art photonics鹵化銀多晶紅外光纖傳在雷射手術中的創新運用

光之格物 發佈 2020-01-02T23:53:38+00:00

同時它也使得診所中進行咽喉手術成為了可能,因為利用C02 雷射可以無需全身麻醉,從而降低了患者的住院費用,增加了患者對重複治療的接受性,如口腔咽乳頭狀瘤。

導讀:

由於人體細胞組織對紅外雷射吸收能量的吸收效率遠遠高於可見光範圍的雷射,因此紅外雷射在雷射外科中得到廣泛的運用。目前國內醫用能量型雷射器以 Nd:YAG(1.06μm)、Ho:YAG(2.1μm)和 CO(5.5μm)以及 CO2(10.6μm)為主。水對 CO/CO2 雷射吸收效率遠遠大於 Nd:YAG 雷射,在雷射外科中,因人體對 CO/CO2 雷射吸收效率高,創傷面積小,傷口深度淺,能封閉細小血管及減少出血等優點,因此在雷射外科中被廣泛使用。

在傳統上,基本採用導光臂結構傳輸 CO/CO2 雷射能量,但有時很難進到一些咽喉等部位,因為雷射束必須沿直線傳播,因此在市面上迫切需要與導光臂相似熱效應的光纖傳輸能量。德國art photonic創新性研發出鹵化銀多晶紅外光纖(PIR實芯光纖)可以穩定傳輸CO/CO2雷射能量,獨創性 SMART(抑制菲涅爾損失)技術,使得透光率大於 75%。

內容:

許多材料,包括玻璃,水和哺乳動物組織,對 CO/CO2 雷射器波長具有不同的吸收特性。CO 雷射器發射雷射中心波長在 5.5μm 附近,約為 CO2 雷射器發射波長的一半(10.6μm)。傳統雷射能量傳導多採用導光臂結構,但鑒於導光臂本身笨重結構,以及靈活柔韌性等,使得在一些場景應用中導光臂結構無法操作。因此,德國 art Photonics 公司和美國 Coherent(相干公司)開展緊密的合作,致力於研發先進的光纖傳能系統,傳輸 CO/CO2 雷射器能量。見下圖,直接耦合雷射器光纖系統,一套系統包含光學耦合裝置(透鏡),PIR實芯光纜。

PIR光纜在 CO/CO2 雷射組織切割應用:

art Photonics 公司研發團隊對 CO/CO2 雷射器採用光纖傳能系統,在比較切割了幾種不同動物組織樣品(心臟,肌肉和肝臟),發現在兩種不同雷射器波長下,組織吸收結果有明顯差異。下圖顯示來自脂肪肌肉和心肌組織樣品的一些典型結果。 試驗操作:

上圖樣品來自對豬組織的脂肪肌肉(左)和心臟肌肉(右),在用 CO(頂部)和 CO2(底部)雷射器分別以 4mm/s速度和 8W 輸出進行切割,雷射束聚焦在組織表面以下 2mm。白色區域顯示凝血的程度。橫截面為手術刀垂直切割後顯微顯示圖像。

通過對雷射組織切割樣品對比,明顯看的出兩個重要現象是組織消融的程度和周圍白色區域擴展程度。白色區域為組織被加熱到其凝血點,但沒有被清除。在每一次實驗當中,發現 CO2 雷射產生更深,更窄的切口,而 CO 雷射產生更廣泛和更深的凝血區,而凝血又是雷射微創手術中最小化出血的關鍵因素。這意味著,光纖系統能穩定傳輸CO/CO2雷射器能量,這將會在雷射手中得到大力推廣及運用,如在耳鼻喉科微創手術中,如採用 CO2 雷射在微創手術切口,治療皮脂囊腫創傷小,流血較少,不需要縫合,5~7 小時左右創口可癒合。

在未來,這套光纖系統對那些沒有經口腔雷射顯微手術經驗的醫師來說,使用 C02 雷射會更加簡單,因為無需進行喉鏡和顯微適配器的校準。光纖還可以聯合柔性支氣管鏡用於氣管或支氣管手術。同時它也使得診所中進行咽喉手術成為了可能,因為利用 C02 雷射可以無需全身麻醉,從而降低了患者的住院費用,增加了患者對重複治療的接受性,如口腔咽乳頭狀瘤。

德國 Art photonics公司簡介(深圳唯銳科技為其大陸區辦事處): 公司成立於 1998 年 6 月,創始人團隊都來自於世界知名學府和研究機構,是世界上領先的特種光纖和光纖系統的設計和製造供應商。從實驗室研究到成立公司至今,有著 30 多年的設計和研發生產歷史,是寬光譜(180nm~18μm)光纖解決方案行業專家,包含 4‐16μm高難度中紅外傳輸區域。

採用全球領先鹵化銀晶體擠壓工藝,生產出多晶紅外(polycrystalline infrared fibers,PIR)光纖,纖芯跨度從 240μm到 900μm。獨有SMRT(Special Micro Anti‐Reflection Treatment)專利技術,使得光透率大大增強(>75%)。PIR實芯光纖光纜具有高靈活,柔性光傳輸,被廣泛應用於雷射手術以及其他醫療光纖傳輸應用。

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