595nm脈沖染料激光器基本原理分析與預(yù)防性維護(hù)管理方案

1、    595nm脈沖染料激光器基本原理分析與預(yù)防性維護(hù)管理方案    張懷瑩【摘要】本文通過分析candela vbeam 595nm脈沖染料激光器基本原理，結(jié)合對設(shè)備主要特點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，來尋求一個(gè)適合管理人員的預(yù)防性維護(hù)管理方案，使激光器長期處在平穩(wěn)、高效的工作狀態(tài)?！娟P(guān)鍵詞】染料;閃光燈;光學(xué)諧振腔;光路傳輸系統(tǒng);能量校準(zhǔn)r766.1a2095-6851（2019）09-108-011 引言595nm激光器是皮膚科選擇性光熱原理激光器的典型代表，在治療毛細(xì)血管擴(kuò)張、鮮紅斑痣、淺表血管瘤等血管性病變方面具有顯著的療效。為了保證激光器的療效和工作效率

2、，設(shè)備管理員不僅要理解和掌握激光器的基本工作原理和常見故障的處理方法，更需要做好預(yù)防性維護(hù)管理工作，從根源上避免一些故障的發(fā)生，使設(shè)備能夠長期處在一個(gè)正常平穩(wěn)的工作狀態(tài)。2 595nm脈沖染料激光器的基本原理2.1 激光器基本生光原理激光是一種単色性好、相干性好、方向性好、亮度高的特殊光束。產(chǎn)生這種特殊光束需要三個(gè)必要條件，包括：工作物質(zhì)、激勵(lì)能源（閃光燈）、光學(xué)諧振腔（激光頭）。595染料激光的工作物質(zhì)是一種紅色的液態(tài)混合物（染料）。在微機(jī)控制和校準(zhǔn)反饋下形成適當(dāng)?shù)臐舛扰浔?。光學(xué)諧振腔是激光器的核心部件，由一個(gè)全反射鏡片、一個(gè)半反射鏡片（30%透光率）、反光陶瓷腔、閃光燈、染料管路、去離子水

3、路環(huán)境組成。在光學(xué)諧振腔體內(nèi)部，閃光燈受高壓放電產(chǎn)生脈沖強(qiáng)光，強(qiáng)光照射流過諧振腔的染料管路。染料物質(zhì)在強(qiáng)光照射下，實(shí)現(xiàn)受激輻射，產(chǎn)生595nm光子，光子在平行相對的全反射與半反射鏡片之間來回震蕩，多次穿過染料物質(zhì)，瞬間形成595nm強(qiáng)光脈沖，通過半反射鏡片向諧振腔體外發(fā)射。2.2 vbeam 595光路傳輸系統(tǒng)分析光路傳輸系統(tǒng)，本質(zhì)上是由一系列的光學(xué)透鏡和光纖組成的，這些光學(xué)組件分別起到了光束的分光采樣、聚光、聚焦和傳輸作用。如圖1所示，當(dāng)595nm光束通過諧振腔的半反鏡片射出，光束擋板（beam shutter）開啟，光束首先分別穿過兩個(gè)傾斜45°角的采樣透鏡。采樣透鏡采用特定材料

4、制成，分別反射光束2%的能量傳輸?shù)綄?yīng)的探測器，用來檢測激光的波長與能量，傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)分析。繼而光束穿過第三個(gè)傾斜45°角的聚光透鏡，使光束與瞄準(zhǔn)光斑（aiming beam）重合。之后光束進(jìn)入光纖銜接模塊（fiber receptacle），通過兩個(gè)聚焦鏡片（focusing lenses）聚焦后，進(jìn)入光纖斷面，經(jīng)過導(dǎo)光光纖（delivery cbl），進(jìn)入操作手機(jī)（handpiece）。操作手機(jī)與測距儀相連，二者也分別配有進(jìn)光和出光保護(hù)透鏡。不同參數(shù)的測距儀前端與患者皮膚接觸，以保證準(zhǔn)確的治療光斑直徑。3 預(yù)防性維護(hù)管理方案通過以上對595激光器原理的分析，可以認(rèn)識到關(guān)于激光器

