вход Вход Регистрация



 

Лазерная медицинская аппаратура

В различных областях медицины успешно применяются лазерные установки, в которых используются различные типы газовых лазеров на углекислом газе (СО2), аргоне (Аr), Не-Nе, твердотельных лазеров на рубине (Rb), алюмоитгриевом гранате с неодимом (АИГ: Nd), лазеры с перестройкой частоты на органических красителях, полупроводникивые лазеры на GaAs.

Эти лазерные установки воздействуют на живую ткань путем облучения, иссечения, испарения, коагуляции.

Особенности излучения лазеров (высокая когерентность монохроматичность, малая расходимость, высокая спектральная плотность мощности) позволяют воздействовать на отдельные клетки, органы и организм в целом.

Достигаемый эффект зависит от

- энергетических параметров лазерного пучка,

- времени воздействия,

- теплофизических характеристик биоткани и ее объема, в котором поглощается энергия излучения,

- от длины волны излучения.

Излучение лазеров с l = 0,6 – 1,5 мкм глубоко проникает в биоткань, его используют для терапевтического воздействия. Например, Не-Ne лазеры () применяют для физиотерапевтическоко лечения. Лазеры на АИГ:Nd (l=1,06 мкм), излучение которых проникает в биоткань на глубину до 10нм, используют для прекращения кровотечения и коагуляции патологических образований. Лазеры на СО2 (l = 10,6 мкм) – широко применяют в хирургии.

Любая конструкция медицинских лазерных установок состоит из следующих функционально связанных между собой узлов:

- блока генерации излучения (БГИ), который имеет большие размеры и располагается на подвижной тележке.

БГИ содержит один или больше СО2 – лазерных излучателей и дополнительный источник видимого лазерного излучения малой мощности, который служит для подведения рабочего излучения к облучаемому объекту;

- блока питания излучателя (БПИ), служащего для возбуждения генерации в активной среде (его обычно компонуют на одном основании с блоком генерации либо в виде отдельного устройства, находящегося в помещении рядом с операционной, и соединяют с блоком БГИ кабелем);

- системы подведения излучения к объекту (система передачи энергии от блока излучателя в зону воздействия зависит в основном от вида излучения).

В медицинских установках на лазерах с излучением в видимом и близком ИК диапазоне спектра чаще всего применяют кварцевые световоды, в дальнем ИК диапазоне – многоколенные зеркально линзовые или призменные световоды [8];

- устройства управления и контроля параметров излучения и выбора режима облучения ( предназначены для включения и выключения излучения, выбора, изменения и контроля режимов и параметров излучения, иногда используются компьютеры).

Воздействие лазерного излучения большой мощности на живую ткань приводит к коагуляции сосудов в месте разреза.

Это свойство позволило создать лазерный скальпель, обеспечивающий проведение относительно бескровных операций, уменьшение боли, сокращение продолжительности операции и послеоперационного периода.

В наше время разработано несколько типов таких установок с выходной мощностью 20 – 100 Вт. (таблица 6.1)

Возможность применения лазера в медицине определяется его длиной волны l и выходной мощностью Рвых.

Для рассечения тканей, испарения патологических очагов, стерилизации ран используют лазерное излучения с l= 2…12 мкм. и Рвых ~ 5 Вт.


Таблица 4.1 – Лазерная медицинская аппаратура

Название лазерной установки
Излучатель

 

тип.

Режим работы Длина волны l,

 

Мкм

Выходная

 

мощность Рвых , Вт

Минимальный диаметр

 

пятна d, мм

Оптическая

 

система

Назначения
1 2 3 4 5 6 7 8
ЛГМ – 1

 

«Яранга»

1968 г. [17]

ЛГ - 22

 

СО2 - лазер

Непрерывный 10,6 30 0,3 Многоколенный

 

зеркально –

линзовый

световод

Предназначен для хирургического лечения и облучения злокачественных опухолей
ЛГХ–

 

80–02

«Разбор» [17]

Отпаянный

 

излучатель

СО2 - газового

Лазера,

ИЛГН – 702

Непрерывный 10,6 80 0,3 Многоклеточный зеркально –

 

линзовый

световод шарнирный манипулятор

Для целей

 

онкологии,

хирургии и

терапии

« Скальпель – 1» [17] Отпаянные углекислотный лазер ЛГ – 25 Непрерывный одномодовый 10,6 20 0,25 – 20 Оптический шарнир с компенсатором угла поворота Общая, гнойная и пластическая хирургия, операции у больных с нарушением свертывания крови

Продолжение таблицы 4.1

«Ромашка –1» [17] Четыре излучателя СО2 лазеров ЛГ – 25, снабжены дымоотсосным модулем для эвакуации продуктов взаимодействия излучения с биологической тканью Непрерывный 10,6 0,9 Зеркальный линзовый световод (шарнирная система) Обеспечивает ускоренную хирургическую обработку биологической ткани (при ожогах, гнойной, общей хирургии, нейрохирургии)
«Ромашка –2» [17] СО2- лазер, типа ЛГН –703 и Не-Ne лазер типа ИЛГН-204 Непрерывный 10,6 15 1,5 Зеркальный линзовый световод (шарнирная система) Гинекология, отоларингология, пластическая хирургия
«Радуга–1Ф» [17] Одномодовый отпаянный СО2 ИЛГН-82 Не-Ne лазеры подсветка Непрерывный одномодовый-импульсный lCO2=10,6

