CN116135168B - 一种激光截骨系统及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种激光截骨系统、制备方法以及使用方法。其中，激光截骨系统包括激光光纤组件和截骨导向结构，截骨导向结构构造为能够附贴在下颌骨部分上，并且截骨导向结构面向下颌骨部分的表面设置有截骨导向槽，激光光纤组件沿截骨导向槽延伸并且相对于截骨导向槽可移动，并且激光光纤组件还包括激光光纤，激光光纤用于传输激光；激光光纤配置为：使得原本在激光光纤内传输的、用于截骨的激光呈预设角度偏转，从而发射在下颌骨部分上以进行截骨。通过上述配置，外科医师因视线受阻而不对称地截骨的问题得到解决，也避免了摆动式截骨手术器械可能引致的对接受手术者的创伤。

Description

一种激光截骨系统及制备方法

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于截骨术的激光截骨系统、制备方法以及使用方法。

背景技术

下颌角截骨术由于手术过程复杂、技术难度大，风险度高。医生在口内切口盲区手术，凭经验用高速摆动的电锯进行口内截骨，因此被评为四级高风险手术。不同的医师采用不同的技术辅助手术，如三维数字化设计、导板辅助手术、导航手术和机器人辅助手术等，力求提高对下颌角肥大患者进行美容整形手术成功率。但是无论手术截骨辅助方式怎样改变，数字化辅助技术如何精准，下颌角截骨术截骨工具是高速摆动的电锯，存在以下不足：

1)下颌骨截骨术属于盲区手术。医生手术过程中看不到下颌骨，凭手感和经验进行手术，术区空间狭小以及术者从上到下近乎平行于下颌骨表面的视线，使得术中术者很难按截骨线进行截骨，电锯摆动截骨容易造成截除骨量过多，截骨双侧不对称等问题；

2)电锯截骨时高速摆动，摆动牵拉造成神经及血管钝性损伤。锯片高速摆动每分钟在12000至15000次范围内，锯片高速摆动、刃口锋利，加上盲区截骨，锯片高速摆动形成的震动，会拉扯组织而导致颏下神经损伤及面动静脉钝性损伤；

3)电锯直线截骨造成术后面部畸形。下颌骨截骨整容中需要弧线截骨以形成柔和的面部轮廓，而电锯截骨呈直线进行，一般连续多次截骨才能达到弧形整形效果。多次截骨容易造成截除骨量过多，截骨线误差较大导致双侧不对称，造成畸形乃至毁容。

4)电锯高速摆动切割骨组织时摩擦产生热量，导致下齿槽神经热损伤。由于医生手术过程中是盲区操作，电锯间隙控制时间依靠医生经验，并且喷淋冷却水控制区域不精确，电锯高速摆动产生热量集聚切割线附近，下颌骨超过50℃，引起下齿槽神经热损伤。

发明内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本申请的目的是提供一种用于截骨术的激光截骨系统、制备方法以及使用方法。

第一方面，本申请提供一种用于截骨术的激光截骨系统，包括激光光纤组件和截骨导向结构，所述截骨导向结构构造为能够附贴在下颌骨部分上，并且所述截骨导向结构面向所述下颌骨部分的表面设置有截骨导向槽，所述激光光纤组件沿所述截骨导向槽伸入并且相对于所述截骨导向槽可移动；所述激光光纤组件还包括灌注输液管与激光光纤，所述灌注输液管能够传输液体至下颌骨部分以排出废液、废骨屑并降温，激光光纤用于传输激光；所述激光光纤配置为：使得原本在所述激光光纤内传输的、用于截骨的激光呈预设角度偏转，从而发射在所述下颌骨部分上。

可选的，所述激光光纤的梢端构造为将所述激光从沿所述激光光纤传输改变为沿正交地朝向下颌骨表面传输。

可选的，还包括手柄，所述手柄形成有激光入口与液体入口；所述手柄还设置标识点，当所述激光光纤组件插入至所述手柄时，所述激光光纤组件中的所述激光光纤的出光方向与所述标识点的位置相反；且当所述激光光纤组件插入至所述手柄时，所述激光入口与所述激光光纤连通，所述液体入口与所述灌注输液管连通。

可选的，还包括抽吸组件。

可选的，所述激光光纤组件还包括温度光纤，所述温度光纤配置为与温度检测装置联用，以测量激光作用点边缘的温度，其中，所述激光作用点为所述激光光纤射出的激光作用在骨头上的位置。

