[發明專利]一種液體介質空化增強效應輔助激光鉆切骨方法

有效

• 申請號: 202010132509.7
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111329580B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 季凌飛;張犁天;王軍強
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61B18/20
• 分類號: A61B18/20
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種液體介質空化增強效應輔助激光鉆切骨方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟100，脈沖激光的輸出功率的值為30~60W，與液體介質作用，產生空化現象；使用攝像機對水槽中空泡的瞬態特性進行同步拍攝，使用 LED燈光源對空化區域進行照明，輔助捕捉空泡初生、脈動和潰滅的全過程，并記錄空泡構型演化的時間，得到激光觸發至空泡初生時間T₁，激光脈動過程時間為T₂，潰滅階段時間為T₃；

步驟200，在獲得空泡構型演化的時間后，調制激光脈沖串的參數，針對空泡演化的不同過程相應增強空化效應；調制脈沖串的方法如下：在T₁時間內選擇高單脈沖能量I₁、低重復率τ₁的激光參數組合，此為空泡的初生階段；在T₂時間內采用較低單脈沖能量I₂ ，較高重復率τ₂的激光參數組合，其中I₂＜I₁、τ₁＜τ₂；在T₃選擇低脈沖能量I₃、高重復率τ₃的激光參數組合，其中I₃＜I₂ ，τ₂＜τ₃；其中所述脈沖激光的輸出功率保持恒定，，其中1.2τ₁≤τ₂≤3τ₁，1.1τ₂≤τ₃≤2τ₂；

原位觀察空泡實驗之后，按照原位觀察的實驗，調制脈沖串激光參數，供下一步骨鉆切使用；

步驟300，脈沖串調制完成后，取離體骨，去除骨表面結締組織及骨膜后，用蒸餾水沖洗后放置于水槽中固定；水槽中有液體介質，液體介質是蒸餾水、生理鹽水，或者是溶解有微顆粒的液體介質，顆粒直徑為1~5μm；

向水槽中倒入液體介質直至液面距骨組織表面在1~50mm范圍內，調節激光距離骨組織表面的距離等于激光的焦距；

設施激光脈沖串參數，在T₁時間內選擇高單脈沖能量I₁、低重復率τ₁的激光參數組合；在T₂時間內采用較低單脈沖能量I₂、較高重復率τ₂的激光參數組合；在T₃選擇低脈沖能量I₃、高重復率τ₃的激光參數組合；按照上述的激光參數組成的脈沖串；觸發激光后，激光固定在運動控制器上隨動，采用0.05 ~2mm/s的速度垂直于骨組織表面向下移動，直至孔打穿或者切口斷裂。

2.根據權利要求1所述的一種液體介質空化增強效應輔助激光鉆切骨方法，其特征在于，微顆粒的液體介質為溶質質量比＜1%，溶解有Al₂O₃或者CeO₂的液體介質。