Das Konzept Eines Laserskalpells Mit Einer "gekrümmten" Klinge Wird Vorgeschlagen

2024 Autor: | . Zuletzt bearbeitet: 2024-01-10 03:13

Derzeit gibt es nur Laserskalpelle mit einer zylindrischen Klinge, was nicht immer praktisch ist. Wissenschaftler haben jedoch einen Ausweg aus dieser Situation gefunden. Das Laserskalpell ist ein chirurgisches Instrument, mit dem biologische Gewebe mit der Energie eines Lasers geschnitten oder entfernt werden Strahlung. Der Strahl erhöht die Temperatur in einem begrenzten Bereich des Gewebes stark - er kann 400 ° C erreichen. Bei dieser Temperatur brennt der bestrahlte Bereich sofort aus. In diesem Fall "versiegelt" der Laser sofort die kleinen Blutgefäße entlang der Ränder der Inzision. Das Laserskalpell macht sehr dünne Schnitte, reduziert Blutungen und die Strahlung selbst ist absolut steril. „Das herkömmliche chirurgische Skalpell hat eine Vielzahl von Klingenformen, um bestimmten Anwendungen gerecht zu werden. Laserskalpelle haben keine solche Vielfalt, genauer gesagt, solange es nur eine Form der Strahlungslokalisierung gibt - achsensymmetrisch. Aus diesem Grund haben wir einen einfachen Weg vorgeschlagen, um die Spitzenform mithilfe eines photonischen "Hakens" zu krümmen. Dies ist eine neue Art von gekrümmtem, selbstbeschleunigendem Lichtstrahl, der in seiner Form wirklich einem Haken ähnelt. Zuvor haben wir theoretisch die Existenz eines solchen „Hakens“vorhergesagt und experimentell bestätigt “, sagte Igor Minin, Projektmanager und einer der Autoren des Artikels, Professor der TPU-Abteilung für Elektrotechnik. Das Konzept und seine Begründung werden im Journal of Biophotonics veröffentlicht. Ein unverzichtbares Element eines Laserskalpells ist ein Lichtleiter zur Übertragung von Laserenergie. An seinem Ende wird ein fokussierter Laserstrahl mit einer Länge von mehreren Wellenlängen gebildet. Mit seiner Hilfe führt der Chirurg die notwendigen Manipulationen durch. Faser ist das Standardmaterial für die Faser. „Um den Laserstrahl zu biegen, haben wir eine der einfachsten möglichen Lösungen vorgeschlagen: eine Amplituden- oder Phasenmaske am Ende der Faser anzubringen. Es ist eine dünne Platte aus Metall oder einem dielektrischen Material wie Glas. Die Maske verteilt den Energiefluss innerhalb der Faser neu und bildet am Ende der Faser einen gekrümmten Bereich der Strahlungslokalisierung, dh einen photonischen "Haken". Simulationen haben gezeigt, dass eine solche gekrümmte Klinge eine Länge von bis zu 3 Millimetern hat, ihre Dicke etwa 500 Mikrometer (zum Vergleich 100 Mikrometer die Dicke eines menschlichen Haares) bei einer Wellenlänge von 1550 Nanometern beträgt. Das heißt, wir fügen ein kleines Element hinzu, ohne das allgemeine Design des Geräts und das Funktionsprinzip zu beeinträchtigen, und wir erhalten Änderungen nur im Bereich des Endes der Faser (an der Spitze). Die Form und Dicke der Klinge ändert sich: Sie ist ungefähr zweimal dünner als die achsensymmetrische Version “, erklärt Igor Minin. In dem veröffentlichten Artikel stellten die Forscher eine theoretische Grundlage für das Konzept vor und bereiten sich nun darauf vor, es experimentell zu bestätigen. Experimente werden an der Nationalen Yang-Ming-Universität (Taiwan) stattfinden. Material vom Pressedienst der Polytechnischen Universität Tomsk