Исследование и разработка лазерных хирургических аппаратов на основе волноводных СО2 лазеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.17, кандидат технических наук Погорельский, Семен Львович
- Специальность ВАК РФ05.11.17
- Количество страниц 135
Оглавление диссертации кандидат технических наук Погорельский, Семен Львович
Введение.
Раздел I. Исследование высокочастотного возбуждения углекислотного лазера.
Введение.
1.1. Особенности поперечного высокочастотного разряда.
1.2. Исследование разрядной структуры системы высокочастотного возбуждения.
1.2.1 Разрядная структура С02 лазера с ВЧ возбуждением.
1.2.2 Поперечная неоднородность ВЧ возбуждения активной среды.
1.2.3 Продольная неоднородность ВЧ возбуждения активной среды.
1.2.4 Коррекция распределения напряжения вдоль электродов.
1.3. Согласование электродной разрядной структуры с высокочастотным генератором. 44 Выводы.
Раздел II. Исследование и разработка волноводного резонатора U - типа со стабильным модовым составом излучения.
Введение.
2.1 Простая модель стационарной генерации в волноводном резонаторе U -типа.
2.2 Волноводные потери.
2.3. Потери связи.
2.4. Потери в зеркалах резонатора.
2.5.Усиление слабого сигнала и мощность насыщения усиления.
2.6. Экспериментальные исследования С02 лазера.
2.7 Моделирование волноводного С02 лазера для лазерного хирургического аппарата.
2.7.1 Результаты численного моделирования.
2.7.2 Экспериментальная проверка адекватности численной модели.
2.8 Разработка конструкции волноводного С02 лазера.
2.8.1 Конструкция лазерного излучателя.
2.8.2 Конструкция высокочастотного генератора.
2.8.3 Результаты испытаний волноводного С02 лазера.
Выводы.
Раздел III. Разработка серии лазерных хирургических аппаратов «Ланцет».
Введение.
3.1. Система управления лазерного хирургического аппарата.
3.1.1. Способ управления мощностью излучения С02 лазера.
3.1.2. С02 лазер как объект управления.
3.1.3. Результаты испытаний системы управления.
3.1.4. Устройство системы управления лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет».
3.2. Конструкция лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет».
3.3. Результаты испытаний лазерных хирургических аппаратов.
Выводы.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Приборы, системы и изделия медицинского назначения», 05.11.17 шифр ВАК
Экспериментальное исследование субмиллиметрового квантового генератора на молекуле синильной кислоты1985 год, кандидат физико-математических наук Топков, Александр Николаевич
Компактный CO2-лазер средней мощности с воздушным охлаждением1999 год, кандидат технических наук Данилаев, Максим Петрович
Разработка и исследование устройства для создания СВЧ-разряда и возбуждения активной среды CO2-лазера2002 год, кандидат технических наук Анахова, Ирина Викторовна
Исследование взаимодействия мощного лазерного излучения с потоками газа и плазмы и управление его характеристиками2009 год, доктор физико-математических наук Якимов, Михаил Юрьевич
Моделирование физических процессов и методы расчета газоразрядных лазеров на атомарных, ионных и молекулярных переходах2004 год, доктор физико-математических наук Мольков, Сергей Иванович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка лазерных хирургических аппаратов на основе волноводных СО2 лазеров»
В настоящее время в России, как и за рубежом, сформировалось новое, быстро развивающееся направление медицины - лазерная медицина, использующая лазерные аппараты различного назначения.
Лазерная хирургия относится к числу отраслей медицины минимального вмешательства для лечения широкого круга заболеваний. Эффективность применения лазеров в хирургии связана с уникальными свойствами лазерного излучения - его монохроматичностью, когерентностью и высокой направленностью.
Исследования взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями, которые с начала 60-х годов ведутся в нашей стране и во многих странах мира выявили следующее:
1. Отсутствие прямого контакта инструмента с биологической тканью при проведении хирургического вмешательства с помощью луча лазера резко снижает опасность инфицирования оперируемых органов.
2. Излучение лазера убивает патогенную микрофлору и опухолевые клетки в зоне операционного разреза, чем уменьшается вероятность послеоперационных осложнений.
