Регистрация / Вход
Прислать материал

Применение двухмикронного лазерного излучения для процесса эндовазальной лазерной коагуляции варикозных вен

Сведения об участнике
ФИО
Артемов Сергей Алексеевич
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Физика и астрономия
Раздел области наук
Оптика, квантовая электроника
Тема
Применение двухмикронного лазерного излучения для процесса эндовазальной лазерной коагуляции варикозных вен
Резюме
В проекте предлагается использование лазеров, генерирующих излучение в двухмикронном диапозоне (1,9-2,1 мкм), для осуществления процесса лазерной коагуляции вен. Мы предполагаем, что использование излучения, которое хорошо поглощается водой, может снизить применяемую при лазерной коагуляции мощность излучения, что в свою очередь уменьшит повреждения прилегающих к венам тканей и нервов.
Ключевые слова
Варикоз, физика в медицине, эвлк, лазеры.
Цели и задачи
Оптимизация параметров лазерного аппарата , генерирующего излучение в двухмикронной области спектра, для процесса эндовазальной лазерной коагуляции варикозных вен
Введение

В проекте предлагается использование лазеров, генерирующих излучение в двухмикронном диапозоне (1,9-2,1 мкм), для осуществления процесса лазерной коагуляции вен. Мы предпологаем, что использование излучения, которое хорошо поглощается водой, может снизить применяемую при лазерной коагуляции мощность излучения, что в свою очередь уменьшит повреждения прилегающих к венам тканей и нервов.

В настоящем проекте произведится оптимизация мощности излучения и длины волны излучения, необходимой для процесса коагуляции варикозных вен. Также, будут проведены эксперименты по оптимизации геометрической конфигурации торца оптического световода, с помощью которого излучение доставляется в вену. 

Методы и материалы

Для решения поставленных задач был смонтирован экспериментальный стенд,  Прототип аппарата для эндовазальной лазерной коагуляции  включает в себя лазер, генерирующий излучение в двухмикронной области спектра, фокусирующую оптику для ввода излучения в варикозно-расширенные вены, штатива для фиксации световода, столика (который  может перемещаться в трех независимых  направлениях(x,y,z)).

 Во всех случаях перед выполнением опытов производился замер мощности лазерного излучения на торце световода прибором с термочувствительным датчиком. В качестве объекта лазерного воздействия использовались сегменты больших подкожных вен, удаленных во время радикальной флебэктомии у пациентов с варикозной болезнью вен нижних конечностей. Возраст пациентов составил от 19 до 65 лет, средний 38 ± 7,5 лет, соотношение мужчин и женщин 53 и 47 %. Исследование проводилось непосредственно после удаления вены без фиксации консервантами. Цилиндрическую емкость экспериментального стенда заполняли донорской кровью, а также 0,9 % раствором NaCl. Таким образом, в первом варианте имитировались условия венозного сосуда, заполненного кровью.

Для чистоты эксперимента начинали облучать вену в стационарном положении. Закрепляли участок вены в стеклянном капилляре, затем помещали его в физ. раствор, вводили  конец оптического световода в вену.

Описание и обсуждение результатов

На данный момент для лазерной коагуляции применяются лазеры, излучающие на длинах волн 0,81 мкм, 0,97 мкм с мощностью излучения 15-20 Вт. Так же применяются лазеры излучающие на длинах волн 1,47 мкм и 1,56 мкм, излучение которых попадает в полосу поглощения воды, что позволяет осуществлять процесс коагуляции варикозных вен при уменьшении мощности лазерного излучения до 10-12 Вт.

На сегодняшний день снижение мощности лазерного излучения – актуальная проблема. Одним из способов её решения является применение для лазерной коагуляции варикозных вен лазерного излучения в спектральном диапазоне 1,9-2,1 мкм. Это связано с тем, что коэффициент поглощения воды в двухмикронной области спектра выше по сравнению с коэффициентом поглощения воды в области 1,5 мкм.

В настоящее время коллективом лаборатории оптической спектроскопии лазерных материалов и сотрудниками кафедры общей хирургии имени профессора н. И. Атясова с курсами отоларингологии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии медицинского института МГУ им. Н.П.Огарёва проведены эксперименты по лазерной коагуляции варикозных вен с применением излучения на длине волны 1,86 мкм и подводимой мощностью в диапазоне 3-5,2 Вт. Полученные результаты показали перспективность проведения дальнейшего исследования в этом направлении. Для оптимизации длины волны и мощности лазерного излучения используемого при коагуляции вен необходимо проведение научно-исследовательской работы. В процессе выполнения НИР будет проведены генерационные эксперименты по получения двухмикронной лазерной генерации на основе  кристалла YLiF4:Tm и керамики Y3Al5O12:Tm при использовании полупроводниковой накачки. Также в проекте будет решаться задача по оптимизации геометрической конфигурации торца оптического наконечника. Выявление физических механизмов, обеспечивающих процесс лазерной облитерации варикозных вен является интересной задачей и также будет решаться в настоящем проекте.

Настоящий проект будет выполняться на базе лаборатории оптической спектроскопии лазерных материалов ФБГОУ ВПО "МГУ им. Н.П. Огарёва". Данная лаборатория активно занимается разработкой твердотельных лазеров с полупроовдниковой накачкой излучающих в диапазоне 1,9-2,1 мкм. Результаты работы опубликованы в следующих статьях [1], [2]. Результаты применения лазерного излучения на длине волны 1,86 мкм при лазерной облитерации вен докладывались на следующих конференциях [3], [4].

 

 

 

Используемые источники
[1] М.А. Борик, Е.Е. Ломонова, А.В. Малов, А.В. Кулебякин, П.А. Рябочкина, С.Н. Ушаков, М.А. Усламина, А.Н. Чабушкин. // Квантовая Электроника, -2012, -Т 42, № 7.- с. 580-582.

[2] Andrey A. Lyapin, V.V. Osiko, P.A. Ryabochkina// Optical Materials, -2013, -T 35, №10.-c. 1859-1864.
[3] А.Н. Беляев, О.А. Кузнецова, А.А. Ляпин, К.С. Романов, П.А. Рябочкина, А.Н. Чабушкин, А.С. Хрущалина // Материалы нано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение : прогр. и материалы 14-й Междунар. науч. конф.-шк., Саранск, 29 сен. – 2 окт. 2015 г. / редкол.: К. Н. Нищев (отв. ред.) [и др.]. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2015, c.150.
[4] Чабушкин А. , Рябочкина П. А. , Беляев А. А. , Кузнецова О. А. , Ляпин А. А. , Хрущалина С. А.// Тезисы докладов международной молодёжной конференции ФизикА.СПб 26–29 октября 2015 года// c-26
Information about the project
Surname Name
Sergey Artemov
Project title
The use of laser radiation for dvuhmikronnogo process endovasal laser treatment of varicose veins
Summary of the project
The project proposes the use of lasers emitting radiation at two micron band reception (1.9-2.1 micron) for veins laser coagulation process. We assume that the use of radiation that is well absorbed by water, can reduce the applied laser coagulation while the radiation power, which in turn will reduce the damage to the tissue adjacent to the veins and nerves.
Keywords
Varicose veins, physics, medicine, EVLС, lasers.