Měkká chirurgie ústní tkáň s automatickou regulací výkonu v reálném čase

laserová operace a zejména laserové chirurgii měkkých tkání ústní dutiny, to je široce používán v současné praxi v důsledku několika výhod v oblasti laserové skalpel konvenčních skalpely a dalších chirurgických nástrojů, jako jsou electrocoagulator. Výhody laserové chirurgii jsou méně bolesti a potřeba anestezie, snížení pooperační nepohodlí okamžitého koagulaci tkáně a hemostázy, automatický provoz oblasti sterilizace. Nejběžnějším typem dentální chirurgické lasery Působí v blízké infračervené oblasti spektra vlnových délek mezi 810 nm a 980 nm, jak se technický vývoj polovodičových laserů se nechá dosáhnout vysoký výkon při relativně nízkých nákladech, jednoduchost a spolehlivost polovodičových zařízení s nízkou spotřebou energie. Je známo, že absorpce světla v biologické tkáně v této spektrální oblasti je relativně nízká a nedostačuje k místní řez tkáně s minimálním poškozením zajištění na normální tkáně. Proto je dominantní mechanismus pro laserové chirurgii v tomto spektrálním rozmezí, které odpovídá takzvané „horké“ tip. V tomto případě připravené zvláštním způsobem optického hrotu nebo distální konec systému dodání záření z optických vláken absorbuje laserové světlo, se ohřeje na vysokou teplotu, a potom provede operaci pomocí tepla a bez přímého působení laserového záření na tkáň.

„Hot“ tip lze považovat za zvláštní případ termo optických ferule (termo-optické špičkou, TOT). TOT - optické a mechanický prvek, který může být použit pro modifikaci nebo měkké tkáně, včetně řezání, koagulaci, odpařování, karbonizace a odstraňování tkáně. TOT normálně pracuje v kontaktu s tkání léčené a umožňuje řezání tkáně přenosem tepla od špičky, která je ohřívána optického záření, absorbuje hrot. Proces řezání hadrem použití TOT dochází v důsledku termomechanických účinků nebo ablace. Koagulace tkáně pomocí TOT je v důsledku přenosu tepla ze špičky do tkáně a sekundární absorpční, zpětně vyzářených záření od špičky se zahřívá na vysokou teplotu laserovým zářením.

TOT zahrnuje model počítače simulace Monte Carlo světla ve vláknu, špičky a sliznice. Také vedení tepla rovnice byla použita pro výpočet rozdělení tepla ve špičce a tkání. rozvod tepla byla vypočtena na špičce a tkání a koagulační zóna je definována pomocí Arrhenius integrál. Tento model umožňuje zohlednit vlivu tkáňového koagulaci, ke které dochází v důsledku přímé absorpce absorpce laserového světla zpětně vyzářených emisí špičce a na úkor tepelné vodivosti.

V experimentální části jsme použili laserovou diodu pulzní Chirurgický systém z «zubní Photonics, Inc.» s vlnovou délkou 980 nm, a vlákna záření průměr aplikátoru 400 mikrometrů. Experimenty byly provedeny „ex vivo» použití vzorků čerstvé tkáně. Zaznamenejte výkon nutný pro řezání v předem stanovené hloubky řezu a rychlosti. hloubka koagulace byla vizualizována s barvením pomocí laktátdehydrogenázy (LDH) a měří. Laserový systém provádí řízení výkonu v reálném čase. Ve srovnání řezných a koagulační procesy, zaveden systém pro řízení energie v reálném čase a konvenčního laserového chirurgického systému s pevným výkonem. Počítačem řízený rychlost pohybu špičky v rozmezí 0,8-12,5 mm / s.

Počítačové simulace ukázaly, že hlavním mechanismem na řezání a koagulace tkáně je ve výměně tepla mezi tkaniny a termo-optické špičkou. V experimentální části bylo prokázáno, že navrhovaný způsob řízení energie v reálném čase může poskytnout konstantní velikosti koagulační zóny na přibližně 0,20 ± 0,05 mm při výměně řezné rychlosti v širokém rozmezí od 1 do 12,5 mm / s bez degradace tip. Na rozdíl od zařízení pevné energie, při které koagulační zóny, jsou různých velikostí od 0,5 do 1 mm a hrot degradace pozorován po asi 20 až 30 mm řez. Je ukázáno, že hladina koagulace a tím i úroveň závislé teploty hemostatické a mohou být řízeny nastavením systému. monitoring výkonu v reálném čase může poskytnout rychlou, soudržnou a bezpečnou laserovou operaci než tradiční wattmetru.


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