖面圖；圖11是示出在操作位置下的圖10所示安全特征；圖12示出了本發(fā)明的另一安全特征；圖13是示出聚焦結(jié)構(gòu)的各種位置的示意圖；圖13A是示出當(dāng)透鏡處于圖13中所示位置A時(shí)在病人的皮膚中所形成的傷口的圖；圖13B是示出當(dāng)透鏡處于圖13中所示位置B時(shí)在病人的皮膚中所形成的傷口的圖；圖13C是示出當(dāng)透鏡處于圖13中所示位置C時(shí)在病人的皮膚中所形成的傷口的圖；圖14示出了本發(fā)明的一聚焦結(jié)構(gòu)；圖15示出了本發(fā)明的另一聚焦結(jié)構(gòu)；圖16示出了本發(fā)明的再一聚焦結(jié)構(gòu)；圖17示出了激光穿孔器組件的一工作位置；圖18示出了圖17所示組件在殼體完全插入到底座的接納腔體中之前的情況；圖19示出了本發(fā)明的激光穿孔器組件的另一實(shí)施例；圖20示出了圖19的變壓器所使用的一繞組結(jié)構(gòu)；以及圖21示出圖20所示變壓器的另一繞組結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
在皮膚穿孔操作中減少病人的疼痛是一項(xiàng)復(fù)雜工作，它需要考慮到以下的因素儀器的安全和易于使用的設(shè)計(jì)、選擇穿孔的區(qū)域、在穿孔操作之前對(duì)皮膚區(qū)域進(jìn)行預(yù)先處理以及調(diào)節(jié)激光束的強(qiáng)度。還需要為每一位病人確定一個(gè)最優(yōu)的能量強(qiáng)度以及在穿孔區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)激光束的正確對(duì)焦。
要在皮膚穿孔的過(guò)程中使疼痛最小，重要的是減少在穿孔位置處的激光能量強(qiáng)度和使病人皮膚組織中的傷口尺寸最小，且同時(shí)保持血液的排出量處于一個(gè)恒定量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)任務(wù)是通過(guò)激勵(lì)選擇進(jìn)行穿孔的皮膚部位內(nèi)的血流來(lái)完成的，這樣，即使很小的穿孔也能獲得所需要量的血液。在穿孔區(qū)域中的血流激勵(lì)可以通過(guò)使這個(gè)區(qū)域的皮膚處于皮膚固位裝置的接合開(kāi)口內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在請(qǐng)參見(jiàn)圖1，該圖示出了一個(gè)形成有適于激勵(lì)穿孔區(qū)域中的血流的一皮膚固位裝置的激光皮膚穿孔裝置或激光皮膚穿孔器10。在圖1中所示的激光皮膚穿孔器的主要部件包括一產(chǎn)生激光束輸出的脈沖型激光源12；一用來(lái)在特定的皮膚表面部分上聚焦激光束以產(chǎn)生高能作用的聚焦結(jié)構(gòu)14；一電源塊16以及一用來(lái)將所選擇的穿孔部位保持在激光束的聚焦區(qū)域之內(nèi)的裝置18。
脈沖型激光源12和皮膚固位裝置18通常位于穿孔器的殼體20內(nèi)。皮膚固位裝置18設(shè)置在殼體的前部處，脈沖型激光源12位于其后。皮膚定位裝置18包括一大體中空的中間區(qū)段22，該中間區(qū)段22帶有一位于其近端部分26和末端部分28之間的柔性外壁24。在中間區(qū)段內(nèi)，至少有一彈簧或偏壓件32在近端和末端之間延伸。在圖2所示實(shí)施例中，固位裝置的近端部分26是一接合杯狀件的形式，該接合杯狀件適于在血液采集操作的過(guò)程中與所要穿孔的一皮膚部位接合。
如在圖2和2A中最好地所示，一典型的接合杯狀件30呈截頭圓錐體形，并且形成有一大體中空的內(nèi)部空間34。為了更好地與所要穿孔的皮膚(例如病人的手指)接合，接合杯狀件的前端36設(shè)有一接合開(kāi)孔37，該接合開(kāi)孔37具有設(shè)置在相互隔開(kāi)且大致垂直于接合杯狀件的縱向軸線(xiàn)的兩平面內(nèi)、大致呈圓形的內(nèi)區(qū)域38和外區(qū)域40。選擇外區(qū)域40的直徑(D外)與內(nèi)區(qū)域38的直徑(D內(nèi))之間比值，使其大于7∶3(D外∶D內(nèi)＞7∶3)。內(nèi)、外區(qū)域之間的距離在1.0至5.0毫米之間。
在皮膚固位裝置的末端28內(nèi)設(shè)有一減壓閥42。如圖2所示，減壓閥42包括一準(zhǔn)圓錐形的調(diào)節(jié)件44，該調(diào)節(jié)件44適于與設(shè)置在末端部分28的壁中的一接納開(kāi)口46可滑動(dòng)地接合。從調(diào)節(jié)件44向外延伸一手柄48。在手柄48與末端部分的外壁之間設(shè)置有一開(kāi)關(guān)49。盡管在上文中討論了減壓閥42的一特殊的設(shè)計(jì)，但應(yīng)予理解的是，也考慮了在本發(fā)明的儀器中使用其它的傳統(tǒng)閥結(jié)構(gòu)。
在操作中，當(dāng)操作者向適于穿孔的皮膚組織區(qū)域上按壓接合杯狀件30的前端36時(shí)，就施加了初始的壓力。這致使初始時(shí)血液向穿孔區(qū)域流入?？紤]到中間區(qū)段的外壁24的柔性，當(dāng)操作者施加更大的力以進(jìn)一步將接合杯狀件30壓向皮膚時(shí)，近端部分26就更加靠近末端部分28，使中空的中間區(qū)段22明顯縮短，并且其內(nèi)部的相應(yīng)壓力上升。這使減壓閥42打開(kāi)，這樣，就將皮膚固定位置內(nèi)部的被壓縮氣體釋放到外界大氣中。當(dāng)不繼續(xù)在病人的皮膚上施加壓力時(shí)，中間區(qū)段的柔性壁24被偏壓件或彈簧32驅(qū)動(dòng)，并回復(fù)到其原來(lái)的伸出位置上(見(jiàn)圖1)。在這樣的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在中空的中間區(qū)段22內(nèi)形成了低壓力區(qū)域，致使閥42關(guān)閉。這接著又形成抽吸，使穿孔皮膚的區(qū)域更加深入到近端部分的接合開(kāi)孔37中。這使皮膚進(jìn)一步變形，且更多的血液流入到穿孔區(qū)域中。當(dāng)閥22關(guān)閉，手柄48就被帶至末端部分28的附近，并致動(dòng)開(kāi)關(guān)49。這開(kāi)動(dòng)了電源塊16，并向激光源12供電，以產(chǎn)生使皮膚穿孔的激光束。