3. Лазерное излучение герметизирует кровеносные сосуды в зоне воздействия, позволяя во многих случаях получить практически бескровные разрезы и сохранить операционное поле сухим и чистым.
4. Лазерное излучение, сфокусированное до нескольких десятков микрон, оказывает минимальное термическое воздействие на биологические ткани, расположенные в непосредственной близости к зоне операционного вмешательства.
5. Высокая управляемость параметров лазерного излучения позволяет оптимизировать воздействие в зависимости от вида биологической ткани и формы патологии [1-4].
Наибольшее распространение в качестве инструмента лазерной хирургии получили углекислотные (С02) лазеры. Механизм воздействия излучения С02 лазера на биологические ткани, всегда содержащие в значительных количествах молекулы воды, связан с интенсивными полосами поглощения последней в инфракрасной области спектра. Благодаря высокому уровню поглощения биологической ткани на длине волны С02 лазера (10,6 мкм), практически вся энергия излучения преобразуется в тепло, что позволяет производить эффективное выпаривание биологической ткани в зоне операционного воздействия. Глубина проникновения излучения С02 лазера варьируется для различных видов биологической ткани от 1 до 50 мкм. В зависимости от мощности излучения и от размера пятна излучения на обрабатываемой ткани происходит ее рассечение или поверхностная коагуляция [5]. Глубина рассечения определяется, в основном, скоростью перемещения точки фокусирования лазерного луча по поверхности обрабатываемой ткани и может достигать нескольких миллиметров [2,4,6,7]. Таким образом, С02 лазер является превосходным режущим инструментом с незначительным повреждением окружающей ткани. Следует также отметить, что на сегодняшний день С02 лазер является наиболее технологичным, надежным (ресурс работы достигает нескольких тысяч часов) и эффективным (коэффициент полезного действия достигает 10-15%) лазерным устройством, позволяющим создавать надежную, компактную и при этом относительно недорогую медицинскую аппаратуру. Наиболее перспективным источником лазерного излучения с точки зрения компактности, энергетической эффективности и стабильности параметров являются С02 лазеры с резонаторами волноводного типа (волновод-ные С02 лазеры) с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом, [8].
Совокупность перечисленных выше полезных свойств лазерного излучения обеспечивает лазерной аппаратуре широкое применение в разнообразнейших областях медицины: общей хирургии, стоматологии, онкологии, гинекологии, оториноларингологии, нейрохирургии, офтальмологии, урологии, дерматологии, пластической хирургии и косметологии.
Во всем мире наблюдается интенсивный рост выпуска лазерных аппаратов хирургического назначения. Несколько десятков фирм России, США, Израиля, Италии, Германии, Франции, Японии и других стран производят лазерную аппаратуру всех типов. Рынок лазеров медицинского назначения занимает 20% от всего рынка лазеров и характеризуется годовым объемом продаж порядка 800 млн. долларов США [9-11]. Ежегодно продается до 7000 лазерных хирургических установок, из них порядка 2500 на основе С02 лазеров [11].
В России до недавнего времени серийно выпускались углекислотные хирургические лазерные установки «Скальпель-1», «Ромашка-1», «Ромашка-2», «Скальпель-3», базирующиеся на громоздких и устаревших в техническом отношении С02 лазерах с возбуждением разрядом постоянного тока. По своим техническим характеристикам, возможностям использования они значительно уступают зарубежным аналогам, совершенно не удовлетворяя потребностям динамично развивающейся отечественной лазерной медицины и сдерживая ее развитие.
Таблица В.1
Отечественные и зарубежные лазерные хирургические аппараты на основе С02 лазера, выпускавшиеся серийно в 1990 г.
Модель, страна Мощность на биоткани, Вт Диаметр пятна в фокусе, мм Габаритные размеры, мм Масса, кг
1) (2) (3) (4) (5)
Скальпель-1» СССР 25 0,5 700x700x800 250
1) (2) (3) (4) (5) Ромашка-1» СССР 80-100 0,9 970x755x1820 720
В таблице В.1 представлен перечень и основные технические характеристики отечественных и зарубежных лазерных хирургических аппаратов на основе С02 лазера, выпускаемых серийно на начало 1990 г.
