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(guò)分析CANDELA VBeam 595nm脈沖染料激光器基本原理，結(jié)合對(duì)設(shè)備主要特點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，來(lái)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(zhǎng)期處在平穩(wěn)、高效的工作狀態(tài)。

【關(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)

【中圖分類號(hào)】R766.1

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-6851（2019）09-108-01

1 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，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(jiàn)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(zhǎng)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)臐舛扰浔取?/p>

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(guò)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(duì)的全反射與半反射鏡片之間來(lái)回震蕩，多次穿過(guò)染料物質(zhì)，瞬間形成595nm強(qiáng)光脈沖，通過(guò)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(guò)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(guò)兩個(gè)傾斜45°角的采樣透鏡。采樣透鏡采用特定材料制成，分別反射光束2%的能量傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的探測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)激光的波長(zhǎng)與能量，傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)分析。繼而光束穿過(guò)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(guò)兩個(gè)聚焦鏡片（FOCUSING LENSES）聚焦后，進(jìn)入光纖斷面，經(jīng)過(guò)導(dǎo)光光纖（DELIVERY CBL），進(jìn)入操作手機(jī)（HANDPIECE）。操作手機(jī)與測(cè)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(cè)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(guò)以上對(duì)595激光器原理的分析，可以認(rèn)識(shí)到關(guān)于激光器的工作特點(diǎn)和一般規(guī)律。通過(guò)這些特點(diǎn)和規(guī)律，制定相應(yīng)的方案，來(lái)對(duì)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(guò)污損點(diǎn)，產(chǎn)生很高的熱能，如不加及時(shí)處理，會(huì)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(tái)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;

（4）激光器染料、諧振腔部件的老化低效，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備高壓電路的代償使用。長(zhǎng)此以往，對(duì)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(jí)保養(yǎng)、B級(jí)保養(yǎng)、年度質(zhì)控校準(zhǔn)4項(xiàng);

（1）月度巡檢方案：

a）對(duì)激光器所處室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行評(píng)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(wú)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(wú)污損或壞點(diǎn)，如有必要進(jìn)行清理，檢查光纖放置有無(wú)彎折過(guò)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(cè)距儀窗口透鏡有無(wú)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(zhǎng)、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(shì)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(wú)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(jí)保養(yǎng)方案：

在75000—100000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(guò)濾網(wǎng);

b）蒸餾水去離子過(guò)濾器、顆粒過(guò)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)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(jí)保養(yǎng)方案：

當(dāng)脈沖曝光次數(shù)在150000—200000次范圍內(nèi)（或使用2年左右），在A級(jí)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(huì)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(cè)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(cè)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(guó)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(cè)量電路的校準(zhǔn)工作。

總之，通過(guò)對(duì)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(duì)設(shè)備出現(xiàn)的新問(wèn)題，不斷分析完善方案。長(zhǎng)此保持下去，一定能夠保證設(shè)備長(zhǎng)久運(yùn)行在一個(gè)理想的工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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