Mäkká chirurgia ústnej tkanivo s automatickou reguláciou výkonu v reálnom čase

laserová operácia a najmä laserovej chirurgii mäkkých tkanív ústnej dutiny, to je široko používaný v súčasnej praxi v dôsledku niekoľkých výhod v oblasti laserovej skalpel konvenčných skalpely a ďalších chirurgických nástrojov, ako sú electrocoagulator. Výhody laserovej chirurgii sú menej bolesti a potreba anestézie, zníženie pooperačné nepohodlie okamžitého koaguláciu tkaniva a hemostázy, automatickú prevádzku oblasti sterilizácie. najbežnejším typom dentálne chirurgické lasery Pôsobí v blízkej infračervenej oblasti spektra vlnových dĺžok medzi 810 nm a 980 nm, ako sa technický vývoj polovodičových laserov sa nechá dosiahnuť vysoký výkon pri relatívne nízkych nákladoch, jednoduchosť a spoľahlivosť polovodičových zariadení s nízkou spotrebou energie. Je známe, že absorpcia svetla v biologickej tkaniva v tejto spektrálnej oblasti je relatívne nízka a nepostačuje k miestnej rez tkaniva s minimálnym poškodením zaistenia na normálneho tkaniva. Preto je dominantný mechanizmus pre laserové chirurgii v tomto spektrálnym rozmedzí, ktoré zodpovedá takzvanej "horúce" tip. V tomto prípade získané osobitným spôsobom optického hrote alebo distálny koniec systému dodanie žiarenia z optických vlákien absorbuje laserové svetlo, sa ohreje na vysokú teplotu, a potom vykoná operáciu pomocou tepla a bez priameho pôsobenia laserového žiarenia na tkanivo.

"Hot" tip možno považovať za osobitný prípad termo optických ferule (termo-optické špičkou, TOT). TOT - optické a mechanický prvok, ktorý môže byť použitý pre modifikáciu alebo mäkké tkanivá, vrátane rezanie, koaguláciu, odparovanie, karbonizácie a odstraňovanie tkaniva. TOT normálne pracuje v kontakte s tkanivom liečenej a umožňuje rezanie tkaniva prenosom tepla od špičky, ktorá je ohrievaná optického žiarenia, absorbuje hrot. Proces rezanie handrou použitie TOT dochádza v dôsledku termomechanických účinkov alebo ablácia. Koagulácia tkaniva pomocou TOT je v dôsledku prenosu tepla zo špičky do tkaniva a sekundárne absorpčné, spätne vyžiarených žiarenie od špičky sa zahrieva na vysokú teplotu laserovým žiarením.

TOT zahŕňa model počítača simulácie Monte Carlo svetla vo vlákne, špičky a sliznice. Aj vedenie tepla rovnice bola použitá pre výpočet rozdelenia tepla v špičke a tkanív. rozvod tepla bola vypočítaná na špičke a tkanív a koagulačné zóna je definovaná pomocou Arrhenius integrál. Tento model umožňuje zohľadniť vplyvu tkanivového koaguláciu, ku ktorej dochádza v dôsledku priamej absorpcie absorpcie laserového svetla spätne vyžiarených emisií špičke a na úkor tepelnej vodivosti.

V experimentálnej časti sme použili laserovú diódu pulzný Chirurgický systém z «zubnej Photonics, Inc.» s vlnovou dĺžkou 980 nm, a vlákna žiarenie priemer aplikátora 400 mikrometrov. Experimenty boli vykonané "ex vivo» použitie vzoriek čerstvej tkaniva. Zaznamenajte výkon potrebný pre rezanie vo vopred stanovenej hĺbky rezu a rýchlosti. hĺbka koagulácie bola vizualizované s farbením pomocou laktátdehydrogenázy (LDH) a meria. Laserový systém vykonáva riadenie výkonu v reálnom čase. V porovnaní rezných a koagulačné procesy, zavedený systém pre riadenie energie v reálnom čase a konvenčného laserového chirurgického systému s pevným výkonom. Počítačom riadený rýchlosť pohybu špičky v rozmedzí 0,8-12,5 mm / s.

Počítačové simulácie ukázali, že hlavným mechanizmom na rezanie a koagulácie tkaniva je vo výmene tepla medzi tkaniny a termo-optické špičkou. V experimentálnej časti bolo preukázané, že navrhovaný spôsob riadenia energie v reálnom čase môže poskytnúť konštantnú veľkosti koagulačné zóny na približne 0,20 ± 0,05 mm pri výmene reznej rýchlosti v širokom rozmedzí od 1 do 12,5 mm / s bez degradácie tip. Na rozdiel od zariadení pevnej energie, pri ktorej koagulačné zóny, sú rôznych veľkostí od 0,5 do 1 mm a hrot degradácie pozorovaný po asi 20 až 30 mm rez. Je ukázané, že hladina koagulácie a tým aj úroveň závislej teploty hemostatickej a môžu byť riadené nastavením systému. monitoring výkonu v reálnom čase môže poskytnúť rýchlu, koherentnú a bezpečnú laserovú operáciu ako tradičné wattmetra.


GB Altshuler, A. Belikov, AE Pushkareva, AV Skrypnyk, FI Feldstein, TV Strunina, K. Magid
Firemné Palomar Medical Technologies (USA), St. Petersburg State University ITMO