第二方面，本申请提供一种制备方法，其用于制备截骨导向结构，包括下列步骤：

通过CT数据构建下颌骨的三维模型；

将所述预期截骨线标记在所述三维模型上；并且

按照所述三维模型形成所述截骨导向结构。

可选的，按照所述三维模型形成所述截骨导向结构还包括下列步骤：采用选择性激光熔化(SLM)技术，以激光烧结形成所述截骨导向结构。

可选的，按照所述三维模型形成所述截骨导向结构还包括下列步骤：通过电子束熔化以形成所述截骨导向结构。

可选的，制备方法还包括下列步骤：沿着所标记的所述预期截骨线，在所述截骨导向结构上形成所述截骨导向槽。

可选的，制备方法还包括下列步骤：所述截骨导向槽环绕所述截骨导向结构的至少一部分，并且所述截骨导向槽形成第一入口与第二入口，所述激光光纤组件与抽吸组件分别从所述第一入口与所述第二入口伸入所述截骨导向槽。

可选的，制备方法还包括下列步骤：所述截骨导向结构构造成具有与下颌角内、外侧骨面相贴合的内侧面，且所述截骨导向结构中间镂空，所述内侧面与所述中间镂空配合将所述截骨导向结构紧密贴合下颌骨。

可选的，制备方法还包括下列步骤：对所述截骨导向结构进行表面喷砂，以形成粗糙面。

可选的，制备方法还包括下列步骤：对所述截骨导向结构进行表面喷涂，以形成隔热层。

第三方面，本申请提供一种激光截骨系统的使用方法，包括步骤：

将所述激光光纤组件从所述截骨导向槽的第一入口伸入，并且所述激光光纤组件能够沿着所述截骨导向槽移动，其中，所述激光光纤组件为可弯曲结构。

可选的，激光截骨系统的使用方法还包括步骤：通过将所述激光光纤组件沿所述截骨导向槽移动，使得所述激光光纤组件射出的激光的迹线与所述预期截骨线重合。

可选的，激光截骨系统的使用方法还包括步骤：将所述抽吸组件从所述截骨导向槽的的第二入口伸入。

可选的，激光截骨系统的使用方法还包括步骤：所述灌注输液管输送液体至所述截骨导向槽，所述抽吸组件抽吸所述液体使得所述液体从所述第二入口离开所述截骨导向槽，以形成截骨导向槽的液流进行降温。

可选的，激光截骨系统的使用方法还包括步骤：当所述温度检测装置测量的激光作用点边缘的温度高于阈值，所述激光光纤停止传输所述激光和/或增加所述液体的供应量，以控制手术温度。

本申请提出一种用于截骨术的激光截骨系统、制备方法以及使用方法，其借助截骨导向结构与激光光纤组件的配合，按照预设的截骨路线进行截骨手术，既解决了外科医师因视线受阻而不对称地截骨的问题，也避免了摆动式截骨手术器械可能引致的对接受手术者的创伤。进一步，该激光截骨系统借助激光光纤组件与温度检测装置的联用，在手术部位实时温度超过50℃的情形下停止截骨操作，有效防止齿槽神经免于热损伤。

附图说明

图1为本申请某一实施方式中的截骨导向结构与激光光纤组件以及抽吸组件配合时的剖视图。

图2为本申请某一实施方式中的截骨导向结构的结构示意图。

图3所示为截骨导向结构与下颌骨的不同角度的结构示意图。

图4-9所示为图1中的截骨导向结构的不同角度的结构示意图。

图10为本体与改性层的结构示意图。

图11-图13为本申请某一实施方式中的截骨导向结构与下颌骨的各个角度下的结构示意图。

图14为下颌骨的结构示意图。

图15为本公开其中一实施方式中的激光光纤组件的局部示意图。

图16本公开某一实施方式中的激光光纤组件与其它装置配合的示意图。

图17为本公开温度光纤与温度检测装置配合的示意图。

图18为本公开其中一实施方式中的激光光纤组件的流程框图。

图中标识：100、截骨导向结构；110、本体；111、截骨导向槽；112、截骨开口；113、第一入口；114、第二入口；115、第一槽；116、第二槽；120、第一定位部；130、第二定位部；140、左翼；150、右翼；160、镂空；170、改性层；200、激光光纤组件；210、保护套；220、激光光纤；230、灌注输液管；240、温度光纤；250、外套；300、下颌骨部分；310、截骨线；320、凹口；400、手柄；500、抽吸组件；600、温度检测装置、610、探测光光源；620、光谱分析仪；710、第一接头；720、第二接头；730、水源；800、激光光源；A：边界线；M、第一方向。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”“远”、“近”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。