 

Рнепр=50

 

 

~0,3 Оптический шарнир с 6-ю степенями свободы При операциях на жировых и костных тканях
lНе-Ne

 

подсветки=0,63

Рмакс имп=1
«Рдуга –12 [17] АИГ: Nd-лазер Непрерывный 1,064 Рмах=50 0,400 2 моноволоконных световода с комбинированным охлождением Для проведения операций при острых кровоточащих язвах желудка, опухолевых заболеваниях внутренних органов

Продолжение таблицы 4.1

 

« Ятага Н-1»

 

 

[17]

Ar и Rb лазеры.

 

Не-Ne

лазер-пилот для наводки ЛГ-56

Свободной генерации 0,694 Рвых=1 0,05 – 0,5 Бинокулярный микроскоп Для микрохирургии переднего отдела глаза, приварка отслоившейся сетчатки и заварка сосудистой оболочки при сахарном диабете.
«Якорь – 1» [17] алюмоиттриевом гранате с неодимом Непрерывный, импульсный 0, 532

 

и

1,064

 

 

 

Рвых=0,4

 

 

0,05 –0,2

 

и

0,03 – 0,06

Фокусирующая система, коротко фокусирующая насадка с углом сходимости излучений 260 Лазерная фототерапия глаза, позволяет производить коагулляцию и фотодеструкцию тканей на переднем и заднем отделах глаза
УЛФ – 01

 

«Ягода» [17]

На основе излучателя Не-Nе лазера ЛГИ-10 0,63

 

 

0,012 (5 – 500)*10-6 Пленочные поляризационные фильтры, *трансфокатор, кварцевый световод стоматология, отолорингология

Глубина разреза зависит от скорости перемещения границ слоя разрушения в глубь биоткани. Максимальную линейную скорость разреза Vp и скорость получения отверстий V0 в мягких биологических тканях лучом СО2 лазера определяют с достаточной точностью [17]:

 

, , мм/с,

 

где:

Р - мощность излучения лазера, Вт,

h - глубина разреза, мм,

d – диаметр сфокусированного пучка, мм.

Основное отличие разреза, сделанного лазерным лучом, от разреза, сделанного скальпелем или электроножом - высокая температура в зоне разреза, гемостатическое и асептическое действие лазерного излучения( обусловлены нагреванием поверхностных слоев биологических тканей до температуры в несколько сотен градусов), стерильность режущего инструмента, в качестве которого используют электромагнитную энергию.

Инструменты для лазерных операций должны обеспечивать:

1) возможность создания локальной компрессии для обескровливания по линии рассечения оперируемого органа без раздавливания его тканей;

2) быстрое рассечение ткани без увеличения мощности излучения;

3) выполнение различных хирургических приемов, в особенности в труднодоступных областях брюшной и грудной полостей;

4) качественную «биологическую сварку тканей»;

5) защиту окружающих тканей и медицинского персонала от поражения прямыми и отраженными лучами.

К лазерным инструментам относят:

1. Универсальный лазерный зажим.

2. Зажимные губки (для прилежащей ткани оперируемого органа). Одна из губок имеет узкий сквозной паз для прохождения лазерного излучения к оперируемому органу, связана со специальной рукояткой, управляющей светоприводом со штуцером дымоотсоса.

Вторая зажимная трубка лазерного излучения не пропускает. Зажимный инструмент с зажатой в нем биологической тканью и специальная рукоятка наведения создают при сочленении замкнутую полость, полностью изолирующую окружающее пространство от рассеянного, отраженного и прямого лазерного излучения, и от газообразных продуктов, образующихся при взаимодействии излучения с биотканью.

Рассечение биологической ткани осуществляется вдоль линии, жестко фиксированной сквозным пазом зажимной губки. Оно сопровождается сваркой противоположных стенок губки, а также противоположных стенок полого органа. Скорость рассечения при этом возрастает в несколько раз за счет уменьшения толщины ткани в зоне рассечения и жесткой фиксации линий рассечения, исключающей колебания точки фокусировки излучения как в глубине, так и по поверхности оперируемого органа.

Биологическая сварка противоположных стенок полого отрана происходит за счет выдавливания и коагуляции биологической жидкости в зоне действия лазера. При этом противоположные стенки полого органа фиксируются пластичным коагулянтом.

3. Для работы в труднодоступных областях грудной и брюшной полости используется лазерный хирургический инструмент особой формы, например Г- образный зажим для пересечения прямой кишки.

Для дополнительного закрепления лазерного сквозного шва используют два типа лазерных хирургических инструментов:

1) бесскобочные

2) скобочные (имеет в одной из зажимных губок толкатель с металлическими скобами)

При выполнении операций на органах ЖКТ используется лазерный механический сшивающий аппарат УПО-16. Его преимущества: поверхность шва стерильная, сухая, не кровоточит, надскобочный валик низкий и легко перитонизируется.


© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру