Meka kirurgija oralna tkiva s automatskom regulacijom snage u realnom vremenu

Laserska kirurgija a posebno laserske operacije mekih tkiva usne šupljine se uvelike koristi u trenutnoj praksi zbog nekoliko prednosti u odnosu laserski skalpel konvencionalnih skalpeli i drugih kirurških alata kao što su electrocoagulator. Prednosti laserske operacije su manje boli i potreba za anestezijom, smanjenje postoperativnih nemir trenutne koagulaciju tkiva i hemostaze, automatski sterilizacije operacije regiji. Najčešći tip zubni kirurški laser Ona djeluje u blizini infracrvenog raspona spektralna valnih duljina između 810 nm i 980 nm, što je tehnički razvoj poluvodičkih lasera dopušteno kako bi se postigla visoka snaga na relativno nisku cijenu, jednostavnost i pouzdanost poluvodičkih uređaja s niskom potrošnjom energije. Poznato je da je apsorpcija svjetlosti u biološkim tkivima u tom dijelu spektra je relativno niska i nedostatna za pružanje rez lokalnog tkiva s minimalnim kolateralnu štetu normalnom tkivu. Stoga, dominantni mehanizam za laserske operacije u ovom dijelu spektra povezan s takozvanim „vruće” savjet. U tom slučaju priprema na poseban način optički savjet ili distalni kraj svjetlovodni sustav za isporuku zračenja upija lasersku svjetlost, zagrijava na visoke temperature, a zatim obavlja operacije pomoću topline i bez izravnog djelovanja laserskog zračenja na tkivo.

„Vruća” vrh se može smatrati kao poseban slučaj termo-optičkih podnožak (termo-optički tip, Tot). TOT - optički i mehanički element koji se može koristiti za modificiranje ili mekog tkiva, uključujući rezanje, koagulaciju, isparavanje, pougljenjivanje i uklanjanja tkiva. TOT normalno djeluje u kontaktu s tkivom koje se liječi i omogućuje rezanje tkiva prijenos topline od vrha, koji se zagrijava optičkog zračenja, apsorbira vrh. Proces rezanja tkanine pomoću tot nastaje zbog termomehanički učinaka ili ablacije. Koagulacija tkiva pomoću tot zbog prijenosa topline od vrha do tkiva i sekundarni apsorpcije reradiated zračenje od vrha se zagrijava na visokoj temperaturi laserskim zračenjem.



TOT uključuje modela računala simulacija Monte Carlo svjetlo u vlakno, vrha i sluznice. Također, topline i jednadžba je korištena za izračun raspodjele topline u vrhu i tkiva. raspodjela topline je izračunat na vrhu i tkiva i koagulacije zona je definirana pomoću Arrhenius integral. Ovaj model omogućuje uzeti u obzir učinak koagulacije tkiva koje nastaje zbog izravnog apsorpciju vrha reradiated emisije apsorpcije laserske svjetlosti, a na uštrb toplinske vodljivosti.

U eksperimentalnom dijelu smo koristili lasersku diodu pulsnog kirurški sustav «Dental Photonics, Inc» s valnom duljinom od 980 nm, promjera sustava za isporuku vlakana zračenja od 400 mikrona. Eksperimenti su provedeni „ex vivo» uzorcima svježeg tkiva. Snimanje snagu potrebnu za rezanje na predviđenoj dubini rezanja i brzine. Dubina koagulacije vizualizirani sa bojenjem pomoću laktat dehidrogenaze (LDH) i izmjerena. Laserski sustav provodi kontrolu snage u realnom vremenu. U usporedbi rezanje i koagulacije procese, implementiran sustav za kontrolu snage u realnom vremenu i konvencionalnog laser kirurškog sustava s fiksnom snagom. Računalo kontrolira brzina kretanja vrha u rasponu od 0,8-12,5 mm / s.

Kompjutorske simulacije su pokazali da je glavni mehanizam za rezanje i koagulaciju tkiva u izmjenu topline između materijala i termo-optički tip. U eksperimentalnom dijelu je pokazano da predloženi postupak za kontrolu snage u realnom vremenu može osigurati stalnu veličinu zonu koagulacije kod približno 0,20 ± 0,05 mm, pri promjeni brzine rezanja u širokom rasponu od 1 do 12,5 mm / s, bez razgradnje savjet. Za razliku od fiksne instalacije snage na kojoj zgrušavanja zone su različitih veličina od 0,5 do 1 mm, a vrh degradacije primijetio nakon što je oko 20-30 mm rez. Pokazano je da je razina koagulacije i time razina hemostatskog ovisne o temperaturi i može kontrolirati postavke sustava. moć praćenje u stvarnom vremenu može pružiti brzu, dosljedan i siguran laserske operacije nego tradicionalnog mjerač snage.


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