现有的截骨导航模板主要配套于切割刀等工具，却缺乏一套可以配合激光光纤组件的截骨模板，故申请人针对现有问题希望提出一套新的用于截骨术的激光截骨系统。具体而言，如图1-3所示，本申请其中一实施方式提供用于截骨术的激光截骨系统，包括截骨导向结构100和激光光纤组件200，截骨导向结构100构造为能够附贴在下颌骨部分300上，并且截骨导向结构100面向下颌骨部分300的表面设置有截骨导向槽111，激光光纤组件200沿截骨导向槽111伸入并且相对于截骨导向槽111可移动。激光光纤组件200还包括灌注输液管230与激光光纤220，灌注输液管230能够传输液体至下颌骨部分300以降温，激光光纤220用于传输激光。且激光光纤220配置为：使得原本在激光光纤220内传输的、用于截骨的激光呈预设角度偏转，从而发射在下颌骨部分300上以进行截骨。

可选的，激光光纤220的梢端构造为将激光从沿激光光纤220传输改变为沿正交地朝向下颌骨表面传输。

为了更好地说明截骨导向结构100与激光光纤组件200之间的配合。本公开以激光截骨系统的一些实施方式为例进行说明，具体而言，在该实施方式中，截骨导向结构100包括本体110，本体110形成有截骨导向槽111，截骨导向槽111形成有截骨开口112，具体参见图4-9。

需要说明的是，截骨开口112的目的在于供激光光纤组件200的激光穿过(不挡光)，使得位于截骨导向槽111内的激光光纤组件200的激光可以离开截骨导向槽111到达下颌骨部分300处。可选的，由于截骨开口112的位置与截骨线310的位置相对应，使得从激光光纤组件200射出的激光沿截骨开口112离开本体110后只会射到下颌骨部分300的截骨线310上，保证了截骨的准确性，不容易出现截骨位置偏离截骨线310的情况。

具体而言，激光光纤组件200能沿截骨导向槽111移动。需要说明的是，现有的部分切割导航模板，并没有采用任何的导向槽以引导切割组件的切割时走向，导致切割组件沿着导航模板切割时容易脱离预设的轨迹，使得形成的切口不够平整圆滑。

更具体而言，激光光纤组件200能沿截骨导向槽111移动以逐渐伸入截骨导向槽111，激光光纤组件200伸入截骨导向槽111的移动轨迹与截骨线310的位置相对应。需要说明的是，由于截骨导向槽111的截骨开口112与截骨线310的位置相对应，故当激光光纤组件200沿着截骨导向槽111逐渐伸入至截骨导向槽111时，激光光纤组件200射出的激光穿过截骨开口112到达下颌骨部分300上沿着截骨线310切割下颌骨部分300。

可选的，截骨开口112与截骨线310为平滑弧形结构，使得截骨后的面部轮廓相对柔和。

与现有的截骨模板不同的是，本申请的截骨导向槽111并非简单的前后贯通的切骨引导通槽，本申请的激光光纤组件200能随着截骨导向槽111的延伸方向逐渐伸入至截骨导向槽111，并在伸入的过程中逐渐对下颌骨部分300进行切割。当医生运用激光截骨导向结构100时，只需在截骨导向槽111的入口位置拖拉激光光纤组件200，有效降低操作需要的空间，让医生仅在某一小区域进行操作即可。

可选的，如图2-9所示，截骨导向槽111形成有第一入口113与第二入口114。第一入口113用于供激光光纤组件200进入截骨导向槽111或第二入口114用于供激光光纤组件200进入截骨导向槽111。在一些实施方式中，如激光光纤组件200通过第一入口113伸入至截骨导向槽111时，第二入口114可以作为废料的排出口或者让抽吸组件500穿过第二入口114进入至截骨导向槽111内，使得在切割下颌骨部分300的同时也可以排出对应的废料，具体可参见图1。在一些实施方式中，激光光纤组件200也可以通过第二入口114伸入至截骨导向槽111，而第一入口113作为废料的排出口或者让抽吸组件500穿过第一入口113进入至截骨导向槽111以抽吸位于截骨导向槽111内的废料。抽吸组件500可以为管状结构，其一端连接有抽吸泵之类的抽吸结构，抽吸泵可以通过抽吸组件500以抽吸截骨导向槽111中的废料与废液。

可选的，本体110贴合于下颌骨的外侧与内侧。申请人发现现有的下颌骨的截骨导航模板，其都是位于下颌骨的外侧，并没有位于内侧的部分。故截骨导航模板无法贴合于下颌骨的内侧，导致截骨导板安装不稳定，如采用电锯截骨，则会由于电锯的高速摆动使截骨导板位置产生偏移。

本公开的截骨导向结构100是根据患者下颌角CT的数据，再结合数字化软件进行个性化设定得到的。该截骨导向结构100可以完全贴合于下颌角部分300的。并且截骨导向结构100的截骨开口112也可以完全对应于下颌骨部分300的截骨线310的，使得激光光纤组件200沿着截骨导向槽111进行下颌骨部分300切割时，不会出现偏差，能沿着截骨线310进行切割。而关于如何个性化制备截骨导向结构100将在后续的说明书中进行详细介绍。

