一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置。所述龈上洁治装置包括光源模块，轨迹控制模块，龈上洁治模块；龈上洁治模块包括上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块；所述光源模块生成高重复频率飞秒脉冲激光，分别传输至上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块，同时轨迹控制模块实时控制和监测高重复频率飞秒脉冲激光在龈上洁治模块的工作轨迹，以非接触、无热损伤的方式，同时对上下颌牙弓所有牙齿进行高精度、高效率的龈上洁治。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置
本专利技术涉及生物医疗及超快光学
，特别涉及一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置。
技术介绍
牙周病是人类口腔的常见病、多发病，包括仅累及牙龈组织的牙龈病和波及牙周膜、牙槽骨等深层牙周组织的牙周炎两大类疾病。第四次全国口腔健康流行病学调查报告显示，我国35–44岁、65–74岁年龄组人群的牙龈出血检出率分别为87.4％、82.6％，牙石检出率分别为96.7％、90.3％，深牙周袋(≥6mm)检出率分别为6.9％、14.7％，附着丧失(≥4mm)检出率分别为33.2％、74.2％。与第三次全国口腔健康流行病学调查结果相比，我国中老年人群的牙周健康率明显下降，牙龈出血和深牙周袋的检出率明显上升，牙周病已经成为影响人们健康和生活质量的重要社会问题。牙周病是多因素疾病，牙菌斑生物膜是其必不可少的始动因子，多种局部刺激因素和全身因素相互联系、相互影响，参与牙周病的发生发展。牙菌斑是口腔细菌生存、代谢和致病的基础，若没有被及时清洁，将矿化形成牙石，沉积于牙面或修复体表面。流行病学调查表明，牙石量与牙周炎呈明显的正相关。一方面，牙石为菌斑的积聚和矿化提供了理想的表面；另一方面，牙石的多孔结构易于吸收大量的细菌毒素，从而增加对牙龈的刺激。此外，牙石还降低了日常口腔卫生措施的效率和效果，促使更多的菌斑形成。因此，去除牙菌斑和牙石对于牙周病的治疗至关重要(Periodontol2000.2011Feb；55(1):167-88.)。龈上洁治术是指用洁治器械去除龈上牙石、菌斑和色渍，并磨光牙面，以延迟菌斑和牙石的再沉积。对于牙周病患者，龈上洁治术是所有牙周治疗的第一步。绝大多数的慢性龈缘炎可以通过洁治术治愈，而牙周炎也只有经过洁治术后才能进入下一步的序列治疗。对于牙周健康人群或已经接受过牙周治疗的患者，在日常自我菌斑控制的基础上，需要定期进行龈上洁治术(一般为6–12个月)，从而预防牙龈炎和牙周炎的发生或复发。对于需要进行其他口腔治疗的患者，龈上洁治术是治疗前的重要准备工作。例如，正畸治疗前和治疗期间，患者应进行龈上洁治术，以消除原有的牙龈炎，并预防正畸过程中发生牙龈炎；修复治疗取印模前，患者应进行龈上洁治术，以除去基牙及其他牙齿的龈上牙石，使印模更加准确，义齿的适合性更高；口腔颌面部手术治疗前，患者应进行龈上洁治术，以保证术区周围的清洁，最大程度地降低感染的风险。传统的龈上洁治采用手工的方法，常用的手工龈上洁治器械包括镰形洁治器和锄形洁治器等。医生采用改良握笔法握持器械，放稳支点，通过腕部发力将牙石向牙合面方向整块刮下。为了避免遗漏需洁治的牙，通常将全口牙齿分为上、下颌及左、中、右六个区段，从上颌或下颌一侧最后一颗牙的远中面开始，逐区逐牙按顺序进行洁治，并且需要灵活地调整医生体位和患者椅位。虽然手工洁治对于牙石和菌斑的去除具有一定的疗效，但是，手工操作的过程费时费力，且操作技巧性强，对技术的要求较高(JClinDiagnRes.2015Nov；9(11):ZC56-60.)。此外，手工洁治器械通常具有锐利的工作刃，增加了口腔软硬组织损伤的风险。基于手工操作的局限性，目前临床上多采用超声波洁牙机进行龈上洁治，通过换能器上工作头的高频振荡去除牙石。