Анализ таблицы В.1 показывает, что на начало 1990 года в СССР наметилось серьезное отставание в техническом уровне аппаратов для лазерной хирургии. Отечественные аппараты, выпускаемые серийно, уступали зарубежным аналогам по ряду параметров, прежде всего по массогабаритным параметрам и качеству фокусировки излучения на биоткани.
Кроме того, на рынке появился новый класс аппаратов - портативные аппараты средней мощности. Аппараты этого класса обеспечивали выполнение 80-90 % всех видов операций, при этом выгодно отличались малыми размерами, массой, стоимостью и обещали стать наиболее массовыми аппаратами для лазерной хирургии. Отечественные аппараты подобного класса не выпускались.
По информации врачей, отечественные аппараты имели и ряд эксплуатационных недостатков. Электропитание аппаратов осуществлялось от силовой электрической сети напряжением 380 В, а охлаждение - водопроводной водой, что требовало специального оборудования операционных. Оптико-механические манипуляторы отечественных аппаратов были тяжелы, отличались плохой подвижностью и были крайне ненадежны в эксплуатации. Это сильно осложняло работу хирурга, поскольку манипулятором непосредственно проводится тонкое операционное воздействие.
Главной причиной технического отставания отечественных лазерных аппаратов являлась малая эффективность применяемых С02 лазеров, а причиной эксплуатационных недостатков - низкий уровень конструирования.
Лазеры, применявшиеся в отечественных серийных аппаратах, отличались большими габаритами и массой, низкой удельной мощностью и низким КПД, что приводило к большим габаритно-массовым показателям, высокому энергопотреблению и тепловыделению аппарата. Низкое качество многомодового лазерного пучка не позволяло качественно сфокусировать излучение на биоткани и достичь высокой остроты «лазерного скальпеля».
Необходимость проведения ряда уникальных операций, выполняемых только с помощью лазеров, требовало приобретения дорогостоящей импортной аппаратуры, что связано с материальными расходами, непосильными для нашей медицины в ее нынешнем состоянии.
Для преодоления наметившегося отставания в техническом уровне и обеспечения отечественных врачей оборудованием мирового уровня в КБ приборостроения под руководством автора диссертации в начале 1990 года были начаты работы по созданию волновод-ных С02 лазеров с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом, а на его основе - многофункциональных лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» с мощностью излучения на биологической ткани от 20 до 80 Вт, максимально автономных, с минимальными требованиями к регламентным работам при обслуживании и эксплуатации, [12,13].
На основании вышеизложенного, целью диссертационной работы является:
Разработка теоретических основ проектирования волноводного С02 лазера с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом и создание на его базе универсального портативного лазерного хирургического аппарата.
Указанная цель требует постановки и решения следующих научно-технических задач:
• создание эффективного С02 лазера, отличающегося малыми габаритами и массой, с высокой удельной мощностью излучения и высоким качеством лазерного пучка;
• создание эффективных подсистем аппарата, в первую очередь, системы управления аппарата, обеспечивающей точный контроль и согласованное функционирование всех систем аппарата, управление работой аппарата с полным использованием имеющихся возможностей, а также безопасность при эксплуатации;
• разработка конструкции аппарата, обеспечивающей удобство работы хирурга, компоновку всех составных частей с минимальными размерами аппарата в целом, стабильность параметров в широком диапазоне условий эксплуатации, а также технологичность при серийном изготовлении;
• освоение экономически эффективного серийного производства, обеспечивающего высокое качество и надежность выпускаемых аппаратов.
Теоретической и практической разработке сформулированных задач посвящена данная работа, состоящая из трех разделов и заключения.
В первом разделе разработана простая модель поперечного высокочастотного разряда, учитывающая влияние приэлектродных слоев и проводимости столба плазмы. С помощью этой модели проведена оптимизация разрядной структуры с целью уменьшения неравномерности возбуждения активной среды в разрядных каналах лазера при изменении мощности высокочастотной накачки
Исследована система высокочастотного возбуждения С02 лазера. Разработана полностью металлическая волноводно-разрядная структура типа С+, которая, в отличие от структуры типа С, по своим характеристикам не уступает керамическим и металлокерамическим структурам и, в то же время, имеет низкую стоимость изготовления.