可选的，截骨导向槽111由第一槽115与第二槽116组合而成，第一槽115与第二槽116位于下颌骨的外侧与内侧，且第一槽115从前往后延伸，第二槽116从前往后延伸，使得第一槽115的后端与第二槽116的后端交汇并连通，截骨导向槽111呈现“C”字形。而上述方案中第一槽115与第二槽116分别位于下颌骨的外侧与内侧，而激光光纤组件200也是沿着第一槽115与第二槽116进行截骨，故截骨后的下颌骨的外侧与内侧的切口都会相对平滑贴合于截骨线。需要说明的是，为了更好体现第一槽115与第二槽116的位置，本申请画出了边界线A。需要说明的是边界线A为虚拟线，而第一槽115与第二槽116之间的过渡是平滑的，第一槽115与第二槽116合为一体组成截骨导向槽111。而且，第一槽115与第二槽116是相互连通的，即当激光光纤组件200从前往后穿过第一槽115时，激光光纤组件200会到达第二槽116，当激光光纤组件200从前往后穿过第二槽116时，激光光纤组件200会到达第一槽115。而且在一些实施方式中，截骨导向槽111除了包括第一槽115与第二槽116外也可以包括别的凹槽，并非局限于上述实施方式。

可选的，第一入口113位于第一槽115的前端，第二入口114位于第二槽116的前端。具体而言，第一入口113与第二入口114同样位于前侧，有利于医生同时对激光光纤组件200与抽吸组件500进行操作。

可选的，本体110外铺设有隔热层。具体而言，隔热层的材料可以是陶瓷或二氧化硅粒子或其他耐热材料。在一些实施方式中，隔热层通过喷涂的方式铺设于本体110外，而隔热层的厚度约为1μm至1000μm范围。隔热层整体上为多孔结构，隔热层由将具有隔热特性的粒子分散地混合在聚醚醚酮(PEEK)或钛合金等基材中。其中，隔热特性的粒子可以是钠钙硼硅酸盐玻璃或二氧化硅粒子，也可以由其他材料形成。需要说明的是，本体110的材质为聚醚醚酮(PEEK)或钛合金。为解决PEEK和钛合金与隔热层的的粘结能力，采用低温等离子体法粘结新工艺。具体为采用温度为90～200度左右的等离子体火焰对激光截骨装置的本体110进行表面处理，使材料表面改性，改性层170厚度为100nm～500nm，具体可详见图10。然后，再将陶瓷或二氧化硅粒子附在改性层170上以形成隔热层。

如图11-13所示，本体110包括相互连接的第一定位部120与第二定位部130，第一定位部120位于下颌骨部分300的前部颏孔处下方的凹口320，第二定位部130贴合于下颌骨部分300的后侧，通过第一定位部120、第二定位部130，与下颌骨部分300的配合以确认本体110在下颌骨部分300上的安装位置。具体而言，由于当本体110放置正确位置时，第一定位部120与第二定位部130会跟下颌骨部分300卡合，使得本体110不容易从下颌骨部分300上脱落，进而确定本体110放置于正确位置。

为了方便理解，本申请于图11中标注了第一方向M，其中，第一方向M为骨头从后往前的方向。

该截骨导向结构100的本体110的前端形成有第一定位部120，本体110的后端形成有第二定位部130，而第一定位部120与第二定位部130之间通过左翼140与右翼150连接。通过第一定位部120位于下颌骨的前部颏孔处下方的如图14所示的凹口320，第二定位部130贴合于下颌骨的后侧。并且第一定位部120与第二定位部130跟下颌骨的卡合进而防止本体110从下颌骨上脱落。需要说明的是，如图4-9所示，第一定位部120、第二定位部130、左翼140以及右翼150为一体结构，四者的连接处中没有明显的界线。在一些实施方式中，位于本体110前侧且大致沿左右方向延伸的部分为第一定位部120，位于本体110后侧且大致沿左右方向延伸的部分为第二定位部130，位于本体110左侧且用于连接第一定位部120与第二定位部130的部分为左翼140，位于本体110右侧且用于连接第一定位部120与第二定位部130的部分为右翼150。

由于存在多种防止本体110从下颌骨部分300脱落的方式与结构，例如：本体110是基于下颌骨部分300的CT数据的3D打印制作得到，使得本体110是可以极度贴合下颌骨部分300，故本身就不容易脱落。而在一些实施方式中，本体110的表面进行了喷砂以形成粗糙面，增加了本体110与下颌骨部分300的摩擦力，让本体110更牢固地固定于下颌骨部分300上。

