Lo scopo principale dell'utilizzo di un diodo laser visibile coassialmente con un laser di trattamento è fungere da meccanismo di rilevamento in tempo reale delle modifiche dei tessuti.
Allineando un fascio di rilevamento visibile, tipicamente un laser rosso da 633 nm, con il raggio laser invisibile ad anidride carbonica (CO2) di trattamento, il sistema può monitorare lo stato fisico del tessuto durante la procedura. Questa configurazione consente al sistema di generare segnali di feedback immediati basati su come le proprietà ottiche del tessuto evolvono sotto stress termico.
Il valore fondamentale di questa configurazione risiede nella sua capacità di tradurre il danno fisico ai tessuti, in particolare la denaturazione termica, in segnali ottici misurabili, consentendo un controllo preciso del processo di trattamento.
La meccanica del monitoraggio coassiale
Allineamento del percorso ottico
Affinché questo sistema di monitoraggio funzioni in modo efficace, la luce di rilevamento deve condividere esattamente lo stesso percorso ottico del laser di trattamento.
Disponendo il diodo da 633 nm coassialmente con il laser CO2, il sistema garantisce che il raggio di monitoraggio colpisca il punto esatto del tessuto trattato.
Questo allineamento elimina gli errori di parallasse, assicurando che i dati di feedback corrispondano precisamente all'area attualmente sottoposta ad alterazione termica.
Il ruolo della luce visibile
Mentre il laser di trattamento (CO2) esegue il taglio o l'ablazione, il diodo laser visibile agisce esclusivamente come sonda.
Viene scelto un laser rosso da 633 nm perché è visibile e possiede specifiche caratteristiche di riflessione sui tessuti biologici.
Questa sorgente luminosa funge da fascio di riferimento costante, illuminando continuamente il sito di trattamento per valutare le condizioni superficiali.
Rilevamento delle modifiche dei tessuti tramite diffusione
Monitoraggio della denaturazione termica
Il principio fondamentale alla base di questo monitoraggio è che la denaturazione termica altera la struttura dei tessuti.
Quando il laser di trattamento riscalda il tessuto, le proteine si denaturano, causando un cambiamento nella composizione fisica della superficie.
Questo cambiamento strutturale influisce direttamente su come la luce interagisce con la superficie del tessuto.
Interpretazione dei punti di diffusione
Quando il tessuto è sano o non trattato, riflette la luce di rilevamento secondo uno schema specifico.
Man mano che si verifica la denaturazione, le caratteristiche di diffusione del tessuto aumentano.
Il sistema di monitoraggio rileva le modifiche nei "punti di diffusione" della luce di rilevamento. Analizzando questi spostamenti nello schema di riflessione, il sistema può quantificare l'entità del danno termico in tempo reale.
Comprensione dei compromessi
Superficie vs. Profondità
Questo metodo si basa sulla diffusione ottica, che è principalmente un fenomeno superficiale o quasi superficiale.
Sebbene efficace per monitorare la denaturazione termica immediata all'esterno, potrebbe non rappresentare perfettamente gli effetti termici che si verificano in profondità negli strati tissutali se il laser di trattamento penetra significativamente più in profondità della luce di rilevamento.
Sensibilità all'allineamento
L'accuratezza del ciclo di feedback dipende interamente dalla precisione dell'allineamento coassiale.
Se il diodo visibile si discosta anche leggermente dall'asse del laser di trattamento, il sistema potrebbe misurare la diffusione di tessuto non trattato mentre il laser di trattamento brucia un'area diversa.
Ciò richiede una robusta stabilità meccanica nell'assemblaggio ottico per mantenere l'integrità dei dati.
Fare la scelta giusta per il tuo obiettivo
Quando implementi o valuti un sistema laser con monitoraggio coassiale, considera i tuoi specifici obiettivi clinici o tecnici.
- Se la tua priorità principale è la sicurezza: Assicurati che il sistema sia calibrato per riconoscere la specifica soglia di diffusione che indica l'insorgenza di danni termici indesiderati (carbonizzazione).
- Se la tua priorità principale è la precisione: Verifica che la dimensione del punto del laser di rilevamento corrisponda alla dimensione del punto del laser di trattamento per garantire che il feedback copra l'intera area trattata.
In definitiva, il laser visibile coassiale trasforma un sistema di erogazione di energia cieco in uno strumento intelligente guidato dal feedback, capace di adattarsi alla risposta dei tessuti.
Tabella riassuntiva:
| Caratteristica | Funzione nel sistema coassiale |
|---|---|
| Raggio di rilevamento | Diodo laser rosso da 633 nm per monitoraggio in tempo reale |
| Raggio di trattamento | Laser CO2 per ablazione, taglio o terapia termica |
| Tipo di allineamento | Coassiale (percorso ottico condiviso) per eliminare errori di parallasse |
| Meccanismo chiave | Monitoraggio delle modifiche nella diffusione della luce dovute alla denaturazione proteica |
| Beneficio principale | Feedback intelligente per prevenire danni termici eccessivi |
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Riferimenti
- Merav Ben‐David, Israel Gannot. Measuring tissue heat penetration by scattered light measurements. DOI: 10.1002/lsm.20654
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da Belislaser Base di Conoscenza .
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