Welche Anwendungen gibt es für Laser im medizinischen Bereich?

Mit der rasanten Entwicklung vonLasertechnologie, die Anwendung von Lasern im medizinischen Bereich hat immer mehr Aufmerksamkeit erhalten. Aufgrund ihrer Vorteile wie Berührungslosigkeit, hohe Präzision, geringer Schaden, Tragbarkeit und flexibler Betrieb hat die medizinische Laserbehandlung die technischen Mittel der klinischen medizinischen Behandlung erheblich bereichert, traditionelle Methoden bei der Behandlung einiger Krankheiten schrittweise ersetzt und die medizinische Gesamtversorgung verbessert Industrie. technisches Niveau. Derzeit nimmt der Marktanteil der medizinischen Laserbehandlung kontinuierlich zu und die Entwicklungsaussichten sind sehr breit.

Laser weisen eine extrem hohe Kohärenz, Monochromatizität und Richtwirkung auf und können Energie auf kleinem Raum konzentrieren, um eine extreme Licht-Materie-Wechselwirkung zu erreichen. Da Materialien nach der Absorption von Laserenergie schmelzen und vergasen, wurden Laser zunächst bei der Bearbeitung verschiedener Materialien wie Bohren, Schneiden und Schweißen eingesetzt. Später wurde entdeckt, dass bestimmte biologische Gewebestrukturen durch Laserbestrahlung erhitzt werden können, wodurch der Zweck der Abtragung und Entfernung schädlicher Substanzen erreicht werden kann, was zu einem neuen Konzept der medizinischen Laserbehandlung führte. Die medizinische Laserbehandlung zeichnet sich durch berührungslose, hohe Präzision, geringe Schäden, einfache Tragbarkeit und flexible Bedienung aus und hat umfangreiche Aufmerksamkeit und Forschung erhalten. Nach jahrelanger Entwicklung hat sich die Lasermedizin zunächst zu einem umfassenden Querschnittsthema entwickelt, das im medizinischen Bereich eine immer wichtigere Rolle spielt. Die medizinische Laserbehandlung wird seit ihrer Zulassung für die klinische Anwendung durch in- und ausländische Arzneimittelzulassungsbehörden in verschiedenen medizinischen Disziplinen weit verbreitet eingesetzt.

Aufgrund seiner einzigartigen Vorteile wird die medizinische Laserbehandlung von immer mehr Ärzten und Patienten akzeptiert und hat bei der Behandlung einiger Krankheiten nach und nach traditionelle Behandlungsmethoden ersetzt, und auch ihr Marktanteil nimmt zu.

Medizinische Laser
Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Laserleistung werden verschiedene Parameter von Lasern zunehmend optimiert, wie z. B. die Erweiterung des Laserwellenlängenbereichs, die Erhöhung der Durchschnittsleistung, die Reduzierung des Volumens und die Verbesserung der Systemstabilität usw. sowie der Anwendungsbereich von Auch der Einsatz von Lasern im medizinischen Bereich nimmt zu. Die folgende Tabelle zeigt die Anwendung von Lasern mit unterschiedlichen Wellenlängen, Modi und Leistungen bei verschiedenen Erkrankungen. Im Gegensatz zu Industrielasern stellen medizinische Laser besondere Anforderungen an Laser, wie z. B. Laserwellenlänge, Impulsbreite, Arbeitsmodus, Ausgangsleistung, Gerätegröße und Sicherheitsüberwachung usw. Angesichts der Unterschiede in der Absorptions- und Penetrationseffizienz verschiedener menschlicher Gewebe , müssen Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen ausgewählt werden; Für einige hochpräzise therapeutische Anwendungen ist eine strenge Kontrolle der Impulsbreite, des Arbeitsmodus und der Ausgangsleistung erforderlich. Der Laser sollte klein und leicht sein sowie leicht zu tragen und zu bedienen sein. Für Operationen, bei denen die optische Faser in den Körper hinein verlängert werden muss, sollte der Durchmesser der optischen Faser klein genug sein. Um Schäden an normalem Gewebe zu reduzieren, sollte das Lasermodul mit Temperaturrückmeldung, Rotlichtanzeige, optischer Leistungsüberwachung und Eingangsüberwachung für Glasfaserverbindungen sowie anderen Funktionen ausgestattet sein, um die Stabilität der Parameter während des Behandlungsprozesses sicherzustellen.