其中，本体110的中间为镂空160。镂空160的好处在于：本体110的体积更小，更容易塞入术区空间，减小患者手术过程中切口大小。

需要说明的是，激光截骨导向系统还包括激光治疗机，激光治疗机向激光光纤组件200发送激光，激光光纤组件200射出的激光穿过截骨开口112到达下颌骨部分300上以切割下颌骨部分300。而激光治疗机可发出激光与生物组织相互作用以进行切开性手术的医疗设备。当然除了激光治疗机外，还可以采用别的激光光源，本公开不作具体限制，其可以满足本公开的需求即可。

由于上述方案通过激光光纤组件200在截骨导向结构100的截骨槽内移动光纤以截骨，其利用光与骨组织生物效应截骨，不会震动，不会拉扯组织，不会导致颏下神经损伤及面动静脉钝性损伤，所以可以有效地保护骨头内的组织，避免截骨时对患者造成大面积的损伤。

更具体而言，如图15所示，本申请的激光光纤组件200中的激光光纤220具有输入端与输出端，而医用激光治疗机射出的激光经激光光纤220的输入端传输至激光光纤220的输出端后能通过折射沿激光光纤220的轴线方向呈预设角度α偏转，即激光的发射方向与激光光纤220的轴线方向不同。具体地，激光光纤220的输出端可以设置为，使得激光离开激光光纤220的方向与轴线方向成90°，这样激光也能够垂直地聚焦到下颌骨部分的表面上。而且在一些实施方式中，激光光纤组件200还可以包括灌注输液管230，通过灌注输液管230向截骨导向槽111输入液体，以清洗截骨后的下颌骨部分300表面。需要说明的是，在一些实施方式中，继续参考图15，激光光纤组件200包括外套250，灌注输液管230与激光光纤220大部分都是位于外套250内，灌注输液管230与激光光纤220的头部稍微突出于外套250的一端，该端可以设置有保护套210(保护套210透明、局部透明、或者保护套210形成有一个开口以供激光光纤220的激光穿过)以保护激光光纤220。需要说明的是，在一些实施方式中也可以不设置保护套，如图16所示，外套250侧边形成有开口供激光光纤220中的激光射出以及灌注输液管230的喷水即可。

而同时激光光纤组件200为可弯曲结构。由于激光光纤组件200为可弯曲，其内部的激光光纤220、温度光纤240以及灌注输液管230也应为可弯曲结构。激光光纤220、温度光纤240以及灌注输液管230适当地弯曲后其功能不容易受影响，使得本公开的激光光纤组件200可以顺利地沿着截骨导向槽211移动并完成截骨、测温与降温的功能，大大提高截骨效率并且减少了截骨需要的空间，降低对患者造成的损伤。

需要说明的是，激光光纤220、温度光纤240以及灌注输液管230通过外套250的紧密包裹而相互固定。具体而言，外套250的材质为聚醚醚酮，其中外套250形成有通道以安装灌注输液管230、激光光纤220以及温度光纤240。而且，在一些可选的实施方式中，可进一步通过固定胶将灌注输液管230、激光光纤220以及温度光纤240牢固地固定于外套250内。

为了方便理解，本公开于图17中标注了第二方向N，其中第二方向N为激光光纤220、温度光纤240、灌注输液管230以及激光光纤组件200的轴向方向，具体而言，激光光纤220、温度光纤240、灌注输液管230以及激光光纤组件200沿第二方向N前后延伸。

继续参考图2与图3，激光光纤组件200配备有手柄400。手柄400上可以形成有两个入口—激光入口与液体入口，激光入口与激光光纤220连通，液体入口与灌注输液管230连通。故医用激光治疗机射出的激光可以经激光入口进入到激光光纤220，液体供应装置的液体通过输水管与液体入口连通，进而可以将液体供应装置的液体输送到灌注输液管230。手柄400上设有红色的标识点，当激光光纤组件200插入至手柄400时，激光光纤组件200中激光光纤220的出光方向与标识点的位置相反，例如标识点处于手柄400左侧，则激光光纤220的出光方向向右。通过上述标识点医生可以大致获知激光的方向便于其操作激光光纤组件200来截骨。而标识点的颜色也不局限于红色，可以根据情况调整为蓝色、绿色或者其它颜色。其中，液体供应装置包括水源730与泵，通过泵将水源730中的液体泵送出。

在一些实施方式中，激光光纤组件200与抽吸组件500分别从截骨导向槽111的第一入口113与第二入口114进入至截骨导向槽111。其中，激光光纤组件200的灌注输液管230喷出冷却液并对准激光激光作用点喷淋，抽吸组件500则同时抽吸废气废液，故截骨导向槽111内部的冷却液形成从激光光纤组件200的灌注输液管230至骨头上的激光激光作用点，最终到达抽吸组件500的冷却液流，以实现对骨头与截骨导向结构100的降温。

