 |
Светорассеяние по теории Ми
|
|
|
|
ГЛАВА 4. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ СИСТЕМЫ.
ЛАЗЕРНОЕ ИСПАРЕНИЕ БИОТКАНЕЙ
• Поглощение энергии лазерного излучения, приводящие к нагреву ткани;
• Повышение температуры ткани до 100 °С, поверхностное испарение внутри-тканевой жидкости, диффузия тепла из нагретого объема;
• Перегрев тканевой воды выше 100 °С и создание избыточного подповерхност-ного давления, инициирующего разрушение ткани давлением паров воды;
• Выброс парокапельной смеси и частиц ткани;
• «Открывание» более холодного слоя ткани, его обезвоживание последующим облучением, что приводит к уменьшению значений плотности и теплопроводности ткани;
• Температура повышается, пока не происходит сгорание и обугливание этого слоя, в результате чего открываются более холодные слои ткани, приводя к перепаду температуры от 350 до 450 °С;
• Часть тепла, не расходуемого на испарение ткани, диффундирует в более холодные области, создавая зону теплового повреждения ткани.
Рис.1. Виды воздействия лазерного излучения на биоткань в зависимости от плотности мощности (энергии) и времени облучения.
Рис.2 Модификация продуктов разрушения биотканей в поле интенсивного лазерного излучения.
Однократное рассеяние
Независимые рассеиватели
Светорассеяние по теории Ми
(частицы сферической формы)
Рис.3. АВТОДИННОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ОБРАТНО РАССЕЯННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
 |
|
|
|
|
|
|
|
1. Автодинное усиление имеет резонансный характер.
2. При накачке РПТ чувствительность автодинного приема выше, а полоса
приема уже по сравнению с ИП накачкой.
3. С увеличением мощности излучения (накачки) чувствительность автодинного
приема падает.
ЛАЗЕРНЫЙ СКАЛЬПЕЛЬ
· Малая травматичность,
· Прецизионность,
· Возможность регулирования скорости удаления ткани в широких пределах
· возможность управления гемостазом вплоть до бескровных операций
Рис. 4. Лазерный скальпель
ОСОБЕННОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРОВ В ХИРУРГИИ.
Лазерная операция - это переход (или совокупность переходов) от испарения одного типа ткани к другому.
ПРОБЛЕМЫ
Как обеспечить:
• безопасность операции?
• полное удаление больных тканей?
• минимальное повреждение здоровых тканей?
• органосохранное лечение?
Как объективно оценить качество выполнения лазерной операции?
СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ НА ОСНОВЕ АВТОДИННОГО ЭФФЕКТА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СО2 ЛАЗЕРНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ.
- идентификация типа испаряемой ткани;
- определение момента перехода излучения от одного типа ткани к другому;
- звуковая индикация при изменении типа испаряемой ткани;
- выдача управляющих воздействий (прекращение, прерывание или продолжение испарения при достижении заданных условий) на систему управления лазером;
- протоколирование лазерного хирургического вмешательства в реальном масштабе времени.
 |
Рис.5 Объективный контроль качества выполняемой лазерной операции проводится на основе разных уровней автодинного сигнала от здоровой и больной тканей.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ОПЕРАТИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ
I. Стабильность основной моды условиях возмущающего воздействия обратно рассеянного излучения
II. Оптимальное соотношение «сигнал/шум» при построении оптико-информационного канала обратной связи
|
|
|
III. Обеспечение взаимодействия системы оперативной диагностики с системой управления лазерной хирургической установки
Рис.6. ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КАНАЛ
ТЕСТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Рис.7. ИСПАРЕНИЕ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ И САРКОМЫ (крыса, in vivo)
ЗАПИСЬ АВТОДИННОГО СИГНАЛА В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ В ПРОЦЕССЕ ХИРУРГИЧЕСКОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА С ОДНОВРЕМЕННОЙ КИНОСЪЕМКОЙ ВСЕХ МАНИПУЛЯЦИЙ.
|
|
|