現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)圖1A，該圖示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，接合杯狀件30與聚焦結(jié)構(gòu)14之間的內(nèi)部空間區(qū)域通過(guò)一管出口11與一抽吸結(jié)構(gòu)13連接。為了防止儀器的內(nèi)部區(qū)域受到污染，去除在采血操作的過(guò)程中所產(chǎn)生的皮膚蒸發(fā)物及其它不想要的產(chǎn)物，并且使積聚在一過(guò)濾器23處。
在圖1所示的實(shí)施例中，為了防止激光源12的意外致動(dòng)，可以在皮膚固位裝置的中空中間區(qū)段22內(nèi)設(shè)置一光學(xué)傳感器或者電容傳感器39。只要有光線(xiàn)穿過(guò)接合開(kāi)孔37進(jìn)入到中空中間區(qū)段22中并在傳感器39處被記錄下來(lái)，電源塊16就不會(huì)被致動(dòng)。這樣，只要接合孔37與病人的皮膚是有間隔的，就可保持裝置不被致動(dòng)。傳感器39僅在接合開(kāi)孔被皮膚部位堵塞住、周?chē)墓饩€(xiàn)無(wú)法穿透到中空中間區(qū)段內(nèi)時(shí)才允許電源塊向激光源12發(fā)送高壓脈沖。
傳感器39也可以是一光敏電阻或光電二極管的形式，且它在中間區(qū)段內(nèi)部的照度達(dá)到一預(yù)定程度時(shí)才致動(dòng)。在替代的實(shí)施例中，傳感器的功能可以通過(guò)一種對(duì)由所選擇皮膚部位在接合開(kāi)孔37處的定位所導(dǎo)致的電容干擾進(jìn)行記錄的一裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖1所示的實(shí)施例中，光傳感器39形成皮膚固位裝置的中間區(qū)段內(nèi)部區(qū)域的一部分。但應(yīng)該清楚的是，將傳感器放置在激光穿孔裝置的其它部分中是落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)的。
現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)圖3和4，它們示出了接合杯狀件的替代實(shí)施例，這些接合杯狀件可能進(jìn)一步在皮膚穿孔的過(guò)程中減輕病人所經(jīng)受的疼痛?？梢酝ㄟ^(guò)改變激光束指向皮膚表面的角度來(lái)調(diào)節(jié)皮膚穿孔的大小?？v向穿孔和切口通?？梢栽谄つw組織內(nèi)的較淺的穿孔深度下產(chǎn)生所需要的血量。由于在靠近皮膚表面處的神經(jīng)密集度降低，所以這樣的技術(shù)在采血過(guò)程中引起的疼痛較小。
在圖3的實(shí)施例中，接合杯狀件50是一細(xì)長(zhǎng)的錐形件的形式，該錐形件具有一封閉的前端部和一大體中空的內(nèi)部。在接合杯狀件50的內(nèi)壁中延伸有一細(xì)長(zhǎng)的接合開(kāi)孔57，并且該細(xì)長(zhǎng)的接合開(kāi)孔57與接合杯狀件50的縱向軸線(xiàn)間隔開(kāi)。當(dāng)將一手指或適于穿孔的其它皮膚表面放置在細(xì)長(zhǎng)的接合開(kāi)孔57內(nèi)時(shí)，僅有有限的皮膚區(qū)域延伸穿過(guò)開(kāi)孔進(jìn)入到中空的內(nèi)部。這樣，就在皮膚和開(kāi)孔之間形成了一細(xì)長(zhǎng)的接合區(qū)域。如圖3所示，激光束切向地指向穿透入杯狀件中空內(nèi)部的皮膚區(qū)域。這樣就產(chǎn)生了一條具有穿透到皮膚組織中一有限深度的縱向延伸的切口。
在圖4中所示的實(shí)施例中，接合開(kāi)孔57的內(nèi)和外區(qū)域橫向于激光束的方向，并且設(shè)置成與接合杯狀件的縱向軸線(xiàn)成一角度而非垂直。具體地說(shuō)，內(nèi)和外區(qū)域的平面設(shè)置成與激光束的方向成一角度。這樣的布置通常在皮膚與接合開(kāi)孔57之間形成一橢圓形的接合區(qū)域。這樣，在圖4所示的實(shí)施例中，激光束以一角度暴露至穿孔的皮膚區(qū)域；以形成在靠近皮膚表面處延伸的一細(xì)長(zhǎng)的切口。
如圖4中最好地所示，可以在接合杯狀件的接合開(kāi)孔57的外部區(qū)域處設(shè)置一條易處置的測(cè)試條21，以用于可視和/或量化的快速血液分析。
在本發(fā)明中，接合杯狀件通?？梢允羌す馄つw穿孔器和/或尤其是皮膚固位裝置的一整體成形的部分?；蛘?，接合杯狀件可以形成為可從穿孔裝置取下的一次性使用的單元。在這樣的情況下，接合杯狀件可用作適于收集所產(chǎn)生的血樣的一次性容器。在圖2A中示出了這樣的一次性接合杯狀件15的一個(gè)例子。血樣實(shí)際上收集在接合杯狀件的一內(nèi)部中空區(qū)域34內(nèi)，該中空區(qū)域34位于前部接合開(kāi)孔37的后方。為了可視地估計(jì)所采集的血液，接合杯狀件的一側(cè)壁17可以用透明的材料制成。容器側(cè)壁的內(nèi)表面19可以至少部分地有一覆層，該覆層適于在快速血液分析的過(guò)程中顯示糖份的存在、膽固醇的濃度等等。為了便于操作者操作該裝置，側(cè)壁的外面可以至少部分地覆有一種防滑材料。
