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采用碳掺杂、铒掺杂和钛掺杂光热光纤转换器的980纳米激光软组织切割效率

DOI：10.1002/lsm.23006 期刊：Lasers in Surgery and Medicine 出版年份：2018 更新时间：2025-10-24 16:41:07
摘要： 目的：近红外二极管激光用于接触式软组织手术时，因切割效率较低存在周围组织严重热损伤风险。为提高切割效率，需使用特殊转换器（转化激光为热能的装置）。本研究通过活体实验评估了配备标准碳基及新型铒/钛掺杂转换器的980nm二极管激光的温度动态变化与软组织切割效率。 材料与方法：采用980nm二极管激光对离体鸡大腿软组织进行处理，通过芯径400±5mm的石英光纤传输辐射。光纤末端安装碳/铒/钛掺杂转换器，集成红外传感器监测转换器温度。评估不同移动速度（1/3/6mm/s）和激光功率（0.3/1.0/4.0W）下各转换器的温度动态。使用NTBC染色评估软组织热损伤，测定激光创面凝固区与汽化区的宽深参数，计算不同转换器的切割效率。 结果：切割效率、附带损伤及转换器温度随转换器类型、激光功率及移动速度变化。钛掺杂转换器在4.0W功率/1mm/s速度时达到最高工作温度（1980±154℃）实现组织切割；碳掺杂转换器在1.0W功率/6mm/s速度时呈现最低工作温度（540±30℃）完成切割。钛掺杂转换器在4.0W/1mm/s时产生最大凝固深度（0.72±0.10mm），碳掺杂转换器在0.3W/3mm/s时凝固深度最小（0.11±0.02mm）。铒掺杂转换器在1.0W/1mm/s时切割效率最高（0.57mm3/W），碳掺杂转换器在4.0W/6mm/s时效率最低（0.02mm3/W）。 结论：三种转换器均适用于980nm二极管激光的软组织接触手术。铒/钛掺杂转换器比碳掺杂转换器耐热性更强且切割更有效，可提升临床操作的安全性、速度与便捷性。适用于普外科、整形外科、皮肤科、血管成形术、牙科、神经外科等领域。
作者： Andrey V. Belikov，Alexei V. Skrypnik
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究配备碳掺杂、铒掺杂和钛掺杂光热光纤转换器的980纳米二极管激光器在软组织切割中的效率与热力学特性。

研究成果

掺铒和掺钛转换器比掺碳转换器更能抵抗激光加热，且能更有效地切割软组织。它们为不同医学领域的临床操作提供了更安全、更快速、更简便的潜在可能。

研究不足

该研究是在鸡大腿上进行的体外实验，可能无法完全模拟人体软组织的行为。掺碳转换器对激光加热的耐受性有限，这会影响其在组织切除过程中的使用寿命和稳定性。

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