معرفی و بررسی کاربرد باریکه ساختار‌یافته چرخان در سیستم‌های جراحی لیزری (کد304)

مقدمه: با روند روبه‌رشد فن‌آوری‌های نوری تقاضای استفاده از ابزارهای نوری در پزشکی افزایش چشم‌گیری یافته است. یکی از کاربردهای فوتونیک در پزشکی ارائه سیستم‌های جراحی مبتنی بر لیزر به‌خصوص در جراحی‌های گوش، حلق و بینی است که از باریکه‌های لیزری به عنوان جایگزین چاقوی جراحی استفاده می‌شود. به طور معمول در این سیستم‌ها باریکه نوری لیزر co2 به‌وسیله یک سیستم مینیاتوری تلسکوپی بر روی منطقه تحت جراحی، کانونی می‌شود. با این حال، در سیستم‌های رایج مورد استفاده، بخش زیادی از انرژی ورودی به سیستم به علت بازتاب، از سیستم خارج و اتلاف می‌شود. این امر بازدهی سیستم را کاهش می‌دهد، به‌علاوه باریکه برگشتی می‌تواند به لیزر آسیب برساند.روش بررسی: در این مقاله، روش جدیدی برای افزایش بازدهی میکروابزارهای جراحی گوش، حلق و بینی براساس استفاده از باریکه‌های چرخان معرفی شده است. از آن‌جا که توان باریکه‌های چرخان می‌تواند از مرکز به شعاع‌های بزرگ‌تر منتقل شود، می‌توان از آن برای افزایش بازدهی سیستم و جلوگیری از آسیب به لیزر استفاده کرد. طراحی و بهینه‌سازی میکروابزار تلسکوپی، توسط نرم افزار زیمکس و انتشار باریکه‌ چرخان توسط نرم‌افزار متلب انجام شده است.یافته‌ها: نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که با استفاده از باریکه‌ ساختاریافته‌ مناسب، بازدهی سیستم به بیش از 94 درصد افزایش می‌یابد. همچنین به دلیل افزایش عمق کانونی، حساسیت سیستم به عدم انطباق عمق به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. مزیت دیگر استفاده از باریکه‌ چرخان افزایش بیشینه‌ شدت به میزان 40 درصد تا 73 درصد برای فواصل کاری مختلف است که به عبارت دیگر تیغ جراحی تیزتری فراهم می‌شود. همچنین با تغییر بار توپولوژیک باریکه‌ چرخان، دستگاه انعطاف کافی برای تغییر پارامترهای جراحی لیزری را خواهد داشت. نتیجه‌گیری: با مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی، باریکه‌ چرخان به عنوان باریکه مناسب برای استفاده در سیستم‌های میکروابزار جراحی معرفی شده است. روش ارائه شده گام مهمی در افزایش کاربردهای باریکه‌های ساختاریافته در جراحی‌های لیزری است