L'objectif principal de l'utilisation d'une diode laser visible coaxiale avec un laser de traitement est de fonctionner comme un mécanisme de détection en temps réel des changements tissulaires.
En alignant un faisceau de détection visible — généralement un laser rouge de 633 nm — avec le laser de traitement invisible au dioxyde de carbone (CO2), le système peut surveiller l'état physique du tissu pendant la procédure. Cette configuration permet au système de générer des signaux de rétroaction immédiats basés sur l'évolution des propriétés optiques du tissu sous contrainte thermique.
La valeur fondamentale de cette configuration réside dans sa capacité à traduire les dommages physiques tissulaires — spécifiquement la dénaturation thermique — en signaux optiques mesurables, permettant un contrôle précis du processus de traitement.
La mécanique de la surveillance coaxiale
Alignement du trajet optique
Pour que ce système de surveillance fonctionne efficacement, la lumière de détection doit partager exactement le même trajet optique que le laser de traitement.
En disposant la diode de 633 nm coaxialement avec le laser CO2, le système garantit que le faisceau de surveillance frappe le point exact du tissu traité.
Cet alignement élimine les erreurs de parallaxe, garantissant que les données de rétroaction correspondent précisément à la zone subissant actuellement une altération thermique.
Le rôle de la lumière visible
Alors que le laser de traitement (CO2) effectue la découpe ou l'ablation, la diode laser visible agit uniquement comme une sonde.
Un laser rouge de 633 nm est choisi car il est visible et possède des caractéristiques de réflexion spécifiques sur les tissus biologiques.
Cette source lumineuse sert de faisceau de référence constant, éclairant continuellement le site de traitement pour évaluer les conditions de surface.
Détection des changements tissulaires par diffusion
Suivi de la dénaturation thermique
Le principe fondamental derrière cette surveillance est que la dénaturation thermique modifie la structure tissulaire.
Lorsque le laser de traitement chauffe le tissu, les protéines se dénaturent, entraînant un changement dans la composition physique de la surface.
Ce changement structurel a un impact direct sur la manière dont la lumière interagit avec la surface du tissu.
Interprétation des taches de diffusion
Lorsque le tissu est sain ou non traité, il réfléchit la lumière de détection selon un schéma spécifique.
Au fur et à mesure que la dénaturation se produit, les caractéristiques de diffusion du tissu augmentent.
Le système de surveillance détecte les changements dans les "taches de diffusion" de la lumière de détection. En analysant ces changements dans le schéma de réflexion, le système peut quantifier l'étendue des dommages thermiques en temps réel.
Comprendre les compromis
Surface vs Profondeur
Cette méthode repose sur la diffusion optique, qui est principalement un phénomène de surface ou de proche surface.
Bien qu'efficace pour surveiller la dénaturation thermique immédiate à l'extérieur, elle peut ne pas représenter parfaitement les effets thermiques se produisant en profondeur dans les couches tissulaires si le laser de traitement pénètre significativement plus profondément que la lumière de détection.
Sensibilité à l'alignement
La précision de la boucle de rétroaction dépend entièrement de la précision de l'alignement coaxial.
Si la diode visible dévie, même légèrement, de l'axe du laser de traitement, le système peut mesurer la diffusion de tissu non traité pendant que le laser de traitement brûle une autre zone.
Cela nécessite une stabilité mécanique robuste de l'ensemble optique pour maintenir l'intégrité des données.
Faire le bon choix pour votre objectif
Lors de la mise en œuvre ou de l'évaluation d'un système laser avec surveillance coaxiale, tenez compte de vos objectifs cliniques ou techniques spécifiques.
- Si votre objectif principal est la sécurité : Assurez-vous que le système est calibré pour reconnaître le seuil de diffusion spécifique qui indique le début de dommages thermiques indésirables (carbonisation).
- Si votre objectif principal est la précision : Vérifiez que la taille du spot du laser de détection correspond à la taille du spot du laser de traitement pour garantir que la rétroaction couvre toute la zone traitée.
En fin de compte, le laser visible coaxial transforme un système de délivrance d'énergie aveugle en un outil intelligent basé sur la rétroaction, capable de s'adapter à la réponse tissulaire.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Fonction dans le système coaxial |
|---|---|
| Faisceau de détection | Diode laser rouge de 633 nm pour une surveillance en temps réel |
| Faisceau de traitement | Laser CO2 pour l'ablation, la découpe ou la thérapie thermique |
| Type d'alignement | Coaxial (trajet optique partagé) pour éliminer les erreurs de parallaxe |
| Mécanisme clé | Suivi des changements de diffusion de la lumière dus à la dénaturation des protéines |
| Avantage principal | Rétroaction intelligente pour prévenir les dommages thermiques excessifs |
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Références
- Merav Ben‐David, Israel Gannot. Measuring tissue heat penetration by scattered light measurements. DOI: 10.1002/lsm.20654
Cet article est également basé sur des informations techniques de Belislaser Base de Connaissances .
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