CC BY
82
ВОЛОКОННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ВНУТРИВЕННОЙ КОАГУЛЯЦИИ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ВАРИКОЗА
В. А. Королев, В.Т. Потапов Институт радиотехники и электроники РАН. Е-mail: [email protected]
Разработан волоконный инструмент для лазерной внутривенной коагуляции в сосудистой хирургии. Инструмент имеет волоконно-оптический датчик температуры контроля лазерной коагуляции стенок вены
В последнее десятилетие получили дальнейшее развитие работы в области лазерной медицинской техники с использованием гибких оптических волокон. Прогресс в развитии такой техники связан с достижениями в создании полупроводниковых лазеров и новыми разработками лазеров на активном оптическом волокне. Отечественными организациями предложено более десятка аппаратов для хирургии и термотерапии на основе компактных полупроводниковых лазеров [1]. Важным фактором, определяющим использование новой техники в клинической практике, является не только ее приспособленность для работы в условиях операционных и эндоскопических кабинетов медицинских учреждений, но и обеспечение современным инструментом контроля воздействия лазерного излучения на биоткань в процессе лечения. В области лазерной термотерапии и хирургии определенные возможности связаны с применением волоконно-оптических датчиков температуры [2].
Одно из перспективных применений волоконно-оптических датчиков температуры - мониторинг температуры при локальной гипертермии злокачественных новообразований (лазерный нагрев биоткани до 42°С-44°С). Другое применение - косметология, в частности, для контроля лазерной термопластики хрящевой ткани, когда необходимо поддерживать нагрев биоткани в области 70°С, что обеспечивает возможность корректировки формы хряща. Еще одно возможное направление работ связано с сосудистой хирургией для лечения широко распространенного заболевания варикозного расширения вен ног. Традиционная операция удаления расширенной большой подкожной вены ноги травматична, имеет длительный послеоперационный период восстановления работоспособности больного.
Один из современных методов удаления расширенной большой подкожной вены ноги основан на выполнении внутривенной лазерная коагуляция через оптоволоконный катетер [3, 4]. Например, в клиническом исследовании [5] лазерная коагуляция проводилась излучением 1,064 мкм АИГ:Кё лазера через оптическое волокном (диаметром 600 мкм), введенное в вену. Мощность излучения достигала при 10 сек импульсе воздействия 15 Вт. К конструкции оптоволоконных катетеров предъявляются повышенные требования по надежности и безопасности функционирования в кровеносном русле вены. Необходимо, во избежание ослабления светопередачи оптического волокна, исключить загрязнение его выходного торца частицами биоткани. Важно также объективно контролировать результат лазерной коагуляции внутренних стенок вены. Одним из объективных средств контроля было бы использование волоконно-оптических датчиков температуры.
Нами предложена конструкция волоконного инструмента для лазерной коагуляции в сосудистой хирургии, отвечающая вышеуказанным требованиям. В частности, исключается возможность загрязнения выходного торца оптическое
волокно, а также устраняется риск перфорации стенки вены, эксплуатационные сроки службы инструмента значительно повышаются.
На рис.1 изображена принципиальная схема волоконного инструмента для лазерной внутривенной коагуляции. Волоконный инструмент имеет гибкую трубку 1, оптическое волокно 2 (передающее излучение для коагуляции биоткани), оптическое волокно 3 с термочувствительным элементом, термочувствительный элемент 4, втулку 5 со сквозным отверстием, соосным линзе 6 на оправке 7.
Полая трубка 1 выполнена из фторопласта марки «ТеГ2е1», совместимого с биотканью, наружный и внутренний диаметр трубки соответственно 3.0 и 2.4 мм. Использовалось оптическое волокно 2 типа кварц-полимер со световедущей жилой диаметром 0.4 мм и два оптических волокна 3 типа кварц-кварц со световедущей жилой диаметром 0.1 мм. На оконечный участок торца оптического волокна 3 приваривался термочувствительный элемент 4 из монокристаллического кремния с поперечным размером до 0.12х0.12 мм . Металлическая втулка 5 имела сквозное отверстие диаметром 0.75 мм (для размещения выходного участка оптического волокна 2 и соосно выполненную выемку диаметром 1.25 мм для размещения термочувствительного элемента 4 оконечного участка оптического волокна 3. Снаружи втулка имела резьбу на которую накручивалась оправка с короткофокусной сапфировой линзой.
Термочувствительный элемент обеспечивает регистрацию температуры в диапазоне 40°С-110°С с точностью измерения ±0.2°С [2]. Для сравнения отметим, что зарубежная волоконно-оптическая система “Ьих1хоп т3300” с чувствительным фосфоресцентным элементом на выходе оптического волокна обеспечивает точность измерения ± (0.5-2°С) для диапазона температур 50°С-120°С.
Работа инструмента при лазерной коагуляции во внутренней полости сосуда проиллюстрирована рис.2.
Конструкция волоконного инструмента, содержащая трубку 1 с дистальными участками оптическое волокна 2 и оптического волокна 3, вводится в русло сосуда 8 и проводится до участка коагуляции. Включается излучение лазера 9 и выполняется воздействие излучением, передаваемым оптическим волокном 2 и исходящим из линзы 6, на внутренние стенки сосуда до уровня облитерации (заваривания полости канала сосуда). Нагрев биоткани приводит за счет теплопередачи к соответствующему нагреву элементов 7 и 5, что фиксирует термочувствительный элементом 4 внутри втулки 5. Оптическое волокно 3 передает информация о нагреве на устройство индикации 10.
Модель волоконного инструмента для лазерной коагуляции может найти применение в флебологии при оперативных вмешательствах для лечения варикозного расширения большой подкожной вены ноги.
Рис. 1. Принципиальная схема волоконного инструмента для лазерной коагуляции в
сосудистой хирургии
1Q
Рис. 2. Волоконный инструмент, введенный в полость сосуда
[1] Минаев В.П. // Квантовая электроника.-2005.-Том, №11.-С.976-9ВЗ.
[2] Егоров Ф.А. и др. //ВНМТ.-2QQ5.-№3-4.- С.112.
[3] Mordon S.R., Wassmer B., Zemmouri J. // Lasers in Surgery and Medicine.-2QQ7.-V.39, №З.-Р.256-265.
[4]Богачев В.Ю. и др. //Ангиология и сосудистая хирургия.-2QQ4.-№1.- С.9З.
[5] Cheng-Jen Chang, Jun-Jin Chua // Lasers in Surgery and Medicine.-2QQ2.-V.31, №4. Р.257-262.
9
