本实用新型专利技术提供了一种可控自变形光纤的多功能激光手术刀和激光加工设备,还提供了一种可控自变形光纤。其中,该可控自变形光纤中采用设置在光纤的护层外表面的形变部的可控形变来驱动护层及光纤的形变,该光纤还可以采用多功能复合光纤技术,可被应用在医疗以及其他相关行业的复杂官腔内,具有视觉检测、消融疏通、清理消毒、定点定量输送或排出气体或液体的功能。
【技术实现步骤摘要】
一种可控自变形光纤的多功能激光手术刀和激光加工设备
本技术涉及光纤
,具体而言,涉及一种可控自变形光纤、可控自变形光纤的多功能激光手术刀和激光加工设备。
技术介绍
激光是20世纪人类最伟大的科学专利技术之一。激光技术给人类的生活带来了各种不可思议的便利,在当今世界科研,生产和生活已被广泛应用。激光在医学领域也有大量的研究、应用。九十年代初,美国FDA开始准分子激光角膜表面切削术的临床实验,开始了激光治疗近视。目前激光普通应用于国内的眼科领域,进行近视眼手术及角膜置换术等等,在外科领域,主要用激光进行软组织病灶的切除以及美容、整容操作等。在现阶段的口腔治疗中,所用到的激光器主要分为以下三种:1、以Nd:YAG、CO2和GaAlAs激光器为代表,用于口腔软组织及部分硬组织的治疗;2、以Er:YAG和TEACO2激光器为代表,用于牙体硬组织相关治疗;3、以Er,Cr:YSGG水动激光系统为代表,用于口腔软硬组织的相关治疗,尤其是牙体硬组织的快速切削治疗。这些激光器大部分都是连续性激光,容易造成温升,对正常组织造成损伤。随着近几年固体激光器锁模技术的提高,获得超短脉冲激光器已经不是困难的事情,超短脉冲激光器以其高光束质量和高峰值功率,被认为是理想的超精密外科手术刀,并因其加工无热影响区、切削速度较快、切削边缘非常光滑、效果理想等优点正迅速应用到诸多领域,包括牙科手术领域。研究表明采用超短脉冲激光不仅可以增加牙齿表面的结构强度,而且不会在牙齿上产生细微裂痕和其他损伤。但目前高峰值的超短脉冲激光只能用导光臂来传输,体积较大,限制了超短脉冲激光在各个领域中的应用。例如,在口腔医学领域的牙齿根管治疗中,体积过大的导光臂使得超短脉冲激光难以到达狭窄且弯曲的腔隙完成组织的精确切割。
技术实现思路
本技术提供了一种可控自变形光纤、可控自变形光纤的多功能激光手术刀和激光加工设备,以替代目前所用的导光臂,至少解决体积过大的导光臂无法到达狭窄且弯曲的腔隙的问题。第一方面,本技术实施例提供了一种可控自变形光纤,包括:中心层、外保护层和可控自变形体,其中,所述中心层包括光纤纤芯;所述中心层设置在所述外保护层内;在所述外保护层的外表面贴附有可控自变形体。可选地,所述光纤纤芯为高功率激光传送光纤纤芯,优选为空心光纤。可选地,所述可控自变形光纤还包括中间层,所述中间层设置在所述中心层和所述外保护层之间,其中,在所述中间层内设置有与所述中心层的长轴方向相互平行的多个管道。可选地,所述多个管道包括照明光纤管道,在所述照明光纤管道内设置有照明光纤纤芯。可选地,所述多个管道包括成像光纤管道,在所述成像光纤管道内设置有成像光纤纤芯。可选地,所述多个管道包括一个或多个给排液气管道。可选地,所述多个管道包括电气管道,在所述电气管道的末端安装有传感器,所述传感器的电气连接线敷设在所述电气管道内。可选地,所述光纤纤芯与其外设置的外保护层或者中间层滑动配合。可选地,所述可控自变形体的数量为一个或者多个,多个所述可控自变形体均匀或者非均匀地贴附在所述外保护层的外表面上,且多个所述可控自变形体中的每个可控自变形体均可单独或者共同受控产生变形。可选地,所述可控自变形体由在声、光、电、热、磁和/或化学物质的影响下能够产生伸缩、弯曲、束紧、膨胀和/或旋转的变形的金属、高分子聚合物或生物材料制成。第二方面,本技术实施例提供了一种激光手术刀,所述激光手术刀包括第一方面所述的可控自变形光纤。第三方面,本技术实施例提供了一种激光加工设备,所述激光加工设备包括第一方面所述的可控自变形光纤。通过本技术实施例提供的可控自变形光纤、可控自变形光纤的多功能激光手术刀和激光加工设备,在光纤纤芯外设置外保护层,并在外保护层的外表面贴附可控自变形体,通过可控自变形体的可控形变带动可控自变形光纤产生弯曲或旋转的变形,以替代现有技术的导光臂,由于上述可控自变形光纤结构精巧,体积相对于导光臂要小得多,因此上述可控自变形光纤,尤其是其光纤纤芯,能够到达狭窄且弯曲的腔隙内,完成组织的精确切割。