Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

3.1.Математическое моделирование лазерного воздействия для проведения переднего капсулорексиса и дистанционного гемостаза сосудов конъюнктивы и склеры


1----------

    



Цель математического моделирования лазерного воздействия состояла в предварительном расчете параметров энергии лазера, частоты импульсов, количества лазерных аппликатов, а также расстояний наконечника до поверхности воздействия при выполнении лазерного переднего капсулорексиса и при проведении лазерного дистанционного гемостаза в зоне конъюнктивальных и склеральных сосудов и с дальнейшим уточнением этих параметров в эксперименте.

    Учитывали анизотропию оптических и тепловых параметров тканей. Важными параметрами, определяющими взаимодействие лазерного излучения с тканями, являются: режим облучения (в данном случае импульсный), время и мощность, а также длина волны (1.44 мкм), которая определяет интенсивность поглощения тканью хрусталика и конъюнктивы. Поглощенная энергия лазерного излучения вызывает в облученном участке локальное минимальное повышение температуры. При этом часть тепла отводится из зоны воздействия за счет излучения и кондукции в окружающие области.

    В соответствии с законом Ламберта (закона Бугера-Ламберта-Бера) интенсивность лазерного луча I(l) при прохождении расстояния l в среде с коэффициентом поглощения k(?) ослабевает:

    I0 — интенсивность лазерного луча на входе в слой ткани,

    I(l) — ослабленная интенсивность лазерного луча при прохождении расстояния l в ткани,

    - коэффициент френелевского отражения излучения,

    n — относительный коэффициент преломления на границе сред,

    число e = 2,71828  — основание натурального логарифма.

    Потери энергии в воздухе происходят за счет отражения, а в тканях — за счет отвода тепла (в конъюнктиве и склере или веществе хрусталика).

    Один импульс лазерного излучения воздействует на объем, равный объему цилиндра с диаметром, равным диаметру пучка и высотой, равной 1/k, где k — коэффициент поглощения излучения с длиной волны 1,44 мкм.

     В таблицах 3, 4 приведены результаты математического моделирования.

    Математическим моделированием оценили различия в технологии выполнения лазерного капсулорексиса и проведения лазерного дистанционного гемостаза, а именно, различие расстояний от наконечника до зоны воздействия. Эти параметры затем уточнили в эксперименте.

    Критерием эффективности параметров лазерного воздействия при математическом моделировании выполнения лазерного капсулорексиса выбран такой набор параметров, при котором объем энергии лазерного луча достаточен для разрушения передней капсулы хрусталика в зоне воздействия, а поглощенная энергия в ближайшей области вещества хрусталика минимальна.

    Из таблицы видно, что на коагуляцию капсулы расходуется от 25 до 95% энергии лазерных импульсов. Малая доля энергии может оказаться недостаточной для полного разреза капсулы, а избыточно большая энергии может привести к слишком интенсивному разрыву капсулы с вскипанием и хаотичными перемещениями микрочастиц капсулы. Эту пропорцию требовалось определить в эксперименте.

    Коэффициент поглощения лазерного излучения при длине волны 1,44 мкм во влаге передней камеры равен 0,84 мм-1. Физический смысл этого коэффициента состоит в том, что на расстоянии 1/0,84 = 1,16 мм интенсивность излучения уменьшается в e раз (e= 2,71828) и практически объем воздействия излучения представляет собой цилиндр с диаметром d, равным диаметру лазерного луча и высотой, равной 1,16 мм. Толщина передней капсулы не превосходит 0,02 мм, поэтому при достаточной для разрезания капсулы энергии лазерных импульсов оптимальное расстояние от наконечника до передней поверхности хрусталика составляет 0,3 мм. Это расстояние не слишком велико, при котором передняя капсула находится в центре цилиндра максимального нагревания интраокулярного объема. С другой стороны, расстояние до капсулы 0,3 мм оптимально для осуществления визуального контроля выполнения капсулорексиса.

    Критерием эффективности параметров лазерного воздействия при математическом моделировании проведения лазерного дистанционного гемостаза в зоне конъюнктивальных и склеральных сосудов был выбран такой набор параметров, при котором объем энергии лазерного луча достаточен для гемостаза сосуда в зоне воздействия, а поглощенная энергия в ближайшей области конъюнктивы и склеры минимальна.