与传统的手工龈上洁治方式相比，超声波洁治的效率更高，省时省力(JPeriodontol.2000Nov；71(11):1792-801.)。同时，超声洁牙机的微流和“空穴作用”可以比较有效地去除菌斑和内毒素，提高龈上洁治的工作效率。然而，超声波治疗也存在其局限性。一方面，过大的功率将造成对牙面的损伤，且这种损伤随超声功率的增加呈指数样增加。扫描电镜检查发现，小功率在釉质上造成的刻痕较细，大功率造成的刻痕宽。因此，在手持式操作的过程中，如果工作尖不慎直接接触釉质表面或停留于一点上震动，可能会对牙面造成划痕或凿痕等不可逆的损伤。另一方面，由于超声治疗的施力轻，不利于对牙石的探触觉,洁治完成后需要用探针仔细检查牙面是否已刮净，一些细小的牙石可能需要采用手工龈上洁治器械进行补充刮除。除了上述的局限性，采用手工或超声龈上洁治等机械手段去除龈上牙石还将不可避免地存在以下问题。首先，基于机械方式的龈上洁治将导致部分釉质的丢失，特别是在早期龋、釉质发育不良等脱矿牙面。当牙本质暴露时，牙本质小管可以直接将外界的温度、触觉等刺激传递到牙髓，引起患者的不适症状，降低患者的治疗依从性(ClinOralInvestig.2017Jun；21(5):1559-1564.)。虽然良好的操作技巧和洁治后的脱敏处理可减少牙本质敏感的发生，但增加了操作的难度和椅旁治疗时间。其次，手工或超声龈上洁治术后,操作器械均会在牙面上留下细小划痕,容易造成菌斑和色素的再沉积。抛光是洁治后必不可少的步骤，用于去除牙面上细小的划痕、牙石碎屑、残留菌斑和色素等，使牙面光洁，减少菌斑的再附着速度和程度，降低牙周病复发的可能性(PeerJ.2018Feb12；6:e4371.)。常用的抛光技术包括橡皮杯抛光和喷砂抛光。然而，洁治后的抛光处理需要较为繁琐的治疗步骤和较长的椅旁操作时间，增加了口腔软硬组织的损伤风险及对环境污染的可能性。最后，无论是手工还是超声龈上洁治，患者在治疗过程中需要较长时间的张口，治疗结束后可能出现颞下颌关节和肌肉的不适甚至疼痛症状，对于颞下颌关节紊乱的患者尤为明显，有悖于舒适化口腔诊疗的理念和社会-心理-生物的现代医学模式。激光医疗作为目前生物医学领域的重要技术之一，有望克服手工和超声龈上洁治的局限性，为临床牙周治疗提供一种新的方案。有学者提出将二极管激光器耦合至洁治器中，采用激光清创术协同机械洁治，在机械切割、刮削和碾磨的同时进行激光修整和烧灼。虽然该装置有助于同时消除病态组织和破坏残存的细菌，但仍需要医生手持操作，龈上洁治时所采用的工作头接触区为传统的镰形洁治器，并未克服传统手工龈上洁治的局限性(CN200480040692.7)。有学者提出了一种采用激光清洁牙齿的系统，将激光治疗作为常规机械洁治的替代方案。虽然有望实现对亚微米级污染颗粒的清除，但所采用的激光器重复频率为千赫兹量级，脉宽为纳秒量级，存在对口腔组织的热损伤风险，且洁治的精度和效率有待进一步提高(CN201610926124.1)。针对这一现状，迫切需要开发一种省时省力、无损伤、高精度、高效率的龈上洁治装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，采用重复频率为GHz量级、脉宽为飞秒量级的脉冲激光，以非接触、无热损伤的方式，同时对上下颌牙弓所有牙齿进行高精度、高效率的龈上洁治。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，包括光源模块，轨迹控制模块，龈上洁治模块；龈上洁治模块包括上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块；所述光源模块生成高重复频率飞秒脉冲激光，分别传输至上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块，同时轨迹控制模块实时控制和监测高重复频率飞秒脉冲激光在龈上洁治模块的工作轨迹，以非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，其特征在于，包括光源模块、轨迹控制模块和龈上洁治模块；龈上洁治模块包括上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块；/n所述光源模块生成高重复频率飞秒脉冲激光，分别传输至上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块，同时轨迹控制模块实时控制和监测高重复频率飞秒脉冲激光在龈上洁治模块的工作轨迹，以非接触、无热损伤的方式，同时对上下颌牙弓所有牙齿进行龈上洁治。