為了中和令人不愉快的氣味并進(jìn)一步防止穿孔裝置的構(gòu)件受到皮膚蒸發(fā)的產(chǎn)物的污染，接合杯狀件的內(nèi)表面19可以覆有一層吸收材料。這樣的材料的一個(gè)例子是活性碳。
我們知道，皮膚的厚度和提供血液的能力在一位病人與另一位之間有顯著的不同。人們也知道，相比病人的柔軟、細(xì)嫩的皮膚，對(duì)較硬的皮膚進(jìn)行穿孔需要更大的激光能量。當(dāng)在采血的過(guò)程中、無(wú)差別地對(duì)所有的病人都施加等強(qiáng)度的激光能量時(shí)，皮膚柔軟細(xì)嫩的個(gè)別病人通常會(huì)承受更大的不必要的疼痛。將激光能量的強(qiáng)度調(diào)節(jié)到穿孔最低所需要的水平，構(gòu)成了使病人所經(jīng)受的疼痛最輕的一個(gè)重要的先決條件?，F(xiàn)有技術(shù)的激光皮膚穿孔器提供了各種能夠調(diào)節(jié)對(duì)激光源供電的電能供應(yīng)并控制激光束向病人的皮膚所發(fā)出的能量強(qiáng)度的電子裝置。這樣的電子裝置通常是復(fù)雜的，且不完全可靠。
現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)圖5、6及6A，這些圖中示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，該實(shí)施例包括了一厚度可變的光學(xué)件27。該光學(xué)件通常設(shè)置在皮膚與激光源12之間。光學(xué)件27還可以設(shè)置在皮膚與聚焦結(jié)構(gòu)14之間，或者在聚焦結(jié)構(gòu)14與激光源12之間。光學(xué)件27形成有一楔形的形狀，并且是用在所要求的激光輻照波長(zhǎng)情況下具有預(yù)定透光特性的材料制成的。如圖6A所示，當(dāng)沿著放置成與一圓柱體的縱向軸線(xiàn)成一角度的一平面或諸平面切割該圓柱體時(shí)，就可以形成該光學(xué)件。典型的光學(xué)件本體包括一大致呈圓柱形的外表面29以及相互成一角度設(shè)置的第一和第二底部31和33。或者，一個(gè)底部可以大致與光學(xué)件的縱向軸線(xiàn)垂直。光學(xué)件的其它可替代設(shè)計(jì)都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。如圖5中所示，當(dāng)光學(xué)件27橫向于激光束的方向上移動(dòng)時(shí)，就可以對(duì)傳送到皮膚的激光能量加以調(diào)節(jié)。在另一個(gè)實(shí)施例中(見(jiàn)圖6)，當(dāng)光學(xué)件的縱向軸線(xiàn)35與激光束的方向隔開(kāi)且平行、并且光學(xué)件27繞該縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，就能對(duì)激光的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)圖7，該圖示出了激光皮膚穿孔器的一部分，該皮膚穿孔器的接合杯狀件26形成為與殼體20整體成形的一個(gè)部分。在這樣的結(jié)構(gòu)中，激光束的焦點(diǎn)位置固定在杯狀件的接合開(kāi)口37與適于進(jìn)行穿孔的皮膚區(qū)域之間的接合區(qū)域處。接合杯狀件形成有一個(gè)位于聚焦結(jié)構(gòu)41前面的調(diào)節(jié)組件39。調(diào)節(jié)組件包括一接納凹進(jìn)部43和一光學(xué)件27。如上文所述，光學(xué)件27可以具有一楔形的形狀且外表面大致為柱面形。光學(xué)件可繞其縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)形成在接合杯狀件的一側(cè)壁中的接納凹進(jìn)部43伸入接合杯狀件的內(nèi)腔體中。在圖7所示的實(shí)施例中，光學(xué)件27的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)大致平行于殼體20的縱向軸線(xiàn)。為了調(diào)節(jié)激光束的能量強(qiáng)度，旋轉(zhuǎn)光學(xué)件27，以將具有不同厚度的光學(xué)件的部分暴露于激光束。在這個(gè)方面，當(dāng)對(duì)一較厚的皮膚穿孔需要較大的能量強(qiáng)度時(shí)，光學(xué)件27的厚度減少的一部分暴露于激光束，反之亦然。光學(xué)件27還防止包括聚焦結(jié)構(gòu)的穿孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)部受到皮膚蒸發(fā)產(chǎn)物的沾染。
如圖8最好地所示，接合杯狀件包括一光學(xué)膜片43′，該光學(xué)膜片43′用在所要求的輻照強(qiáng)度下具有預(yù)定透光特性的材料制成。該膜片43′具有一預(yù)先固定的厚度，并且能將穿過(guò)其的激光能量減少到一預(yù)定的水平。這樣的結(jié)構(gòu)允許通過(guò)選擇具有最佳厚度的膜片43′的一可替換接合杯狀件來(lái)選擇傳送到皮膚區(qū)域的最佳激光能量強(qiáng)度。
接合杯狀件的后開(kāi)口可以形成為具有可變化的內(nèi)徑，該內(nèi)徑通常不會(huì)超過(guò)激光束外周的尺寸。通過(guò)選擇這樣的內(nèi)開(kāi)口43的尺寸以滿(mǎn)足特殊病人的需要，就可以調(diào)節(jié)在穿孔部位處的激光能量強(qiáng)度。
盡管是結(jié)合用于穿孔操作中的一手指來(lái)描述上述的實(shí)施例的，但應(yīng)予理解的是，在皮膚穿孔操作中也可以使用除了手指之外的身體皮膚部位。
現(xiàn)參見(jiàn)圖9、9A及9B，這些圖示出了適于防止激光穿孔裝置被意外致動(dòng)的本發(fā)明的一裝置。在該實(shí)施例中，接合杯狀件130用作能將電源連接到激光源和將電源與激光源斷開(kāi)的一開(kāi)關(guān)。杯狀件130包括一基座122和多個(gè)接合扇形體124。該基座形成有一內(nèi)凹腔126，該內(nèi)凹腔126從一后壁128向前延伸并適于可滑動(dòng)地接納多個(gè)接合扇形體。盡管考慮到了任何合理數(shù)量的扇形體，但在圖9的實(shí)施例中，接合杯狀件130形成有沿著其縱向軸線(xiàn)放置的四個(gè)對(duì)稱(chēng)的扇形體。每一接合扇形體至少包括一個(gè)適于與病人的皮膚接合的前部132和一個(gè)適于在內(nèi)腔體126內(nèi)可滑動(dòng)地移動(dòng)的后部134。每一扇形體的后部134有一個(gè)從其向外伸出的接合部分或觸點(diǎn)136，該接合部分或觸點(diǎn)136適于接合與基座后壁128相連的導(dǎo)電板中的相應(yīng)開(kāi)口138。當(dāng)受壓時(shí)，每一扇形體124在內(nèi)腔體126中沿著杯狀件的縱向軸線(xiàn)且獨(dú)立于其它的扇形體地滑動(dòng)。一偏壓件或一彈簧140設(shè)置在每一扇形體的后端與杯狀件的后壁之間。如圖9所示，當(dāng)皮膚初始地與前部132接合并且沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的向內(nèi)的力施加在接合扇形體上時(shí)，偏壓件或彈簧140的抵抗力足以保持諸扇形體的后部134(包括觸點(diǎn)或接合部分136)與導(dǎo)電板中的開(kāi)口138間隔開(kāi)。在這樣的狀態(tài)下，從電源單元到激光源的供電電路是斷開(kāi)的。僅在每一接合扇形體都可靠地受皮膚所壓，以使每一扇形體的后部(包括觸點(diǎn)136)在內(nèi)腔體內(nèi)移動(dòng)且每一凸部或觸點(diǎn)136與相應(yīng)的開(kāi)口138接合時(shí)，激光源才被致動(dòng)。作為一個(gè)可替代的例子，接合杯狀件可以形成為一個(gè)實(shí)心的單一零件，而不是分割成多個(gè)單個(gè)的接合扇形體。
現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)圖10和11，兩圖上示出了本發(fā)明的接合杯狀件的另一實(shí)施例，它包括形成有一中空的內(nèi)部空間152的一基座件150和可伸縮地置于基座件的中空內(nèi)部空間內(nèi)的一細(xì)長(zhǎng)的外伸件154。一位于中心的細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口156從一接合凹進(jìn)部158至在其一末端部設(shè)置的一凸緣160延伸過(guò)外伸件154的整個(gè)長(zhǎng)度。接合凹進(jìn)部158成形為接合諸如病人手指之類(lèi)的一皮膚區(qū)域，以使其適于進(jìn)行穿孔。一彈簧或偏壓件162置于內(nèi)部中空空間中的凸緣160與基座件的一后壁164之間。激光束的焦點(diǎn)固定地位于基座件的前部?jī)?nèi)部處。在伸長(zhǎng)的位置(見(jiàn)圖10)，包括接合凹進(jìn)部158的外伸件154從基座件的內(nèi)中空空間152向外伸出。為了開(kāi)始穿孔過(guò)程，適于穿孔的皮膚區(qū)域初始地放置于接合凹進(jìn)部158內(nèi)。然后，在外伸件154上施加一向內(nèi)的力，以壓住引起外伸件154移動(dòng)到中空空間152上的偏壓件162的抵抗力。當(dāng)外伸件154到達(dá)其在基座件內(nèi)的插沒(méi)位置時(shí)(示于圖11)，所選擇的皮膚區(qū)域就暴露于激光束的焦點(diǎn)，以使其發(fā)生瞬間的穿孔。為了更加安全，外伸件的中心開(kāi)口156的內(nèi)表面可以由在一激光輻照的波長(zhǎng)處具有高吸收率的材料153進(jìn)行覆層。在圖10和11所示的實(shí)施例中，直至外伸件穩(wěn)固地受壓且移動(dòng)到插沒(méi)位置，以使適于穿孔的皮膚區(qū)域位于固定設(shè)置的激光束焦點(diǎn)處時(shí)，才會(huì)進(jìn)行穿孔。
在圖12中示出了另一種適于防止激光皮膚穿孔器被意外致動(dòng)的裝置。該裝置的結(jié)構(gòu)與上面參照?qǐng)D9所述的裝置相似。但是，在圖12所示的實(shí)施例中，接合杯狀件180設(shè)有在大致平行于基座部分的后壁182的一平面內(nèi)延伸的一凹槽188。具有一開(kāi)口181的一可滑動(dòng)件185設(shè)置成與凹槽配合。在凹槽188的內(nèi)部與可滑動(dòng)件185之間設(shè)置一偏壓件187。在標(biāo)準(zhǔn)的伸出位置(由圖12中的實(shí)線(xiàn)所示)，滑動(dòng)件從凹槽向外伸出。在該狀態(tài)下，開(kāi)口185移向側(cè)面，致使可滑動(dòng)件185的一實(shí)心部分堵塞住接合杯狀件的主通道。在這種情況下，可滑動(dòng)件185的延伸部分阻止了接合杯狀件180的向下運(yùn)動(dòng)。因而就防止了意外的激光束輻照放出。為了進(jìn)行皮膚穿孔，操作者向內(nèi)按壓滑動(dòng)件的伸出部分，以使開(kāi)口185與主通道一致，并且可以向下移動(dòng)整個(gè)接合杯狀件來(lái)以上面參照?qǐng)D9所述的方式致動(dòng)觸點(diǎn)。
為了便于這樣的操作，杯狀件26的部分57以及其它部分可以覆層防滑材料。為了更加安全，杯狀件26內(nèi)表面的一部分可以覆層對(duì)激光輻照具有高程度的吸收的材料(見(jiàn)圖10的部分153)。當(dāng)杯狀件不是真正地壓在所要穿孔的皮膚部位，而是意外地受壓，例如被孩子壓到時(shí)，這樣的結(jié)構(gòu)不會(huì)讓激光致動(dòng)。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種具有聚焦系統(tǒng)的皮膚穿孔裝置，該聚焦系統(tǒng)能讓使用者將激光束聚焦到所要穿孔的皮膚組織的一預(yù)定深度處。如下文中將更加詳細(xì)地討論的，在皮膚組織內(nèi)的這樣有目標(biāo)的激光束聚焦是在穿孔過(guò)程中減輕疼痛的一個(gè)重要的條件。