可选的，温度光纤240通过光栅在距离激光作用点边缘(距离激光作用点0.25mm-1.0mm)的位置监控并反馈温度值。可选的，激光作用点边缘距离激光作用点0.5mm-1mm。由于人体体温约37℃，人体组织也基本上保持在这个温度之间，局部温度低于42℃在安全区间；根据生物组织热效应原理，局部温度在42～50摄氏度之间，1～2分钟时间局部组织还保持活性；局部温度超过50℃，酶活性减弱，细胞大量凋亡。但是由于激光截骨过程中，激光作用点的局部温度高于300℃，才可以消融截骨，所以直接测量激光作用点的温度无法准确判断激光截骨对于激光作用点边缘的骨头组织的影响。因此，本公开通过光栅141监控距离激光作用点0.25～1mm位置的温度。优选地，光栅141监控距离激光作用点0.5～1mm位置的温度，且一旦监控温度超过50℃，则暂停出光，停止截骨，待温度降至50℃以下后继续进行截骨，可以减少对于激光作用点附近的组织的损伤。

具体地说，激光截骨系统还包括检测激光作用点的边缘的温度的温度检测装置600，以根据温度检测装置检测激光作用点的温度进行分析判断，在温度高于预设温度阈值时，控制激光光纤停止出光(也即停止手术)和/或增加前述流通的液体的流量，以控制手术温度。

可选的，考虑到温度对组织的影响，预设温度阈值为42℃-50℃。即在温度超过42℃增加流通的液体的流量进行冷却降温，减缓温度升高的速度，避免温度过高，但在温度达到及超过50℃时，则须控制激光光纤暂停出光。

本公开提供的优选实施例中，根据温度检测装置600检测的温度发出的提示通过手动控制机构光源800及液体供应装置，也可通过中央处理单元分别跟激光光源800以及液体供应装置信号连接。其中，中央处理单元可以为处理器。中央处理单元作为温度控制系统的神经中枢和指挥中心，可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。中央处理单元中设置有存储器，用于存储指令和数据。

此外，温度探测装置600包括光谱分析仪620与探测光光源610。温度光纤240接入探测光光源610，探测光光源610发出的探测光经过光栅141时会被反射，反射光通过环形器被接入光谱分析仪620。当下颌骨部分300的温度作用在温度光纤240的光栅141上，会引起光栅141中的光的波长的漂移，通过波长的变化来反馈温度的变化。进而，仪器可以根据解析光信号以得到该光栅141位置即温度光纤前端的温度信息。而探测光光源610发出的探测光是功率极低的一类激光，不会对人体造成损伤，是波长涵盖光纤光栅反射谱的宽谱光源。

而且温度检测装置600与温度光纤240之间设有第一接头710以便于探测光的传输，其中，第一接头710为FC(Ferrule contact)/APC(Angled Physical Contact)接头，具体参见图17。激光光源800与激光光纤220之间设有第二接头720，以方便激光的传输。其中，第二接头720为SMA(Small A Type)接头，具体参见图16。

可选的，激光光纤220的激光为Er,Cr:YSGG 2780nm、Er:YAG 2940nm或CO29600nm。激光Er,Cr:YSGG 2780nm、Er:YAG 2940nm及CO29600nm三种红外波长处于水吸收的峰值，羟基磷灰石吸收其次，均可对软硬组织进行治疗，目前已经在牙科得到广泛研究及应用。但是在整容截骨手术中，属于首次应用。主要是考虑到骨组织由细胞、纤维和基质种成分组成，典型的密致骨组织中胶原质约占25％，水约占10％，羟磷灰石约占65％。所以，Er,Cr:YSGG2780nm、Er:YAG 2940nm及CO29600nm三种红外波对骨组织截骨也具有良好效果，本发明优选采用Er:YAG 2940nm作为激光光纤220的激光。

考虑到传统的光纤在红外区域(2900nm～20000nm)无法有效传输，故本公开中某一实施方式中激光光纤220为氟化物光纤。同时考虑到氟化物光纤的强度较弱，传统的氟化物光纤仅含纤芯、包层及涂覆层，其强度是不够的，故在一些实施方式中，涂覆层外还设有特氟龙涂层(即聚四氟乙烯层)，以增强光纤的柔韧性。可选的，特氟龙涂层外还可以套设有聚醚醚酮(PEEK)保护层以进一步提高光纤的强度。即激光光纤220采用五层结构，从内到外为氟化物纤芯层、包层、涂覆层、聚四氟乙烯保护层、及聚醚醚酮(PEEK)保护层。

