Navrhuje Sa Koncept Laserového Skalpelu So „zakrivenou“čepeľou

2024 Autor: | . Naposledy zmenené: 2024-01-10 03:15

V súčasnosti existujú iba laserové skalpely s valcovou čepeľou, čo nie je vždy výhodné - vedci však našli východisko z tejto situácie. Laserový skalpel je chirurgický nástroj, pomocou ktorého sa pomocou laserovej energie rezajú alebo odstraňujú biologické tkanivá. žiarenie. Lúč prudko zvyšuje teplotu v obmedzenej oblasti tkaniva - môže dosiahnuť 400 ° C. Pri tejto teplote ožarovaná oblasť okamžite vyhorí. V tomto prípade laser okamžite „utesní“malé krvné cievy pozdĺž okrajov rezu. Laserový skalpel robí veľmi tenké rezy, obmedzuje krvácanie a samotné žiarenie je absolútne sterilné. „Konvenčný chirurgický skalpel má rôzne tvary čepelí, ktoré vyhovujú konkrétnym aplikáciám. Laserové skalpely nemajú takú rozmanitosť, presnejšie, pokiaľ existuje iba jedna forma lokalizácie žiarenia - osovo súmerné. Preto sme navrhli jednoduchý spôsob, ako urobiť tvar hrotu zakrivením pomocou fotonického „háku“- jedná sa o nový typ zakriveného samorýchľovacieho lúča svetla, ktorý svojím tvarom skutočne pripomína hák. Predtým sme teoreticky predpovedali a experimentálne potvrdili existenciu takéhoto „háku“, “uviedol Igor Minin, projektový manažér a jeden z autorov článku, profesor katedry elektronického inžinierstva TPU. Koncept a jeho zdôvodnenie sú uverejnené v časopise Journal of Biophotonics. Nepostrádateľným prvkom laserového skalpelu je svetlovod na prenos laserovej energie. Na jeho konci sa vytvorí zameraný laserový lúč s dĺžkou niekoľkých vlnových dĺžok. S jeho pomocou chirurg vykonáva potrebné manipulácie. Vlákno je štandardný materiál pre vlákno. „Na ohnutie laserového lúča sme navrhli jedno z najjednoduchších možných riešení: umiestniť amplitúdovú alebo fázovú masku na koniec vlákna. Je to tenká doska vyrobená z kovu alebo dielektrického materiálu, napríklad zo skla. Maska redistribuuje tok energie vo vnútri vlákna a vytvára zakrivenú oblasť lokalizácie žiarenia na konci vlákna, to znamená fotonický „háčik“. Simulácie preukázali, že takáto zakrivená čepeľ má dĺžku až 3 milimetre, jej hrúbka je asi 500 mikrónov (pre porovnanie, 100 mikrónov je hrúbka ľudského vlasu) pri vlnovej dĺžke 1550 nanometrov. To znamená, že pridáme jeden malý prvok, bez toho, aby to malo vplyv na všeobecný dizajn zariadenia a princíp jeho fungovania, a zmeny sa dočkajú iba v oblasti konca vlákna (na špičke). Tvar a hrúbka čepele sa mení: je približne dvakrát tenšia ako osovo súmerná verzia, “vysvetľuje Igor Minin. V publikovanom článku vedci predstavili teoretické základy konceptu a teraz sa pripravujú na jeho experimentálne potvrdenie. Pokusy sa uskutočnia na Národnej univerzite Yang-Ming (Taiwan). Materiál poskytnutý tlačovou službou Tomskovej polytechnickej univerzity