在圖13中所示的結(jié)構(gòu)中，適于穿孔的皮膚區(qū)域固定地位于離開(kāi)激光源和聚焦系統(tǒng)一預(yù)定距離處，并且該聚焦系統(tǒng)包括可沿著激光束的軸線(xiàn)移動(dòng)的一聚焦透鏡170。在這點(diǎn)上，圖13是示出了聚焦結(jié)構(gòu)或透鏡170在其沿著激光束的縱向軸線(xiàn)的移動(dòng)中的三個(gè)位置A、B及C和三個(gè)相應(yīng)的激光束a、b及c的焦點(diǎn)位置的示意圖。這些所示的位置與下文參照?qǐng)D13A、13B及13C所述的傷口形成相對(duì)應(yīng)。在位置A、a(見(jiàn)圖13)，激光束的焦點(diǎn)位于皮膚組織內(nèi)的一預(yù)定深度處。在位置B、b，激光束聚焦在皮膚的表面，而在位置C、c，焦點(diǎn)離開(kāi)皮膚表面并與皮膚表面隔開(kāi)一個(gè)間隙。
如上文所指出的，圖13A、13B及13C示意性地代表了在相應(yīng)的聚焦透鏡位置下病人的皮膚中的傷口。圖13A示出了當(dāng)激光束的焦點(diǎn)位于組織內(nèi)并與皮膚表面隔開(kāi)時(shí)的傷口。圖13B示出了當(dāng)激光束聚焦在皮膚表面時(shí)的傷口，而圖13C所示的傷口則是在激光束的焦點(diǎn)位于皮膚表面外側(cè)時(shí)所形成的。
為了使病人在穿孔操作中經(jīng)受的疼痛最輕，最好在組織內(nèi)的一預(yù)定深度處聚焦激光束(見(jiàn)圖13A)，而不是在表面或者離開(kāi)表面處(如圖13B和13C所示)。這是因?yàn)椋诖┛椎倪^(guò)程中，激光束蒸發(fā)活體組織，并形成試圖從穿孔部位逸出的一高速、受壓氣體流。當(dāng)激光束焦點(diǎn)的定位在皮膚組織內(nèi)的一預(yù)定深度處時(shí)(見(jiàn)圖13A)，所產(chǎn)生的傷口成形為具有一錐形的形狀，其尖端位于皮膚組織內(nèi)且寬開(kāi)口位于皮膚表面。這樣的傷口形狀便于氣體和皮膚組織蒸發(fā)產(chǎn)物的逃逸，且不會(huì)導(dǎo)致對(duì)周?chē)纳窠?jīng)結(jié)構(gòu)的不必要的壓力和輻照。聚焦點(diǎn)的最佳深度取決于病人皮膚的條件以及所需要的血量。在兒科的應(yīng)用中或是當(dāng)測(cè)試需要少量血時(shí)，例如對(duì)糖尿病人進(jìn)行葡萄糖測(cè)試，推薦的焦點(diǎn)深度在0.12毫米(表皮的端部)與1.5毫米之間。當(dāng)測(cè)試需要更大量的血液時(shí)，焦點(diǎn)應(yīng)離開(kāi)皮膚表面1.5至4.0毫米。為了蒸發(fā)圖13A中所示的雙陰影區(qū)域，且此時(shí)激光束的焦點(diǎn)位于皮膚組織內(nèi)0.12至4.0毫米的深度處，激光束的直徑應(yīng)在1.0至3.0毫米之間。
在圖13B所示的實(shí)施例中，在穿孔操作的過(guò)程中，激光束聚焦在皮膚的表面。在這樣的狀態(tài)下，激光束在皮膚表面處燒開(kāi)一小開(kāi)口。所產(chǎn)生的傷口形成為具有一錐形形狀，寬的底部位于深入皮膚組織內(nèi)部處，并且一小的開(kāi)口在皮膚表面。僅允許內(nèi)部組織蒸發(fā)的氣體和產(chǎn)物有十分有限時(shí)間來(lái)通過(guò)這個(gè)小開(kāi)口逃逸。這使傷口內(nèi)產(chǎn)生高壓的產(chǎn)物，導(dǎo)致明顯的疼痛和周?chē)M織的出血(瘀腫)。
在圖13C所示的狀態(tài)下，激光束的焦點(diǎn)離開(kāi)皮膚表面并位于皮膚表面之外。這樣的狀態(tài)導(dǎo)致皮膚組織內(nèi)具有較寬底部且在皮膚表面處明顯變窄的傷口。蒸發(fā)雙陰影區(qū)域的皮膚所產(chǎn)生的氣體和產(chǎn)物不能有效地通過(guò)在皮膚表面處相對(duì)較小的開(kāi)口有效地逸出。這不可避免地產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力，該壓力施加在內(nèi)部皮膚組織上且引起相當(dāng)大的疼痛。如圖13C所示，激光束未聚焦地到達(dá)皮膚的表面，并然后明顯地變寬。由于被蒸發(fā)的皮膚區(qū)域在尺寸上增加，所以應(yīng)當(dāng)增加該激光束能量強(qiáng)度，因此導(dǎo)致更多的疼痛。如果需要采集更多的血液，疼痛隨著所施加的激光能量強(qiáng)度的增加而成正比地增加。
也可以通過(guò)采用如上文參照?qǐng)D1、2、3及4所述的可更換的接合杯狀件來(lái)實(shí)現(xiàn)激光束的優(yōu)化聚焦。在具有預(yù)設(shè)激光束焦點(diǎn)位置的激光穿孔裝置中，可以籍助于選擇具有所需要長(zhǎng)度的適合接合件來(lái)實(shí)現(xiàn)穿孔皮膚部位的正確定位。這樣，通過(guò)選擇較短或較長(zhǎng)的接合杯狀件，就可能將接合杯狀件的接合區(qū)域和與其相關(guān)的皮膚部位放置成聚焦平面位于皮膚組織內(nèi)的一預(yù)定深度處(見(jiàn)圖15)。因此，可以對(duì)每一為病人實(shí)現(xiàn)所需要的聚焦，且皮膚部位實(shí)際上可選擇在人體的任何部分處。