Предложен новый принцип согласования работы излучателя и высокочастотного блока питания, который позволяет повысить эффективность высокочастотной накачки.
Во втором разделе разработана модель волноводного С02 лазера с резонатором U -типа, базирующаяся на учете баланса потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора. Особенностью модели является учет влияния активной среды по полуэмпирической модели, использующей определенные экспериментально интегральные характеристики активной среды - коэффициент усиления слабого сигнала и мощность насыщения.
Проведено моделирование и оптимизация параметров резонатора разрабатываемого лазера.
Разработана компактная, полностью металлическая конструкция излучателя лазера, а также конструкция транзисторного высокочастотного блока питания. Приведены результаты испытания изготовленного образца лазера, которые подтвердили соответствие параметров изготовленного лазера заданным требованиям.
Изготовлены образцы волноводного С02 лазера с высокочастотной накачкой. Произведенные измерения энергетических параметров и спектра излучения подтвердили адекватность разработанных моделей и эффективность выбранного способа селекции длины волны излучения.
В третьем разделе разработан способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением; приведены описания общей компоновки и конструкции лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» и их подсистем.
В заключении кратко сформулированы основные научно-технические результаты работы, выполнена оценка технико-экономического уровня разработанных лазерных аппаратов серии «Ланцет» и указаны области его применения.
Общая методика исследования базируется на известных положениях теории С02 лазера, математическом и компьютерном моделировании основных процессов, протекающих в разрабатываемом волноводном углекислотном лазере с поперечным высокочастотным возбуждением активной среды, на лабораторной отработке экспериментальных образцов с последующей апробацией в медицинских учреждениях на соответствие требований Госстандарта России и Минздрава Российской Федерации.
Научная новизна и практическая ценность выполняемой работы.
1. Разработана идентифицированная математическая модель поперечного высокочастотного разряда углекислотного лазера с учетом влияния приэлектродных слоев проводимости столба плазмы.
2. Выполнено исследование изменения толщины приэлектродных слоев высокочастотного разряда в условиях изменяющейся степени диссоциации молекул углекислого газа.
3. Проведена оптимизация разрядной структуры с целью уменьшения неравномерности возбуждения активной среды в волноводно-разрядных каналах лазера при изменении мощности высокочастотной накачки.
4. Разработана математическая модель волноводного С02 лазера с резонатором U - типа с учетом баланса потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора.
5. Выполнено компьютерное моделирование и оптимизация параметров резонатора лазера.
6. Разработаны полностью металлическая волноводно-разрядная структура типа С+ для углекислотного лазера, которая по своим характеристикам не уступает керамическим и ме-таллокерамическим структурам типа С, но имеет меньшую стоимость изготовления.
7. Предложен принцип согласования работы излучателя и высокочастотного блока питания.
8. Разработан способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением активной среды.
9. Разработана унифицированная в конструктивном и технологическом отношении серия лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет», которые по своим медико-техническим характеристикам соответствуют мировому уровню и превосходят все отечественные хирургические аппараты с углекислотным лазером, выпускаемые серийно.
На защиту выносятся
1. Идентифицированная математическая модель поперечного высокочастотного разряда уг-лекислотного лазера, учитывающая влияние приэлектродных слоев и проводимости столба плазмы.
2. Идентифицированная математическая модель волноводного углекислотного лазера с резонатором U-типа, учитывающая баланс потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора.
3. Компьютерные модели, с помощью которых выполнена оптимизация разрядной структуры и резонатора разрабатываемого лазера.
4. Способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением активной среды.
5. Технические решения, защищенные патентами, положенные в основу разработанной конструкции лазерного хирургического аппарата «Ланцет» [14-20].
Теоретические основы разработки и разработанная на их базе серия универсальных лазерных хирургических аппаратов «Ланцет» («Ланцет», «Ланцет-2» и «Ланцет-3») созданы в рамках программы конверсии в соответствии с медико-техническими требованиями «Переносной лазерный хирургический аппарат» от 21.05.90 г. Разработка аппарата «Ланцет» производилась в рамках договора с Министерством Здравоохранения СССР. Разработка аппарата «Ланцет-2» велась за счет собственных средств ГУП «КБП». Разработка аппарата «Ланцет-3» велась в рамках международного научно-технического проекта и финансировалась Комиссией Европейских Сообществ.