同时，本申请还根据上述截骨导向系统的一种或多种实施方式提供一种激光截骨系统的使用方法，如图18所示，其包括：

步骤S1、将激光光纤组件从截骨导向槽的第一入口伸入。

步骤S2、将抽吸组件从截骨导向槽的的第二入口伸入。

步骤S3、通过将激光光纤组件沿截骨导向槽移动，使得激光光纤组件射出的激光的迹线与预期截骨线重合。

步骤S4、灌注输液管输送液体至截骨导向槽，抽吸组件抽吸液体使得液体从第二入口离开截骨导向槽，以形成沿部分或全部的截骨导向槽的液流来对下颌骨部分降温。

步骤S5、当温度检测装置测量的激光作用点边缘的温度高于阈值，激光光纤停止传输激光和/或增加液体的供应量。具体而言，当温度检测装置检测到激光作用点的边缘的温度高于预定温度时，通过中央处理单元控制激光光源停止发射激光和/或控制液体供应装置的液体输送量。

需要说明的是，步骤S3与步骤S4可以同步进行。具体而言，在通过移动激光光纤进行截骨时，液体被输送至截骨导向槽，在抽吸组件的作用下形成沿截骨导向槽的液流，以排出废液、废骨屑，并对激光作用点边缘进行降温(降温的过程详见本说明书上文)。

在进行截骨手术时，医生首先需要在口腔内切开口腔黏膜以暴露出下颌骨膜(大概从磨牙一侧由里向外切开一侧黏膜约二分之一)。然后，切开并分离皮下组织，掀起下颌骨外侧面的软组织，以将下颌骨显露出来。然后，将截骨导向结构100安装于下颌骨。具体而言，本体110的第一定位部120位于下颌骨部分300的前部颏孔处下方的凹口320，第二定位部130贴合于下颌骨部分300的后侧，本体110通过第一定位部120与第二定位部130卡在下颌骨上。此时，截骨导向槽111与截骨线310的位置是相对应的，截骨导向槽111的截骨开口112正对于截骨线310。待截骨导向结构100安装完成，与下颌骨紧密贴合后，用盐水冲洗术区。

接着，医生可以从截骨导向结构100的前方将激光光纤组件200穿过第一入口113伸入到截骨导向槽111内。而激光光纤组件200的激光可以通过截骨开口112射到下颌骨的截骨线310上，对下颌骨进行切割。医生可以推动激光光纤组件200沿着截骨导向槽111移动，使得激光可以沿着截骨线310对下颌骨进行切割。此外，医生还可以将抽吸组件500穿过第二入口114从另外一侧进入到截骨导向槽111，进而可以通过抽吸组件500抽吸截骨后留下的碎骨屑。而在一些实施方式中，激光光纤组件200中包括有灌注输液管230，液体可以通过灌注输液管230进入到截骨导向槽111以对截骨位置进行冲洗。此时的抽吸组件500可以将冲洗碎骨屑后的废水抽走，避免残留。当激光光纤组件200难以从第一槽115中移动到第二槽116中时，医生可以从第一入口113中抽出激光光纤组件200，从第二入口114中抽出抽吸组件500，然后将激光光纤组件200穿过第二入口114进入到第二槽116中，将抽吸组件500穿过第一入口113进入到第一槽115中。待下颌骨截骨完成后，医生可以先将激光光纤组件200与抽吸组件500从截骨导向结构100中取出，然后从患者口中取出截骨导向结构100，最后把口底粘膜切缘与颊部粘膜切缘严密缝合，并在粘膜下加固缝合1-2层。缝合止血后用生理盐水冲洗创口，安置橡皮引流条或负压吸引管，逐层缝合。

本申请还公开了一种截骨导向结构的制备方法。该方法包括根据患者下颌角CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)的数据(具体可为DICOM数据。其中，DICOM为Digital Imaging and Communications in Medicine医学数字成像和通信)使用数字化软件进行个性化设定，在保证患者下颌神经管安全的情况下确定截骨线的位置。需要额外说明的是：由于下颌角截骨术包括下颌骨斜面截骨、长弧线截骨、弧线截骨等多种截骨方案，各术式的截骨细微尺寸都有差异，外加每个人本身的骨骼差异，需要设计个性化截骨线。

具体而言，首先将患者的CT数据转入3D重建软件中，在计算机中重建下颌骨三维模型，在虚拟三维模型上设计截骨线，并对各个标志点进行测量，再根据测量的数据将截骨线标记到打印的下颌骨3D模型上。接着，采用3D软件整合下颌骨3D截骨面，截骨线以及激光手术截骨槽等核心数据，采用SLM(选择性激光熔化)技术直接激光烧结、或者电子束熔化成型打印截骨导向结构100，并进行对截骨导向结构100进行表面喷涂形成隔热层。最后，按照清洗消毒及灭菌技术操作规范对截骨导向结构100进行清洗。