圖14、15及17示出了將激光束聚焦在優(yōu)化深度處的其它方式，該方式是籍助于控制地將皮膚定位于距離聚焦結(jié)構(gòu)一預(yù)定距離處來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在圖14中的結(jié)構(gòu)中，在從光源180發(fā)出一低強(qiáng)度的可見(jiàn)光譜光束并與所要穿孔的皮膚部位切向地接合之后，它就被接受器182探測(cè)到。這觸發(fā)了指向電源塊184的電信號(hào)，致使激光源186致動(dòng)，并發(fā)出指向該光束與皮膚之間的接合區(qū)域處的激光束。這樣，就即刻地發(fā)生皮膚穿孔。
在圖15所示的實(shí)施例中，從光源180成一角度地向皮膚表面發(fā)出一低強(qiáng)度的可見(jiàn)光譜光束。當(dāng)從皮膚反射時(shí)，它就被接受器182探測(cè)到，并產(chǎn)生一指向電源單元的電信號(hào)。這樣，就對(duì)激光源186進(jìn)行供電，以對(duì)準(zhǔn)開(kāi)始接受可見(jiàn)光譜光束的皮膚區(qū)域發(fā)出激光束。
根據(jù)圖16，皮膚部位與穿孔裝置之間的所要求的距離由一電容傳感器進(jìn)行控制。這樣，當(dāng)聚焦系統(tǒng)設(shè)置在距離皮膚表面一所要求距離處時(shí)，該電容傳感器就發(fā)生干擾，并產(chǎn)生一電信號(hào)以向激光供能。
現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)圖17和18，兩圖示出了一小型的激光穿孔200，該穿孔器200帶有一可從供能底座204分離的輕型手持殼體202。設(shè)置底座既是為了對(duì)設(shè)置在殼體內(nèi)的一可充電單元210進(jìn)行充電，也是為了在激光穿孔器未被使用時(shí)用于殼體的存放。腔體228從底座的一上部向下延伸，并且其形狀和尺寸構(gòu)造成至少接納手持殼體202的一部分。
如在圖17和18中清晰地所示，一激光源210和儲(chǔ)存電容器212形式的可充電的電源單元設(shè)置在手持殼體202的內(nèi)部。一電轉(zhuǎn)換器231和一變壓器232放置在電源底座中。儲(chǔ)存電容器有一套觸點(diǎn)235，它們與設(shè)置在手持殼體主體內(nèi)的觸點(diǎn)233相對(duì)應(yīng)。接納腔體228形成有相配的觸點(diǎn)234。為了對(duì)儲(chǔ)存電容器進(jìn)行充電，包含激光源的手持殼體202放置在接納腔體208內(nèi)，以使殼體的觸點(diǎn)233與腔體的觸點(diǎn)234相連接。為了安全方面的原因，如圖18中所示，在其常規(guī)位置處的這些觸點(diǎn)是零電勢(shì)的，并且不與穿孔器的電路連接。當(dāng)殼體放置到接納腔體208中時(shí)(見(jiàn)圖17)，觸點(diǎn)233和234連接到觸點(diǎn)235和236上。這樣，儲(chǔ)存電容器和激光源就與供電電路連接。在上述的結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有接近觸點(diǎn)235和236的開(kāi)口。因此，如圖18所示，當(dāng)從接納腔體208取出殼體202時(shí)，觸點(diǎn)235向內(nèi)移動(dòng)，以使這些觸點(diǎn)與殼體的外面之間不相連接。以類(lèi)似的方式，在這個(gè)位置上的觸點(diǎn)236在電源底座內(nèi)向內(nèi)移動(dòng)，以使這些觸點(diǎn)與接納腔體之間沒(méi)有直接連接。一旦完全將殼體202到接納腔體208的插入，儲(chǔ)存電容器212就被充電到所要求的程度。然后，可以從電源底座中取出殼體，并且可通過(guò)按壓按鈕237來(lái)致動(dòng)激光源。
現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)圖19-21，這些圖示出了本發(fā)明的激光皮膚穿孔器組件的另一實(shí)施例。與圖17和18的實(shí)施例類(lèi)似，該組件包括兩個(gè)主要的獨(dú)立部分一手持殼體252和一電源底座254。在本實(shí)施例中，一變壓器261分成兩個(gè)單獨(dú)的單元。第一單元包括主繞組258，并且控制單元231位于電源底座254的內(nèi)部區(qū)域。包括次繞組259的變壓器第二單元位于手持殼體252內(nèi)。位于手持殼體內(nèi)的其它主要部件為一儲(chǔ)存電容器212形式的可充電電源單元、一電轉(zhuǎn)換器267以及一激光源210。
一接納腔體從底座的上部向下伸出。腔體的形狀和尺寸構(gòu)造成至少接納手持殼體的一下端部。底座圍繞接納腔體的內(nèi)部區(qū)域形成適于容納一主線(xiàn)圈組件258的一隔室。主線(xiàn)圈可以纏繞在一電氣絕緣但導(dǎo)磁的繞線(xiàn)筒上。
這樣的設(shè)計(jì)不需要類(lèi)似圖17和18的觸點(diǎn)33、34那樣開(kāi)放的電氣觸點(diǎn)，且進(jìn)一步加強(qiáng)了穿孔器的電氣安全性。為了進(jìn)一步提高變壓器261的變壓系數(shù)，可以設(shè)置一鎖住機(jī)構(gòu)241，以將手持殼體固定地定位在電源底座的接納腔體內(nèi)的預(yù)定位置中。為了對(duì)儲(chǔ)存電容器進(jìn)行充電，將手持殼體放入電源底座單元的接納腔體中(見(jiàn)圖18)，以將主繞組連接到直流電源上、并在置于殼體中的次繞組內(nèi)提供所需要的電壓。當(dāng)繞組內(nèi)的電壓達(dá)到由控制單元預(yù)定的水平(它與儲(chǔ)存電容器的完全充電相應(yīng))時(shí)，充電過(guò)程就終止。穿孔器現(xiàn)在就已為使用準(zhǔn)備好了，并且可以從接納腔體取出它。次繞組可以設(shè)置成與主繞組成一直線(xiàn)，如圖21所示，或者與主繞組平行，如圖22所示。此外，次繞組可以是一無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)的形式，或者也可以具有一鐵心。