Quali sono le applicazioni del laser in campo medico?

Con il rapido sviluppo diTecnologia laser, l'applicazione del laser in campo medico ha ricevuto sempre più attenzione. Grazie ai vantaggi del senza contatto, dell'alta precisione, dei piccoli danni, della portabilità e del funzionamento flessibile, il trattamento medico laser ha notevolmente arricchito i mezzi tecnici del trattamento medico clinico, ha gradualmente sostituito i metodi tradizionali nel trattamento di alcune malattie e ha migliorato il quadro medico generale industria. livello di tecnica. Allo stato attuale, la quota di mercato dei trattamenti medici laser è in costante aumento e le prospettive di sviluppo sono molto ampie.

Il laser ha coerenza, monocromaticità e direttività estremamente elevate e può concentrare l'energia in uno spazio ridotto per ottenere un'interazione estrema tra luce e materia. Dato che i materiali si sciolgono e gassificano dopo aver assorbito l'energia laser, i laser sono stati inizialmente utilizzati nella lavorazione di vari materiali, ad esempio nella perforazione, nel taglio e nella saldatura. Successivamente, si è scoperto che specifiche strutture tissutali biologiche possono essere riscaldate sotto l'irradiazione laser, raggiungendo così lo scopo di ablazione e rimozione di sostanze nocive, dando così vita a un nuovo concetto di trattamento medico laser. Il trattamento medico laser presenta i vantaggi di senza contatto, alta precisione, piccoli danni, facilità di trasporto e funzionamento flessibile e ha ricevuto ampia attenzione e ricerca. Dopo anni di sviluppo, la medicina laser è diventata inizialmente una materia interdisciplinare completa, svolgendo un ruolo sempre più importante in campo medico. Il trattamento medico laser è stato ampiamente utilizzato in varie discipline mediche da quando è stato approvato per l’applicazione clinica dalle autorità di regolamentazione dei farmaci nazionali ed estere.

Grazie ai suoi vantaggi unici, il trattamento medico laser è stato accettato da un numero sempre maggiore di medici e pazienti e ha gradualmente sostituito i metodi di trattamento tradizionali nel trattamento di alcune malattie e anche la sua quota di mercato è in aumento.

Laser medici
Con il continuo miglioramento delle prestazioni del laser, vari parametri del laser vengono sempre più ottimizzati, come l'espansione della gamma di lunghezze d'onda del laser, l'aumento della potenza media, la riduzione del volume e il miglioramento della stabilità del sistema, ecc., e il campo di applicazione di in aumento anche i laser in campo medico. La tabella seguente mostra l'applicazione di laser con diverse lunghezze d'onda, modalità e potenze in diverse malattie. Diversamente dai laser industriali, i laser medici hanno requisiti specifici per i laser, come lunghezza d'onda del laser, larghezza dell'impulso, modalità di lavoro, potenza di uscita, dimensioni dell'apparecchiatura e monitoraggio della sicurezza, ecc. In considerazione delle differenze nell'efficienza di assorbimento e penetrazione dei diversi tessuti umani , è necessario selezionare laser con lunghezze d'onda diverse; per alcune applicazioni terapeutiche di alta precisione, è necessario controllare rigorosamente l'ampiezza dell'impulso, la modalità di funzionamento e la potenza di uscita; il laser deve essere di piccole dimensioni e leggero, facile da trasportare e da utilizzare; per le operazioni che richiedono l'estensione della fibra ottica nel corpo, il diametro della fibra ottica deve essere sufficientemente piccolo; al fine di ridurre i danni ai tessuti normali, il modulo laser deve essere dotato di feedback della temperatura, indicazione della luce rossa, monitoraggio della potenza ottica e connessione in fibra ottica Monitoraggio dell'ingresso e altre funzioni per garantire la stabilità dei parametri durante il processo di trattamento.

Un'altra importante direzione di sviluppo del laser medicale è il laser ultraveloce. I laser ultraveloci si riferiscono a laser a impulsi ultracorti con una larghezza di impulso di picosecondi (10⁻¹²s) e sotto. Poiché l’ampiezza dell’impulso è inferiore alla scala temporale del trasferimento di calore del reticolo elettronico nei materiali, il meccanismo di ablazione dei laser ultraveloci è diverso da quello dei laser tradizionali. Con differenze significative, il laser ultraveloce può ridurre significativamente l'effetto termico del tessuto circostante e minimizzare il danno al tessuto circostante rimuovendo con precisione il tessuto nell'area di messa a fuoco del laser, ottenendo l'"ablazione a freddo". I laser ultraveloci vengono attualmente utilizzati per trattamenti oftalmici e dermatologici che richiedono un'elevata precisione. Con il continuo sviluppo di laser ultraveloci ad alta potenza e stabilità, i laser ultraveloci svolgeranno in futuro un ruolo sempre più importante nel campo medico.

Sistema di controllo laser medico
Il sistema di controllo del laser medicale deve soddisfare i seguenti requisiti:

(1) Migliorare la precisione del trattamento laser. La precisione chirurgica è un prerequisito importante per l’applicazione dei laser nella medicina clinica. Prendendo come esempio la chirurgia dell’osteotomia, ci sono spesso grandi errori nel trattamento dell’osteotomia, che si riflettono specificamente nei seguenti aspetti: Nel collegamento di previsione preoperatoria, tracciamento cefalometrico, taglio e abbinamento In questo metodo, la traiettoria dell’osteotomia viene disegnata manualmente dal medico , il che è impreciso; durante l'operazione, la linea dell'osteotomia è solitamente contrassegnata da un foro, ma poiché lo spazio operativo effettivo è molto piccolo e lo stato psicologico del medico operante fluttua, il foro manuale sarà diverso da quello dell'operatore. C'è una certa deviazione nella posizione di progettazione. La progettazione del sistema di controllo laser deve ridurre il più possibile le operazioni manuali incerte: ad esempio, progettazione e tracciamento della traiettoria basati su soluzioni completamente digitali e automatizzate e calibrazione della linea di osteotomia utilizzando robot o manipolatori intelligenti, ecc.

(2) Migliorare l'efficienza operativa. Un tempo di funzionamento troppo lungo potrebbe causare rischi, pertanto anche l'efficienza operativa è un importante indice di valutazione. Il sistema di controllo del laser medicale dovrebbe formulare le migliori procedure chirurgiche, migliorare la velocità di risposta del sistema e ridurre le operazioni manuali di conferma e intervento ridondanti e non necessarie. D’altro canto, il personale medico potrebbe non essere bravo a utilizzare apparecchiature elettroniche. Pertanto, la progettazione del sistema di controllo laser medico non dovrebbe essere troppo complicata e dovrebbe essere facile da utilizzare per i medici.

(3) Garantire stabilità e sicurezza. Rispetto alla produzione industriale, i sistemi medicali impongono requisiti più elevati in termini di stabilità e sicurezza delle apparecchiature. L'instabilità e il comportamento incontrollabile di qualsiasi macchina può causare il fallimento del funzionamento e persino mettere in pericolo l'organismo del paziente. La logica alla base del sistema di controllo del laser medicale dovrebbe essere quanto più semplice e robusta possibile e sottoposta a test sistematici e a lungo termine per eliminare tutti i fattori incontrollabili. Inoltre, il sistema laser medicale dovrebbe anche essere in grado di gestire le emergenze, essere in grado di terminare la procedura in tempo ed evitare di causare danni al paziente.

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