Eine weitere wichtige Entwicklungsrichtung medizinischer Laser ist der ultraschnelle Laser. Unter Ultrakurzpulslasern versteht man Ultrakurzpulslaser mit einer Pulsbreite von Pikosekunden (10).⁻¹²s) und darunter. Da die Pulsbreite kleiner ist als die Zeitskala der Elektronengitter-Wärmeübertragung in Materialien, unterscheidet sich der Ablationsmechanismus ultraschneller Laser von dem herkömmlicher Laser. Mit erheblichen Unterschieden kann der ultraschnelle Laser die thermische Wirkung des umgebenden Gewebes erheblich reduzieren und die Schädigung des umgebenden Gewebes minimieren, während das Gewebe im Laserfokusbereich präzise entfernt wird, wodurch eine „kalte Ablation“ erreicht wird. Ultrakurzpulslaser werden derzeit für ophthalmologische und dermatologische Behandlungen eingesetzt, die eine hohe Präzision erfordern. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung leistungsstarker und hochstabiler Ultrakurzpulslaser werden Ultrakurzpulslaser in Zukunft eine immer wichtigere Rolle im medizinischen Bereich spielen.

Medizinisches Laserkontrollsystem
Das Steuerungssystem eines medizinischen Lasers muss die folgenden Anforderungen erfüllen:

(1) Verbessern Sie die Genauigkeit der Laserbehandlung. Chirurgische Genauigkeit ist eine wichtige Voraussetzung für den Einsatz von Lasern in der klinischen Medizin. Am Beispiel der Osteotomiechirurgie kommt es bei der Osteotomiebehandlung häufig zu großen Fehlern, die sich insbesondere in den folgenden Aspekten widerspiegeln: Bei der präoperativen Vorhersageverknüpfung, der kephalometrischen Verfolgung, dem Schneiden und Anpassen. Bei dieser Methode wird die Trajektorie der Osteotomie manuell vom Arzt gezeichnet , was ungenau ist; Während der Operation wird die Osteotomielinie normalerweise mit einem Bohrloch markiert. Da der tatsächliche Operationsraum jedoch sehr klein ist und der psychologische Zustand des operierenden Arztes schwankt, unterscheidet sich das manuelle Bohrloch von dem des Bedieners. Es gibt eine gewisse Abweichung in der Designposition. Das Design des Lasersteuerungssystems muss unsichere manuelle Vorgänge so weit wie möglich reduzieren: zum Beispiel die Trajektorienkonstruktion und -verfolgung auf der Grundlage vollständig digitaler und automatisierter Lösungen sowie die Kalibrierung der Osteotomielinie mithilfe intelligenter Roboter oder Manipulatoren usw.

(2) Verbessern Sie die Betriebseffizienz. Eine zu lange Betriebszeit stellt wahrscheinlich ein Risiko dar, daher ist auch die Betriebseffizienz ein wichtiger Bewertungsindex. Das medizinische Lasersteuerungssystem sollte die besten chirurgischen Verfahren formulieren, die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems verbessern und redundante und unnötige manuelle Bestätigungs- und Eingriffsvorgänge reduzieren. Andererseits ist das medizinische Personal möglicherweise nicht gut im Umgang mit elektronischen Geräten. Daher sollte der Entwurf eines medizinischen Lasersteuerungssystems nicht zu kompliziert sein und für Ärzte einfach zu bedienen sein.

(3) Sorgen Sie für Stabilität und Sicherheit. Im Vergleich zur industriellen Produktion stellen medizinische Systeme höhere Anforderungen an die Stabilität und Sicherheit der Geräte. Die Instabilität und das unkontrollierbare Verhalten einer Maschine können zum Scheitern der Operation führen und sogar den Körper des Patienten gefährden. Die zugrunde liegende Logik des medizinischen Lasersteuerungssystems sollte möglichst einfach und robust sein und systematischen und langfristigen Tests unterzogen werden, um alle unkontrollierbaren Faktoren zu eliminieren. Darüber hinaus sollte das medizinische Lasersystem auch in der Lage sein, Notfälle zu bewältigen, den Eingriff rechtzeitig beenden zu können und eine Schädigung des Patienten zu vermeiden.

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