這樣的帶有分開(kāi)的變壓器繞組的設(shè)計(jì)無(wú)需殼體與電源底座之間的直接斷開(kāi)的電氣觸點(diǎn)。這樣的結(jié)構(gòu)保證了安全的操作和“無(wú)線(xiàn)”激光發(fā)射器的充電。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)對(duì)病人的皮膚進(jìn)行穿孔并獲取血樣的激光穿孔器，該種穿孔器包括用來(lái)產(chǎn)生一輸出激光束的一激光光源、用來(lái)將輸出激光束聚焦在所選擇的進(jìn)行穿孔的皮膚區(qū)域處的一聚焦結(jié)構(gòu)、一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、一電源單元以及用來(lái)保持皮膚區(qū)域的一固位結(jié)構(gòu)，所述固位結(jié)構(gòu)構(gòu)造成加強(qiáng)所選的用于穿孔的皮膚區(qū)域中的血液循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的激光穿孔器，其特征在于，所述皮膚固位結(jié)構(gòu)包括一大體中空、帶有一柔性圍壁的中間區(qū)域，所述中間區(qū)域介于一設(shè)置在前的接合杯狀件與一位于后方的底壁之間，一偏壓件設(shè)置在大體中空的中間區(qū)域內(nèi)、所述結(jié)構(gòu)杯狀件與所述底壁之間。
3.如權(quán)利要求2所述的激光穿孔器，其特征在于，所述柔性圍壁可變形，以顯著地減少所述中間區(qū)域的體積，并使其內(nèi)部的壓力增大，所述皮膚固位結(jié)構(gòu)還包括用于中間區(qū)域內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)的一壓力調(diào)節(jié)裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的激光穿孔器，其特征在于，在壓力調(diào)節(jié)之后，在所述大體中空的中間區(qū)域內(nèi)形成一低壓區(qū)域，以產(chǎn)生使皮膚區(qū)域的至少一部分深入到接合杯狀件中的吸力，從而加強(qiáng)其內(nèi)部的血液循環(huán)。
5.如權(quán)利要求34所述的激光穿孔器，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)是一閥，所述偏壓件有助于變形的中間區(qū)域回復(fù)到其初始的未變形位置，所述皮膚固位結(jié)構(gòu)還包括用來(lái)致動(dòng)電源單元的一裝置。
6.如權(quán)利要求2所述的激光穿孔器，其特征在于，所述接合杯狀件設(shè)置在穿孔器的前端處，該接合杯狀件形成有一接合開(kāi)孔，該接合開(kāi)孔具有一外徑和一內(nèi)徑，且外徑與內(nèi)徑的比值約為7∶3。
7.如權(quán)利要求1所述的激光穿孔器，其特征在于，激光束的焦點(diǎn)設(shè)置在皮膚組織的內(nèi)部，且其深度為距離皮膚表面0.12至1.5毫米之間。
8.如權(quán)利要求7所述的激光穿孔器，其特征在于，所述皮膚固位結(jié)構(gòu)形成有一可更換的接合杯狀件，并借助于選擇具有一預(yù)定長(zhǎng)度的所述可更換的接合杯狀件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述的焦點(diǎn)位置深度。
9.如權(quán)利要求6所述的激光穿孔器，其特征在于，所述可更換的接合杯狀件包括適于收集血樣的一大體中空的內(nèi)空間。
10.如權(quán)利要求9所述的激光穿孔器，其特征在于，至少所述中空內(nèi)空間的一外壁是用透明材料制成的，并且所述中空內(nèi)空間的一內(nèi)表面形成有用于測(cè)試血樣的一測(cè)試結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求8所述的激光穿孔器，其特征在于，所述接合杯狀件的一后壁形成有適于供激光束通過(guò)的一開(kāi)口，所述開(kāi)口被一擋片封蓋，該擋片防止接合杯狀件與包括激光源和聚焦結(jié)構(gòu)的穿孔器內(nèi)部區(qū)域之間的流體連通，所述擋片用對(duì)激光輻照透明的材料制成。
12.如權(quán)利要求7所述的激光皮膚穿孔器，其特征在于，聚焦和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)在激光束的焦點(diǎn)位于皮膚組織內(nèi)的預(yù)定深度時(shí)致動(dòng)。
13.如權(quán)利要求13所述的激光穿孔器，其特征在于，可視地控制所述預(yù)定深度，或者借助于反射光束、或一機(jī)械結(jié)構(gòu)、或一電容控制結(jié)構(gòu)來(lái)加以控制。
14.如權(quán)利要求8所述的激光穿孔器，其特征在于，所述聚焦結(jié)構(gòu)包括一聚焦透鏡，且該聚焦透鏡可沿著激光束的軸線(xiàn)移動(dòng)，以便于將激光束聚焦在位于離激光源一固定距離處的皮膚組織內(nèi)的預(yù)定深度處。
15.如權(quán)利要求1所述的激光穿孔器，其特征在于，傳送到皮膚區(qū)域的激光能量借助于沿著其長(zhǎng)度具有不同厚度的一光學(xué)件來(lái)加以調(diào)節(jié)，所述光學(xué)件用具有預(yù)定的激光輻照透光性能的材料制成，所述光學(xué)件設(shè)置在皮膚區(qū)域與激光源之間。
16.如權(quán)利要求15所述的激光穿孔器，其特征在于，所述光學(xué)件具有楔形的形狀并帶有一大致呈圓柱形的外壁，所述光學(xué)件可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在激光源與聚焦結(jié)構(gòu)之間。
