Сравнение режущих и коагуляционных свойств волоконных лазеров с длиной волны 1,56 и 1,94 мкм с полупроводниковым лазером 0,98 мкм

Abstract

Цель - провести сравнительную оценку режущих и коагуляционных свойств волоконных лазеров с длинами волн 1,56 и 1,94 мкм с полупроводниковым лазером 0,98 мкм. Материалы и методы. Проведено сравнительное исследование биологических свойств волоконных лазеров с длиной волны 1,56 и 1,94 мкм с полупроводниковым лазером 0,98 мкм в постоянном непрерывном режиме. Режущие свойства лазеров оценивались на мышечной ткани курицы по ширине и глубине зоны абляции, формируемой в ходе линейного лазерного разреза со скоростью 2 мм/с, коагуляционные - по ширине боковой зоны коагуляции. Измерение зон проводили в условиях микроскопии с помощью калибровочного предметного стекла. Для статистического анализа выбрали значения мощности 3, 5, 7, 9 и 11 Вт для каждой длины волны лазерного излучения. Результаты. Анализ полученных результатов измерений подтвердил статистически значимое влияние длины волны лазерного излучения на характер линейной зависимости параметров лазерного разреза от мощности воздействия. Установлено, что волоконный водопоглощаемый лазер с длиной волны 1,56 мкм обладает большей коагулирующей способностью, но сопоставимой способностью к резке тканей по сравнению с гемоглобинпоглощаемым лазером с длиной волны 0,98 мкм. Лазер с длиной волны 1,94 мкм на мощности 7 Вт и выше превосходит по своим режущим свойствам полупроводниковый лазер 0,98 мкм на той же мощности воздействия. Для всех лазеров прирост мощности излучения в большей степени увеличивает ширину зоны абляции, в меньшей степени - глубину кратера и ширину боковой зоны коагуляции. Таким образом, прирост мощности излучения для лазеров с длиной волны 1,56 и 1,94 мкм преимущественно влияет на режущие свойства, увеличивая ширину и глубину формируемой зоны абляции, в меньшей степени - на его коагуляционные способности в сравнении с полупроводниковым лазером с длиной волны 0,98 мкм. Заключение. По результатам экспериментального исследования обнаружено, что лазеры с длиной волны 1,56 и 1,94 мкм обладают лучшими коагулирующими свойствами в сравнении с полупроводниковым лазером 0,98 мкм. Статистически доказано, что все параметры лазерного разреза (ширины боковой зоны коагуляции, глубины и ширины зоны абляции) для лазеров с длиной волны 1,56; 1,94 и 0,98 мкм зависят от мощности лазерного излучения. Лазер с длиной волны 1,94 мкм превосходит лазер 0,98 мкм по своим режущим свойствам.

Aim of the study was to compare the cutting and coagulation properties of 1.56 and 1.94 μm fiber lasers with those of a 0.98 μm semiconductor laser. Materials and methods. A comparative study of the biological effects of 1.56 and 1.94 µm lasers and a 0.98 µm semiconductor laser used in a constant, continuous mode was carried out. The cutting properties of the lasers were evaluated on the chicken muscle tissue samples by the width and depth of the ablation zone formed via a linear laser incision at a speed of 2 mm/s, while the coagulation properties were assessed by the width of the lateral coagulation zone. The zones were measured using a surgical microscope and a calibration slide. For statistical analysis, power values of 3, 5, 7, 9, and 11 W were chosen for each laser wavelength. Results. Analysis of the findings confirmed that laser wavelength had a statistically significant effect on the linear dependence between incision parameters and laser power. It was found that the 1.56 μm fiber laser (water absorption) had a greater coagulation ability but a comparable cutting ability compared with the 0.98 μm laser (hemoglobin absorption). When used in the power mode of 7W or higher, the 1.94 µm laser provided superior cutting performance compared with the 0.98 µm semiconductor laser at the same exposure power. Elevating the power in any of the lasers primarily increased the width of the ablation zone, and to a lesser extent - the crater depth and the width of the lateral coagulation zone. Therefore, in comparison with the 0.98 μm semiconductor laser, higher radiation power in the 1.56 and 1.94 μm lasers mainly influences their cutting properties, expanding the width and depth of the ablation zone, and has a smaller effect on their coagulation ability. Conclusion. The findings of the study showed that the 1.56 and 1.94 μm fiber lasers have better coagulation properties in comparison with the 0.98 μm semiconductor laser. was statistically proven that all incision characteristics (width of the lateral coagulation zone, depth and width of the ablation zone) for the 1.56, 1.94, and 0.98 μm lasers depend on the power of laser radiation. The 1.94 µm laser is superior to the 0.98 µm laser in its cutting properties.