    При проведении лазерного дистанционного гемостаза поглощение энергии лазерных импульсов в воздухе практически отсутствовало и потеря происходила только из-за отражения, составляя 3%. Расстояние от наконечника до зоны воздействия влияет на диаметр пучка, который вследствие расходимости его позволял увеличивать диаметр, увеличивая расстояние. При расходимости луча 0,1 рад диаметр пятна увеличивали для воздействия на крупные сосуды от исходного 0,6 мм на расстоянии 1,0 мм до 0,8-1,0 мм на расстоянии 2,0 мм, что было достаточно для проведения лазерного дистанционного гемостаза.

    На установке задавали энергию одного импульса и частоту их генерации. Энергия одного импульса воздействовала на цилиндрический объем ткани с диаметром, равным диаметру импульса и высотой, равной обратной величине коэффициента поглощения. Время отвода тепла из зоны воздействия определяли коэффициентом температуропроводности ткани. Температуропроводность ткани определяла скорость распространения в нем температурных изменений при нагревании и характеризовалась коэффициентом температуропроводности, который численно равен повышению температуры единицы объема вещества в результате притока тепла, равного по величине коэффициенту теплопроводности.

    Из таблицы видно, что на гемостаз сосуда расходуется от 0,22 до 5,47 мДж энергии лазерных импульсов. Указанный интервал энергетического воздействия может привести как к небольшому сокращению коллагена с частичным перекрытием сосуда, так и к полной окклюзии сосуда. Оптимальные параметры гемостаза сосуда требовалось определить в эксперименте.

    В зоне воздействия энергия импульсов расходовалась на нагрев ткани и ее испарение. Для гемостаза сосуда необходимо, чтобы время отвода тепла из нагреваемого объема было больше времени излучения лазером энергии, равной энергии испарения нагреваемого объема. В противном случае ткань будет нагреваться в зоне воздействия и нагревание будет распространяться в прилегающие области, не достигая окклюзии сосуда. Приравнивая время испарения ко времени подвода энергии получали значения мощности излучения, при которой происходил требуемый эффект, в соответствии с формулами и коэффициентами, приведенными в таблице 3.

    Свели полученные данные в таблицы 2 и 3 с различными сочетаниями энергии импульса и частоты, получили план экспериментальных исследований, в которых необходимо уточнить теоретически приемлемые сочетания энергии и частоты для проведения лазерного капсулорексиса и дистанционного гемостаза.

    Таким образом, математическое моделирование лазерного воздействия для выполнения капсулорексиса и дистанционного гемостаза сосудов конъюнктивы и склеры составили основу для подбора оптимальных диапазонов значений лазера при проведении капсулорексиса, и гемостаза соответствующие современным требованиям офтальмохирургии.


Страница источника: 47

 ХV Юбилейный конгресс Российского глаукомного общества ХV Юбилейный конгресс Российского глаукомного общества

Сателлитные симпозиумы в рамках ХV Юбилейного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХV Юбилейного конгресса Росс...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Эндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференцияЭндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференция

Сателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенациональн...

Фемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всероссийская научно-практическая конференцияФемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всеросси...

Федоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практичес...

Федоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XIV Всероссийской научно-практической конференцииФедоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XI...

Актуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная ...

Восток – Запад 2017 Международная научно-практическая конференция по офтальмологииВосток – Запад 2017 Международная научно-практическая конфер...

Белые ночи - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Новые технологии в контактной коррекции.  В рамках  Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в офтальмологии - 2017»Новые технологии в контактной коррекции. В рамках Всеросси...

Новые технологии в офтальмологии -  2017 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии - 2017 Всероссийская научн...

XVI Всероссийская школа офтальмологаXVI Всероссийская школа офтальмолога

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017 ХV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Роговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении кератоэктазий Научно-практическая конференция с международным участиемРоговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении...

Сателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Рос...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенациональ...

На стыке науки и практикиНа стыке науки и практики

Федоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практиче...

Актуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная к...

Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтальмохирургии с международным участием Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтал...

Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Невские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологовНевские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологов

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмологов «Невские горизонты - 2016»Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмо...

Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-п...

Витреоретинальная хирургия. Макулярный разрывВитреоретинальная хирургия. Макулярный разрыв

Рейтинг@Mail.ru