5、的工作特點(diǎn)和一般規(guī)律。通過這些特點(diǎn)和規(guī)律，制定相應(yīng)的方案，來對激光器進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)和管理。3.1 595激光器特點(diǎn)和規(guī)律總結(jié)（1）激光器的核心部分主要由光學(xué)部件組成，這些光學(xué)部件處在去離子蒸餾水和空氣環(huán)境中，所以蒸餾水品質(zhì)、機(jī)器內(nèi)和室內(nèi)空氣的潔凈度是非常重要的;（2）激光器屬于高能光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)透鏡片上的一點(diǎn)污損都可以造成大量的能量衰減。由于高能激光束穿過污損點(diǎn)，產(chǎn)生很高的熱能，如不加及時(shí)處理，會導(dǎo)致光學(xué)透鏡或光纖產(chǎn)生不可逆燒灼點(diǎn)而報(bào)廢;（3）595激光器是一臺具有大量易損耗部件的醫(yī)療設(shè)備，從染料系統(tǒng)到諧振腔內(nèi)組件，再到一系列的光路透鏡和光纖，它們都在時(shí)間緩慢累積下和高頻度的使用下逐漸老化;

6、（4）激光器染料、諧振腔部件的老化低效，會導(dǎo)致設(shè)備高壓電路的代償使用。長此以往，對設(shè)備的隱性損害是非常嚴(yán)重的。3.2 595激光器預(yù)防性維護(hù)管理方案概述預(yù)防性維護(hù)管理方案可以按時(shí)間進(jìn)行分類，跟據(jù)激光器的使用頻次，可以分為：月度巡檢、年度a級保養(yǎng)、b級保養(yǎng)、年度質(zhì)控校準(zhǔn)4項(xiàng);（1）月度巡檢方案：a）對激光器所處室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行評估和建議（溫度、濕度、室內(nèi)空氣質(zhì)量）;b）觀察設(shè)備外觀及組件是否完好齊全、有無破損;c）查看去離子蒸餾水水箱水位，如有必要進(jìn)行補(bǔ)水;d）檢查光纖斷面、接口有無污損或壞點(diǎn)，如有必要進(jìn)行清理，檢查光纖放置有無彎折過度，確保光纖安裝到位;e）檢查操作手機(jī)保護(hù)透鏡，檢查各個(gè)測距儀窗口

7、透鏡有無污損或燒灼點(diǎn)，如有必要進(jìn)行清潔或更換;f）開機(jī)運(yùn)行能量校準(zhǔn)程序，記錄激光能量、波長、光傳輸率、染料工作次數(shù)、高壓電容放電等相關(guān)參數(shù)，以作趨勢分析與追溯;（建議：激光室溫度18-29°c，濕度20%-80%，確保室內(nèi)空氣塵埃保持在最小，無酸堿性空氣煙霧懸浮、清理光學(xué)表面宜選異丙醇、分析醇，去離子蒸餾水推薦watson品牌蒸餾水）（2）a級保養(yǎng)方案：在75000100000次脈沖曝光區(qū)間內(nèi)，與設(shè)備代理商聯(lián)系，進(jìn)行以下部件的更換：a）機(jī)身空氣過濾網(wǎng);b）蒸餾水去離子過濾器、顆粒過濾器;c）染料盒;d）反光陶瓷腔;e）諧振腔半反射鏡片;除以上易耗部件更換外，需檢查機(jī)器內(nèi)部光路傳輸系統(tǒng)

8、透鏡和光纖表面潔凈度，并進(jìn)行必要的清潔或更換;（3）b級保養(yǎng)方案：當(dāng)脈沖曝光次數(shù)在150000200000次范圍內(nèi)（或使用2年左右），在a級方案基礎(chǔ)上，還需做以下更換;a）更換閃光燈b）更換全反射鏡片;c）更換整套染料系統(tǒng)，包括：染料dye cell cartridge、cot溶液、基本溶劑solvent;（4）年度質(zhì)控校準(zhǔn)概述：在每次應(yīng)用激光器治療前，為保證輸出能量的準(zhǔn)確，都會運(yùn)行激光能量校準(zhǔn)程序。然而，此校準(zhǔn)程序的參考標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)為激光器內(nèi)部的激光能量測量電路。所以必須由具備資格的技術(shù)人員至少每年校準(zhǔn)一次內(nèi)部激光能量測量電路。此項(xiàng)工作要求使用一個(gè)外部激光能量計(jì)，此能量計(jì)校準(zhǔn)可追溯到適合的國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。與激光器代理商溝通，每年定期監(jiān)督完成激光器的能量參數(shù)質(zhì)控和激光能量測量電路的校準(zhǔn)工作?？傊?，通過對vbeam 595nm激光器進(jìn)行例行的預(yù)防性維護(hù)管理工作，且以上工作內(nèi)容做好細(xì)節(jié)記錄，形成文件。并根據(jù)對設(shè)備出現(xiàn)的新問題，不斷分析完善方案。長此保持下去，一定能夠保證設(shè)備長久運(yùn)行在一個(gè)理想的工作狀態(tài)。參考文獻(xiàn)：1 candela vb