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Les chercheurs proposent d'effectuer le laser neuf « lame » pour les scalpels médicaux

Les scientifiques de l'université de l'Etat d'université et de Saratov d'école d'enseignement technique de Tomsk se sont associés aux collègues de Taïwan et proposé pour effectuer un laser « lame » pour un scalpel médical avec une forme incurvée spécifique utilisant un « crochet » photonique.

Actuel il y a des scalpels de laser seulement avec un domaine cible axisymétrique, c.-à-d., avec une lame cylindrique. Selon des scientifiques, le changement de la forme de la lame augmentera les possibilités d'utiliser le laser en médicament, alors que c'est environ deux fois plus mince que l'option cylindrique.

Le concept et son raisonnement sont publiés dans le tourillon de Biophotonics (SI : 3,032 ; Q1).

Un scalpel de laser est un instrument chirurgical utilisé pour couper ou retirer les tissus biologiques à l'aide du rayonnement laser. Dans un endroit limité de tissu le faisceau soulève tranchant la température jusqu'au °C 400, de ce fait effectuant l'endroit irradié pour griller immédiatement.

De cette façon, le laser immédiatement « a scellé des petits vaisseaux sanguins le long des arêtes d'une incision. Le scalpel de laser effectue les incisions très minces, réduit saigner, et la radiothérapie elle-même est absolument stérile.

Un scalpel chirurgical conventionnel a un grand choix de formes de lame pour adapter à des applications spécifiques. Les scalpels de laser n'ont pas une telle variété, ou plutôt, il y a seulement une forme de localisation de radiothérapie - axisymétrique. Par conséquent, nous proposés un moyen simple d'effectuer la forme de bout avons courbé utilisant un « crochet » photonique. C'est un type neuf de faisceau lumineux de auto-accélération incurvé, formé comme un crochet. Plus tôt, nous avons théoriquement prévu et avons expérimental confirmé l'existence d'un tel « crochet ». »

Igor Minin, chef de projet et professeur, service du bureau d'études électronique, université d'école d'enseignement technique de Tomsk

Un élément indispensable d'un scalpel de laser est la fibre pour transmettre le rayonnement laser. À son extrémité, un faisceau laser orienté de plusieurs longueurs d'onde est formé. Avec son aide, le chirurgien exécute toutes les manipulations nécessaires.

« Pour courber le faisceau laser, nous le proposé des solutions les plus simples possibles : mettez un masque d'amplitude ou de phase à l'extrémité de la fibre. C'est une plaque mince effectuée du métal ou d'un matériau diélectrique comme la glace.

Le masque redistribue le flux d'énergie à l'intérieur de la fibre et forme une région incurvée de la localisation de radiothérapie à l'extrémité de la fibre, c.-à-d., un « crochet » photonique.

Par la simulation, une lame incurvée est prouvée pour avoir une longueur de jusqu'à 3 mm et une épaisseur d'environ 500 microns (100 microns est l'épaisseur des cheveux - ed.), avec une longueur d'onde à être 1.550 nanomètres.

En d'autres termes, nous ajoutons un petit élément, sans affecter le modèle et le rendement généraux du dispositif, et obtenons des changements de l'endroit de l'extrémité de fibre seuls (au bout).

La forme et l'épaisseur de la lame change : c'est approximativement deux fois plus mince que l'option axisymétrique, » Igor Minin explique.

Dans l'article, les scientifiques ont constitué une base théorique pour le concept, et maintenant ils préparent pour le confirmer expérimental à l'université nationale de Yang-Ming (Taïwan).

Source:
Journal reference:

Minin, I. V., et al. (2020) Concept of photonic hook scalpel generated by shaped fiber tip with asymmetric radiation. Journal of Biophotonics. doi.org/10.1002/jbio.202000342.