此外,在本技术实施例中提供的复合有照明光纤纤芯、成像光纤纤芯、给排液气管等的多功能复合光纤不仅具备可精确控制变形的能力,还具有实时视觉监测、消融疏通、清理消毒、定点定量输送或排出、气体或液体的有益效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解,构成本申请的一部分,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1是根据本技术实施例的可控自变形光纤的结构示意图;图2是根据本技术实施例的可控自变形光纤的优选结构示意图一;图3是根据本技术实施例的可控自变形体均匀分布的可控自变形光纤的横截面示意图;图4是根据本技术实施例的可控自变形体不均匀分布的可控自变形光纤的结构示意图;图5是根据本技术实施例的可控自变形体不均匀分布的可控自变形光纤的横截面示意图。具体实施方式下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术,并不用于限定本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本实施例中提供了一种可控自变形光纤,图1是根据本技术实施例的可控自变形光纤的结构示意图,如图1所示,该可控自变形光纤包括:中心层1、外保护层4和可控自变形体3,其中,中心层1包括光纤纤芯,该光纤纤芯的外表面还可以涂覆有包层。中心层1设置在外保护层4内,外保护层4具有一定的强度和弹性,优选为聚乙烯材料制成;在外保护层4的外表面贴附有可控自变形体3。超短脉冲激光(即飞秒激光)由激光器产生,并通过中心层1的光纤纤芯传导到光纤纤芯的末端。为了降低超短脉冲激光在光纤纤芯中传播的损耗,上述的可控自变形光纤中采用的光纤纤芯为高功率激光传送光纤纤芯,优选为空心光纤,其光纤纤芯的直径为100-300μm。空心光纤通过空气而不是玻璃导光,所以空心光纤的能量传输的能力要远远优越于传统的实心光纤,且空心光纤外表面可以无需涂覆包层。本实施例还提供了一种多功能复合可控自变形光纤,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可控自变形光纤,其特征在于,包括:中心层、外保护层和可控自变形体,其中,/n所述中心层包括光纤纤芯;所述中心层设置在所述外保护层内;在所述外保护层的外表面贴附有可控自变形体,其中,所述可控自变形体由电致变形材料制成,所述电致变形材料包括:电致伸缩陶瓷或聚氨酯。/n
【技术特征摘要】
1.一种可控自变形光纤,其特征在于,包括:中心层、外保护层和可控自变形体,其中,
所述中心层包括光纤纤芯;所述中心层设置在所述外保护层内;在所述外保护层的外表面贴附有可控自变形体,其中,所述可控自变形体由电致变形材料制成,所述电致变形材料包括:电致伸缩陶瓷或聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的可控自变形光纤,其特征在于,所述光纤纤芯为高功率激光传送光纤纤芯。
3.根据权利要求1所述的可控自变形光纤,其特征在于,所述光纤纤芯为空心光纤。
4.根据权利要求1所述的可控自变形光纤,其特征在于,所述可控自变形光纤还包括中间层,所述中间层设置在所述中心层和所述外保护层之间,其中,在所述中间层内设置有与所述中心层的长轴方向相互平行的多个管道。
5.根据权利要求4所述的可控自变形光纤,其特征在于,所述多个管道包括照明光纤管道,在所述照明光纤管道内设置有照明光纤纤芯。
6.根据权利要求4所述的可控自变形光纤,其特征在于,所述多个管道包括成像光纤管道,在所述成像光纤管道内设置有成像光纤纤芯。
7.根据权利要求4所述的可控自变形光纤,其特征在于,所述多个管道包括一个或多个给排液气管道。
8.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕培军,原福松,张耀鹏,
申请(专利权)人:北京大学口腔医学院,
类型:新型
国别省市:北京;11
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