此外，本公开通过3D软件沿截骨线设计制作与下颌角区三维形态完全匹配的数字化截骨阴模装置，并对应患者下颌角截骨线建立截骨导向槽111；截骨导向结构100除内部建立截骨导向槽111外，截骨导向结构100具有与下颌角内、外侧骨面相贴合的内侧面，使得截骨导向结构100紧密贴合下颌骨。而且截骨导向结构100的外壁无棱角，不容易对患者造成损伤。

此外，充分考虑下颌骨截骨术切口狭小问题，在保证紧密贴合下颌骨、保证截骨导向槽111完整及保证整体刚度的前提下，截骨导向结构100尽量镂空不必要部分，并且截骨导向结构100的外周全部以曲面形式打印，以减小患者手术过程中切口大小，及保持舒适性。

为了确保激光截骨时温度能在50℃以下，申请人做了如下实验：

将激光光纤组件200与抽吸组件500分别从截骨导向槽111的第一入口113与第二入口114进入至截骨导向槽111。其中，激光光纤组件200的灌注输液管230喷出生理盐水，抽吸组件500同时抽吸废液，以形成生理盐水于截骨导向槽111内部的流动。接着，测量激光能量对于降温效果的影响。

当基准测试温度水温26℃，流速15ml/min时：

基准测试温度水温26℃，流速25ml/min，

基准测试温度26℃，流速50ml/min，

根据上表可知，当液体流量在15ml/min时且激光的单脉冲能量在3J以上时，温度容易急剧上升，超出安全范围。液体流量处于25ml/min或50ml/min时，温度提升速度可控。需要说明的是，其中，上述实施方案中的激光脉宽控制在200us以内，重复频率20HZ。

综上，当激光脉宽控制在200us，重复频率20HZ,切割单脉冲能量在2-4J之间,循环水流量25-50ml/min时，可以满足切骨及冷却要求。

本申请的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于截骨术的激光截骨系统，其特征在于，包括激光光纤组件和截骨导向结构，所述截骨导向结构构造为能够附贴在下颌骨部分上，并且所述截骨导向结构设置有截骨导向槽，所述激光光纤组件沿所述截骨导向槽伸入并且相对于所述截骨导向槽可移动；所述激光光纤组件还包括灌注输液管与激光光纤，所述灌注输液管能够传输液体，所述激光光纤用于传输激光；所述激光光纤配置为：使得原本在所述激光光纤内传输的激光呈预设角度偏转。

2.根据权利要求1所述的激光截骨系统，其特征在于，所述激光光纤的梢端构造为将所述激光从沿所述激光光纤传输改变为沿正交地朝向下颌骨表面传输。

3.根据权利要求1所述的激光截骨系统，其特征在于，还包括手柄，所述手柄形成有激光入口与液体入口；所述手柄还设置标识点，当所述激光光纤组件插入至所述手柄时，所述激光光纤组件中的所述激光光纤的出光方向与所述标识点的位置相反；且当所述激光光纤组件插入至所述手柄时，所述激光入口与所述激光光纤连通，所述液体入口与所述灌注输液管连通。

4.根据权利要求1所述的激光截骨系统，其特征在于，还包括抽吸组件。

5.根据权利要求1-4任一项所述的激光截骨系统，其特征在于，所述激光光纤组件还包括温度光纤，所述温度光纤配置为与温度检测装置联用，以测量激光作用点边缘的温度，其中，所述激光作用点为所述激光光纤射出的激光作用在骨头上的位置。

6.一种制备方法，用于制备根据权利要求1-5任一项所述的激光截骨系统中的截骨导向结构，其特征在于，包括下列步骤：

通过CT数据构建下颌骨的三维模型；

将预期截骨线标记在所述三维模型上；并且

按照所述三维模型形成所述截骨导向结构，其中所述截骨导向槽环绕所述截骨导向结构的至少一部分，并且所述截骨导向槽形成第一入口与第二入口，所述激光光纤组件与抽吸组件分别从所述第一入口与所述第二入口伸入所述截骨导向槽。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，按照所述三维模型形成所述截骨导向结构还包括下列步骤：

采用选择性激光熔化(SLM)技术，以激光烧结形成所述截骨导向结构。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，按照所述三维模型形成所述截骨导向结构还包括下列步骤：

通过电子束熔化以形成所述截骨导向结构。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括下列步骤：沿着所标记的所述预期截骨线，在所述截骨导向结构上形成所述截骨导向槽。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括下列步骤：

所述截骨导向结构构造成具有与下颌角内、外侧骨面相贴合的内侧面，且所述截骨导向结构中间镂空，所述内侧面与所述中间镂空配合将所述截骨导向结构紧密贴合下颌骨。

11.根据权利要求6-10任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括下列步骤：

对所述截骨导向结构进行表面喷砂，以形成粗糙面。

12.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括下列步骤：对所述截骨导向结构进行表面喷涂，以形成隔热层。