Компактность и мобильность лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» позволяют применять их поочередно в нескольких отделениях клиники:
• в гинекологии (коагуляция эрозий, лечение острого гнойного мастита, коагуляция опухолей шейки матки и влагалища, удаление остроконечных кондилом, полипов шейки матки);
• в онкологии (лечение предраковых заболеваний, выпаривание опухолей, абдоминальная онкология);
• в дерматологии и косметологии (дермабразия, кожно-пластическая хирургия, удаление татуировок, гемангиом, бородавок, угрей и других новообразований, лечение гнойно-воспалительных заболеваний, трофических язв);
• в офтальмологии (хирургия век и конъюнктивы, коагуляция опухолей глаза и орбиты);
• в нейрохирургии (гемостаз и выпаривание опухолей);
• в ожоговой хирургии (некрэктомия тканей при ожогах и отморожениях различной степени, обработка келлоидных рубцов);
• в общей хирургии (гемостаз и обеззараживание ран, операции на печени и селезенке, резекция внутренних органов, лечение трофических язв различного генеза, выпаривание опухолей);
• в оториноларингологии (хирургия гортани, трахеи и голосовых связок);
• в урологии (хирургическое лечение гнойно-воспалительных заболеваний, удаление опухолей);
• в стоматологии (хирургическая стоматология, челюстно-лицевая хирургия, лечение парадонтоза).
Основные теоретические результаты исследования были изложены в публикациях [21-24], а также докладывались на различных конференциях гг. Тулы, Санкт-Петербурга и Москвы.
Аппараты «Ланцет», «Ланцет-2» и «Ланцет-3» базируются на волноводных углеки-слотных лазерах с резонатором волноводного типа и поперечным высокочастотным возбуждением активной среды. За создание теоретических основ разработки указанных лазеров коллектив разработчиков, в их числе и автор настоящей работы, был удостоен Премии Правительства СССР за 1989 г.
Похожие диссертационные работы по специальности «Приборы, системы и изделия медицинского назначения», 05.11.17 шифр ВАК
Исследование эффективности генерации волноводных CO2 лазеров с перестройкой частоты излучения1999 год, кандидат физико-математических наук Реушев, Михаил Юрьевич
Электронное внутрирезонаторное управление и методы расчёта параметров излучения CO2-лазеров с высокочастотным возбуждением2012 год, кандидат технических наук Кириллов, Иван Михайлович
Оптимизация характеристик ионных лазеров на парах стронция, кальция и кадмия2013 год, кандидат физико-математических наук Фесенко, Александр Анатольевич
Лазерная диагностика водорода на основе вынужденного комбинационного рассеяния света1999 год, доктор физико-математических наук Михеев, Геннадий Михайлович
Моделирование и анализ процессов в атмосферной линии связи на основе лазерных технологий2005 год, кандидат технических наук Краснов, Роман Петрович
Заключение диссертации по теме «Приборы, системы и изделия медицинского назначения», Погорельский, Семен Львович
Выводы.
1. Разработаны лазерные хирургические углекислотные аппараты серии «Ланцет», все конструктивные параметры и рабочие характеристики которых получены с помощью компьютерных программ, базирующихся на разработанных математических моделях, описывающих процессы, сопровождающие работу С02 лазера.
2. Разработанная конструкция аппарата обеспечивает:
• автономность работы;
• мобильность;
• дистанционное включение;
• широкий набор режимов работы;
• простое техническое обслуживание;
• простоту, безопасность в эксплуатации;
• ремонтопригодность;
• широкое применение в различных областях хирургии (в том числе и работу в малоосна-щенных клиниках;
• высокую технологичность.
3. Разработанный волноводный С02 лазер может применяться не только в медицине, но и в технологических установках для обработки материалов, в научных исследованиях. Он излучает на длине волны 10,6 мкм в непрерывном, импульсном и суперимпульсном режимах.
4. Все основные технические решения защищены патентами Российской Федерации, [14-20].
5. Результаты разработки лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» внедрены в серийное производство.
6. Лазерные хирургические аппараты серии «Ланцет» широко используются в лечебных учреждениях Российской Федерации и ряда зарубежных стран.
7. Высокий уровень разработки подтвержден необходимым объемом технических и клинических испытаний.
Заключение.
Главным результатом представленной работы является создание компактного цельнометаллического 100-ваттного волноводного С02 лазера с высокочастотным возбуждением активной среды для лазерного хирургического аппарата.
Решающее значение в создании компактной конструкции лазера с высоким КПД имел выбор:
• способа возбуждения активной среды посредством высокочастотного газового разряда;
• компактной металлической волноводно-разрядной структуры с диэлектрическим покрытием стенок волноводных каналов;
• складного волноводного резонатора U-типа;
• способа управления мощностью излучения лазера по скважности пачек высокочастотной накачки.
Разработка указанных лазеров и создание на их базе хирургических аппаратов серии «Ланцет» базировалась на теоретических и экспериментальных исследованиях, основное содержание которых изложено в диссертации. Основные научно-технические результаты, полученные в диссертации, заключаются в следующем:
1. Разработана модель поперечного высокочастотного разряда, на основе которой: -получена усовершенствованная цельнометаллическая волноводно-разрядная структура с диэлектрическим покрытием стенок волноводных каналов, реализованная по принципу «плотной упаковки»;
-исследованы поперечная и продольная неоднородности электрического поля в разрядных каналах и их влияние на неравномерность возбуждения активной среды;
-получены оптимальные значения корректирующих индуктивностей, существенно уменьшающие продольную неравномерность накачки;
-получены условия оптимального согласования импеданса разрядной структуры с выходом высокочастотного генератора.
2. Разработана идентифицированная модель стационарной генерации в волноводном С02 лазере с резонатором U - типа, которая базируется на учете баланса потерь и усиления для различных продольных и поперечных мод волноводного резонатора. Показано, что влияние активной среды может быть учтено по интегральным характеристикам активной среды: коэффициенту усиления слабого сигнала и мощности насыщения. При этом не требуется знания констант молекулярного взаимодействия, распределения частиц плазмы по энергиям и детальных процессов энергообмена в плазме газового ВЧ-разряда.
3. Предложен метод точного определения коэффициента усиления слабого сигнала и мощности насыщения активной среды лазера с резонатором U- типа по измеренным значениям мощности излучения при раздельном горении газовых разрядов в каждой из секций волноводно-разрядной структуры и при их одновременном горении.
4. Предложен метод повышения селективных свойств волноводного резонатора путем нанесения на стенки волновода оксидного диэлектрического покрытия, по толщине превышающего толщину в нем скин-слоя для частоты излучения лазера.
5. Разработан, изготовлен и испытан 100-ваттный волноводный С02 лазер с высокочастотным возбуждением активной среды, излучающий на длине волны 10,59 мкм, а также его модификация с мощностью излучения 30 Вт. Результаты испытаний подтвердили достоверность разработанных математических моделей.
6. Разработан способ управления и стабилизации мощности излучения лазера с высокочастотным возбуждением путем регулирования скважности следования пачек высокочастотной накачки, не приводящий к снижению КПД аппарата.
7. Разработаны, изготовлены и испытаны лазерные хирургические углекислотные аппараты серии «Ланцет», все конструктивные параметры и рабочие характеристики которых получены с помощью компьютерных программ, базирующихся на разработанных математических моделях, описывающих процессы, сопровождающие работу С02 лазера.
8. Все основные технические решения защищены патентами Российской Федерации. Высокий уровень разработки подтвержден необходимым объемом технических и клинических испытаний. Как видно из таблицы 3.1, по состоянию на начало 2000 года лазерные хирургические аппараты серии «Ланцет» соответствуют мировому техническому уровню и превосходят все отечественные хирургические аппараты с С02 лазером, выпускаемые серийно.
Технические решения, положенные в основу лазерного хирургического аппарата «Ланцет» отмечены серебряной медалью 45-го Всемирного Салона изобретений «Брюссель-Эврика-96».
В конструкции аппарата использованы новейшие достижения современной технологии. Это технология биметаллических материалов и длинномерного вакуумноплотной экструзии труб различного сечения из алюминиевых сплавов, технология высокоточных испытаний на вакуумную плотность, использованные в конструкции С02 лазера, технология пайки алюминия в вакууме, примененная в конструкции теплообменников системы охлаждения, а также ряд созданных в рамках настоящей работы технологий вакуумного, оптического и микроэлектронного производств. В производстве аппарата используется ряд технологических усовершенствований и рационализаторских предложений. Применение новых технических решений, использование новейших достижений современной технологии позволило достичь мирового технического уровня и значительно опередить по уровню все отечественные серийно выпускаемые аналоги.
IZJ
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Погорельский, Семен Львович, 2000 год
1. Лазеры в хирургии. Под ред. O.K. Скобелкина,- М., «Медицина», 1989 г.
2. Angewandte Lasermedizin: Lehr- und Handbuch fur Praxis und Klinik. Hrsg. von Hans-Peter Berlien u. Gerhard Miiller.- Miinchen, Ecomed Verlag, 1989.
3. Лазеры в клинической медицине. Под ред. С.Д. Плетнева.- М., «Медицина», 1996 г.
4. Прикладная лазерная медицина. Учебник и справочник для клинической практики. Под ред. Берлиена Х.П., Мюллера Г.Й., Коротеева Н.И., Медведева О.С,- Мюнхен, издательство «Экомед», 1997 г.
5. Miiller G.J., Schaldach В. Basic Laser Tissue Interaction.- «Safety and Tissue Interaction». Advances in laser Medicine II. Laser- Medizin-Zentrum.- Berlin, Ecomed Verlag, 1989.
6. Майборода В.Ф., Мурашова Ю. А., Погорельский С.Л. Оптимальная фокусировка лазерного скальпеля.- «Вестник новых медицинских технологий», 1997 г., т. VI, № 3, с. 131-134.
7. Майборода В.Ф., Мурашова Ю. А., Погорельский С.Л. О предельной фокусировке лазерного скальпеля,- Тезисы конференции «Системы автоматического управления в технике и медицине», Тула, 1996 г.
8. Виттеман В. С02-лазер. Москва. «Мир», 1990.
9. Arons I.J. Continued Growth projected for 1996.- Medical Laser Report. Vol.10, No.l, pp. 1-3,1996.
10. Arons I.J. Medical-Laser Market Hits New High. -Medical Laser Report. Vol.11, No.l, pp.1-3,1997.
11. Anderson S.G. Review and forecast of laser markets: 1996. -Laser World, № 1, 1996, cc. 50-68.
12. Погорельский С. Л., Серегин С.В. Портативные лазерные хирургические аппараты серии «Ланцет».- Тезисы международной конференции «Новые направления лазерной медицины», М., стр. 365-366, 26-27 ноября 1996 г.
13. Pogorelski S.L. Medical Lasers: KBP's New Business Sector. -Military Technology, 1996, No. 7, pp. 53 56.
14. Кривошеин В.Н., Лазукин В.Ф., Погорельский С.Л., Рошаль Л.Б., Салищев С.А., Шипунов А.Г. Волноводный лазер с высокочастотным возбуждением, заявка на выдачу патента 92012855 от 18.12.92 г., патент Российской Федерации 2065238 от 10.08.96 г.
15. Кривошеин В.Н., Лазукин В.Ф., Лихтерова А.В., Погорельский С.Л., Салищев С.А., Шипунов А.Г. Способ изготовления отпаянного газового лазера, заявка на выдачу патента 93030821 от 15.06.93 г., патент Российской Федерации 2069927 от 27.11.96 г.
16. Лазукин В.Ф., Погорельский С.Л., Сухоруких А.В., Шипунов А.Г. Способ изготовления тонкопленочных покрытий, заявка на выдачу патента 94041175 от 11.11.94 г., патент Российской Федерации 2097799 от 27.11.97 г.
17. Груздева Т.И., Куликов В.Б., Ковалев Н.В., Телышев В.А., Погорельский СЛ., Шипунов А.Г. Лазерный манипулятор, заявка на выдачу патента 97105559 от 9.04.97 г., патент Российской Федерации 2123814 от 27.12.98 г.
18. Лазукин В.Ф., Майорова В.Г., Погорельский С.Л., Салищев С.А., Шипунов А.Г. Оптический узел поворотных зеркал лазера со складным резонатором, заявка на выдачу патента 98110766 от 4.06.98 г., решение о выдаче патента от 27.12.99 г.