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，其特征在于，包括光源模块、轨迹控制模块和龈上洁治模块；龈上洁治模块包括上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块；
所述光源模块生成高重复频率飞秒脉冲激光，分别传输至上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块，同时轨迹控制模块实时控制和监测高重复频率飞秒脉冲激光在龈上洁治模块的工作轨迹，以非接触、无热损伤的方式，同时对上下颌牙弓所有牙齿进行龈上洁治。


2.根据权利要求1所述的一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，其特征在于，所述光源模块包括高重复频率飞秒光纤激光器、1×32光纤分束器、第一光纤传输管道、第二光纤传输管道、第一色散补偿组件和第二色散补偿组件；
由高重复频率飞秒光纤激光器发射的高重复频率飞秒脉冲激光输入1×32光纤分束器，高重复频率飞秒脉冲激光被均匀分到32个光纤输出端，每个输出端对应一个牙位；第1输出端至第16输出端进入第一光纤传输管道，通过第一色散补偿组件后与上颌龈上洁治模块相连接，每个输出端对应于上颌的一个牙位；第17输出端至第32输出端进入第二光纤传输管道，通过第二色散补偿组件后与下颌龈上洁治模块相连接，每个输出端对应于下颌的一个牙位。


3.根据权利要求2所述的一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，其特征在于，所述轨迹控制模块包括计算机分析组件、监测组件、信号处理组件和驱动组件；计算机分析组件产生各个牙位的目标洁治轨迹信息，上下颌各个牙位的监测组件实时反馈该牙位驱动组件的位置信息，信号处理组件接收各个牙位的目标洁治轨迹信息和各个牙位驱动组件的位置信息并进行综合分析，产生上下颌各个牙位的轨迹控制信号并分别传输给相应牙位的驱动组件，使驱动组件按既定的轨迹运动。


4.根据权利要求3所述的一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，其特征在于：所述上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块均分别包括信号传输组件及口内洁治组件；上颌龈上洁治模块和下颌龈上洁治模块中的口内洁治组件分别按照牙位分成16个工作单元，各工作单元均容纳有该牙位所对应的光源模块的光纤输出端以及轨迹控制模块的监测组件和驱动组件，实现对上下颌牙弓所有牙齿的同步龈上洁治。


5.根据权利要求2所述的一种基于高重复频率飞秒脉冲激光的龈上洁治装置，其特征在于，所述高重复频率飞秒光纤激光器发射的高重复频率飞秒脉冲激光的脉宽为飞秒量级；所述高重复频率飞秒光纤激光器发射的高重复频率飞秒脉冲激光的重复频率为GHz量级；
所述1×32光纤分束器包括1个输入端和32个输出端，输入的高重复频率飞秒脉冲激光被均匀分到32个光纤输出端，各个端口的光纤引线均带有护套，每个光纤输出端分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨中民，何彬，韦小明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44