治療用レーザーと同軸で可視レーザーダイオードを使用する主な目的は、組織変化のリアルタイム検出メカニズムとして機能することです。
可視検出ビーム（通常は633nmの赤色レーザー）を、目に見えない二酸化炭素（CO2）治療用レーザーと同軸に配置することで、処置中の組織の物理的状態を監視できます。このセットアップにより、熱ストレス下での組織の光学特性の変化に基づいて、システムは即座にフィードバック信号を生成できます。
この構成の核となる価値は、物理的な組織損傷、特に熱変性を測定可能な光学信号に変換し、治療プロセスを精密に制御できる能力にあります。
同軸モニタリングの仕組み
光路の整合
このモニタリングシステムが効果的に機能するためには、検出光は治療用レーザーと全く同じ光路を共有する必要があります。
633nmダイオードをCO2レーザーと同軸に配置することで、モニタリングビームが治療対象の組織の正確な点に照射されることをシステムは保証します。
この整合により、視差誤差が排除され、フィードバックデータが現在熱変を受けている領域に正確に対応することが保証されます。
可視光の役割
治療用レーザー（CO2）が切断またはアブレーションを実行する間、可視レーザーダイオードはプローブとしてのみ機能します。
633nmの赤色レーザーは、可視であり、生体組織に対して特定の反射特性を持っているため選択されます。
この光源は、表面の状態を測定するために治療部位を継続的に照射する、定数参照ビームとして機能します。
散乱による組織変化の検出
熱変性の追跡
このモニタリングの基本原理は、熱変性が組織構造を変化させるということです。
治療用レーザーが組織を加熱すると、タンパク質が変性し、表面の物理的組成が変化します。
この構造変化は、光が組織表面とどのように相互作用するかに直接影響します。
散乱スポットの解釈
組織が健康または未治療の場合、検出光は特定のパターンで反射されます。
変性が起こると、組織の散乱特性が増加します。
モニタリングシステムは、検出光の「散乱スポット」の変化を検出します。この反射パターンのシフトを分析することで、システムはリアルタイムで熱損傷の程度を定量化できます。
トレードオフの理解
表面対深部
この方法は、主に表面または表面近くの現象である光散乱に依存しています。
外部の即時熱変性のモニタリングには効果的ですが、治療用レーザーが検出光よりもはるかに深く浸透する場合、組織層の深部で発生する熱効果を完全に表すものではない可能性があります。
整合性への感度
フィードバックループの精度は、同軸整合の精度に完全に依存します。
可視ダイオードが治療用レーザーの軸からわずかにずれただけでも、システムは治療用レーザーが別の領域を焼いている間に、未治療の組織の散乱を測定する可能性があります。
これは、データの整合性を維持するために、光学アセンブリに堅牢な機械的安定性を必要とします。
目標に合わせた適切な選択
同軸モニタリングを備えたレーザーシステムを実装または評価する際は、特定の臨床的または技術的な目標を考慮してください。
- 主な焦点が安全性の場合：システムが、望ましくない熱損傷（焦げ付き）の発生を示す特定の散乱しきい値を認識するように校正されていることを確認してください。
- 主な焦点が精度の場合：フィードバックが治療領域全体をカバーするように、検出レーザーのスポットサイズが治療用レーザーのスポットサイズと一致していることを確認してください。
最終的に、同軸可視レーザーは、ブラインドなエネルギー配信システムを知的でフィードバック駆動のツールに変え、組織の応答に適応できます。
概要表：
| 特徴 | 同軸システムにおける機能 |
|---|---|
| 検出ビーム | リアルタイムモニタリング用の633nm赤色レーザーダイオード |
| 治療ビーム | アブレーション、切断、または熱療法用のCO2レーザー |
| 整合タイプ | 視差誤差を排除するための同軸（共有光路） |
| 主要メカニズム | タンパク質変性による光散乱の変化の追跡 |
| コアメリット | 過度の熱損傷を防ぐためのインテリジェントなフィードバック |
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参考文献
- Merav Ben‐David, Israel Gannot. Measuring tissue heat penetration by scattered light measurements. DOI: 10.1002/lsm.20654
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Belislaser ナレッジベース .
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