معرفی و بررسی کاربرد باریکه ساختار یافته چرخان در سیستم های جراحی لیزری (کد304)

با روند روبه رشد فن آوری های نوری تقاضای استفاده از ابزارهای نوری در پزشکی افزایش چشم گیری یافته است. یکی از کاربردهای فوتونیک در پزشکی ارایه سیستم های جراحی مبتنی بر لیزر به خصوص در جراحی های گوش، حلق و بینی است که از باریکه های لیزری به عنوان جایگزین چاقوی جراحی استفاده می شود. به طور معمول در این سیستم ها باریکه نوری لیزر CO2 به وسیله یک سیستم مینیاتوری تلسکوپی بر روی منطقه تحت جراحی، کانونی می شود. با این حال، در سیستم های رایج مورد استفاده، بخش زیادی از انرژی ورودی به سیستم به علت بازتاب، از سیستم خارج و اتلاف می شود. این امر بازدهی سیستم را کاهش می دهد، به علاوه باریکه برگشتی می تواند به لیزر آسیب برساند.

در این مقاله، روش جدیدی برای افزایش بازدهی میکروابزارهای جراحی گوش، حلق و بینی براساس استفاده از باریکه های چرخان معرفی شده است. از آن جا که توان باریکه های چرخان می تواند از مرکز به شعاع های بزرگ تر منتقل شود، می توان از آن برای افزایش بازدهی سیستم و جلوگیری از آسیب به لیزر استفاده کرد. طراحی و بهینه سازی میکروابزار تلسکوپی، توسط نرم افزار زیمکس و انتشار باریکه چرخان توسط نرم افزار متلب انجام شده است.

یافته ها:

 نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که با استفاده از باریکه ساختاریافته مناسب، بازدهی سیستم به بیش از 94 درصد افزایش می یابد. همچنین به دلیل افزایش عمق کانونی، حساسیت سیستم به عدم انطباق عمق به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. مزیت دیگر استفاده از باریکه چرخان افزایش بیشینه شدت به میزان 40 درصد تا 73 درصد برای فواصل کاری مختلف است که به عبارت دیگر تیغ جراحی تیزتری فراهم می شود. همچنین با تغییر بار توپولوژیک باریکه چرخان، دستگاه انعطاف کافی برای تغییر پارامترهای جراحی لیزری را خواهد داشت

نتیجه گیری:

 با مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی، باریکه چرخان به عنوان باریکه مناسب برای استفاده در سیستم های میکروابزار جراحی معرفی شده است. روش ارایه شده گام مهمی در افزایش کاربردهای باریکه های ساختاریافته در جراحی های لیزری است