17.如權(quán)利要求15所述的激光穿孔器，其特征在于，所述光學(xué)件具有楔形的形狀并帶有一大體為圓柱形的外壁，所述光學(xué)件可橫向于激光束的方向移動(dòng)。
18.如權(quán)利要求16所述的激光穿孔器，其特征在于，所述光學(xué)件可繞其縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，以致在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，光學(xué)件橫向于激光束的方向設(shè)置。
19.如權(quán)利要求1所述的激光穿孔器，其特征在于，還包括用來(lái)在穿孔器沒(méi)有與病人的皮膚接合時(shí)防止激光源意外致動(dòng)的一裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的激光穿孔器，其特征在于，所述裝置形成設(shè)置在前方的接合杯狀件的一部分，所述裝置包括可滑動(dòng)地沿著杯狀件的縱向軸線(xiàn)布置的多個(gè)獨(dú)立的接合扇形體，每一所述扇形體的一末端部分形成可在其斷開(kāi)和閉合位置之間操作的一開(kāi)關(guān)的一部分，其中，在斷開(kāi)位置上，接合扇形體的末端部分與設(shè)置在接合杯狀件一后壁處的一導(dǎo)電板間隔開(kāi)，以斷開(kāi)所述激光源的供電線(xiàn)路，并且在所述閉合位置上，諸接合扇形體的末端與導(dǎo)電板接合，以致動(dòng)激光源的供電線(xiàn)路。
21.如權(quán)利要求20所述的激光穿孔器，其特征在于，所述裝置還包括在橫向于激光束的一平面內(nèi)可動(dòng)的一滑動(dòng)件，其中，在裝置的一標(biāo)準(zhǔn)位置上，所述滑動(dòng)件堵塞住穿孔器的一中心通道，從而防止激光束意外地放出。
22.如權(quán)利要求19所述的激光皮膚穿孔器，其特征在于，從包括光學(xué)傳感器和電容傳感器的一組中選擇所述裝置。
23.如權(quán)利要求1所述的激光穿孔器，其特征在于，還包括設(shè)置在穿孔器的一前端處的一細(xì)長(zhǎng)接合杯狀件，所述接合杯狀件具有大體中空的內(nèi)部腔體并且至少由其的一側(cè)壁形成，在所述側(cè)壁內(nèi)形成一接合開(kāi)孔，進(jìn)入所述大體中空的內(nèi)部區(qū)域的激光束切向地指向突出通過(guò)所述接合開(kāi)孔的皮膚區(qū)域，以在皮膚的穿孔區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一細(xì)長(zhǎng)的切口。
24.如權(quán)利要求23所述的激光皮膚穿孔器，其特征在于，還包括設(shè)置在穿孔器的一前端處的一接合杯狀件，所述接合杯狀件具有一大體中空的內(nèi)部腔體，適于接受皮膚區(qū)域的一接合開(kāi)孔形成在接合杯狀件的前部處，所述接合開(kāi)孔設(shè)置成與進(jìn)入所述內(nèi)部區(qū)域的激光束的方向成一角度。
25.一種用于獲取血樣的激光穿孔器，它包括用來(lái)產(chǎn)生一輸出激光束的一激光光源、用來(lái)將輸出激光束聚焦在所選擇的進(jìn)行穿孔的皮膚區(qū)域處的一聚焦結(jié)構(gòu)、一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、以及一可充電的電源單元，所述激光源和所述可充電的電源單元設(shè)置在一第一手持殼體內(nèi)，并且所述電源單元位于與第一殼體獨(dú)立的一第二殼體內(nèi)，在第一和第二殼體之間沒(méi)有提供永久的電氣連接。
26.如權(quán)利要求25所述的激光皮膚穿孔器，其特征在于，所述激光源與所述電源單元暫時(shí)地電氣連接，以借助于內(nèi)和外觸點(diǎn)對(duì)可充電的電源單元充電，所述外觸點(diǎn)是與電路斷開(kāi)的。
27.如權(quán)利要求25所述的激光皮膚傳感器，其特征在于，激光源與電源電路的暫時(shí)連接借助于電氣地中性觸點(diǎn)以及借助于機(jī)械、電磁、磁和/或光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
28.如權(quán)利要求25所述的激光穿孔器，其特征在于，所述電源單元包括一變壓器，且變壓器的主繞組設(shè)置包含電源單元的殼體內(nèi)，變壓器的次繞組設(shè)置在包括激光源的殼體內(nèi)。
29.如權(quán)利要求28的所述激光穿孔器，其特征在于，次繞組與主繞布置成一直線(xiàn)或平行。
30.如權(quán)利要求30所述的激光穿孔器，其特征在于，還包括用來(lái)將包括激光源的手持殼體固定地連接在電源底座殼體內(nèi)的一連接機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種用來(lái)對(duì)病人的皮膚進(jìn)行穿孔并獲取血樣的激光穿孔器，該種穿孔器包括用來(lái)產(chǎn)生一輸出激光束的一激光光源、用來(lái)將輸出激光束聚焦在所選擇的進(jìn)行穿孔的皮膚區(qū)域處的一聚焦結(jié)構(gòu)、一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、一電源單元以及用來(lái)保持皮膚區(qū)域的一固位結(jié)構(gòu)。固位結(jié)構(gòu)構(gòu)造成加強(qiáng)所選的用于穿孔的皮膚區(qū)域中的血液循環(huán)。
文檔編號(hào)A61B18/18GK1553787SQ01818902
公開(kāi)日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者V·A·格魯茲捷夫, V A 格魯茲捷夫, P·V·埃弗雷姆津, 埃弗雷姆津 申請(qǐng)人:美國(guó)新技術(shù)股份有限公司