19. Лазукин В. Ф., Погорельский С. Л., Салищев С. А., Сухоруких А. В. Волноводный С02 лазер с высокочастотным возбуждением. Тезисы докладов Международной конференции «Оптика лазеров '93», С. -Петербург, 1993, стр. 158.
20. Лазукин В.Ф., Погорельский С.Л. Численная модель волноводного С02 лазера с высокочастотным возбуждением для лазерного хирургического аппарата.- Тезисы докладов конференции «Системы автоматического управления в технике и медицине», Тула, декабрь 1996 г.
21. Javan A., Bennett W. R., Jr., Herriot D. R. Population Inversion and Continuous Optical Maser Oscillation in a Gas Discharge containing a He-Ne Mixture. -Phys. Rev. Lett., 1961, No. 6, pp.106-107.
22. Соболев H.H., Соковиков B.B. Оптические квантовые генераторы на С02.- Успехи физических наук, 1967, т. 91, вып. 3, сс. 425-454.
23. Пател К. Мощные лазеры на двуокиси углерода.- Успехи физических наук, 1969, т. 97, вып. 4, сс. 697-714.
24. Газовые лазеры. Под ред. Мак-Даниеля И., Негена И.У. Пер. с англ.- М., Мир, 1986.
25. Newman L.A., Hart R.A. Recent R&D Advances in Sealed-Off C02 Lasers.- Laser Focus, June 1987, pp. 80-91.
26. Lachambre J. L. et al. A transversely RF-excited C02 Waveguide Laser.- Appl. Phys. Lett., vol. 32 (10), 15 May 1978, pp. 652-653.
27. Wang J.H.S., Paranto J.N., Lovejoy C.H. Radio Frequency Mid-Infrared Waveguide Lasers.-IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-20, No. 3, March 1984, pp. 276-283.
28. Mocker H.W. Miniaturized C02 Waveguide Laser.- SPIE, vol. 227, 1980, pp. 17-22.
29. Allcock G., Hall D.R. An Efficient, RF excited, Waveguide C02 Laser.- Optics Communications, vol. 37, No. 1, 1981, pp. 49-52.
30. Яценко H. А. Связь высокого постоянного потенциала плазмы с режимом горения высокочастотного емкостного разряда среднего давления. -Журнал технической физики, 1981, т. 51, с. 1195-1204.
31. Яценко Н. А. Эффект нормальной плотности тока в емкостном ВЧ разряде среднего давления. Журнал технической физики, 1982, т.52, с. 1220.
32. Vitruk P. P., Baker Н. J., Hall D. R. Similarity and Scaling in Diffusion-Cooled RF-Excited Carbon Dioxide Lasers.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-30, No. 7, 1994, pp. 1623-1634.
33. He D., Baker C. J., Hall D. R. Discharge Striations in RF excited Waveguide Lasers.- J. Appl. Phys., vol. 55, 1984, pp. 4120-4122.
34. Райзер Ю. П. Физика газового разряда.- М., Наука, 1987 г.
35. Райзер Ю. П., Шнейдер М.Н., Яценко Н.А. Высокочастотный емкостной разряд.- М., Наука, Физматлит, 1995 г.
36. Chenausky P.P. et al. Twin Waveguide Laser.- U.S. Patent 4,438,514, Mar. 20,1984.
37. Laakmann K.D. Waveguide Gas Laser with High Frequency Transverse Discharge Excitation. -U.S. Patent 4,169,251, Sep. 25, 1979.
38. Laakmann K.D. RF-Excited, All-Metal Gas Laser. U.S. Patent 4,805,182, Feb. 14, 1989.
39. Griffiths G. A. Improved Discharge Uniformity for Transverse Radio Frequency Waveguide C02 Lasers. Proc. SPIE, vol. 335,1982, pp. 69-71.
40. He D., Hall D.R. Longitudinal Voltage Distribution in Transverse RF Discharge Waveguide Lasers.- J. Appl. Phys., vol. 54, 1983, pp. 4367-4373.
41. Moghbeli F., He D., Allcock G., Hall D. R. Impedance Matching in Radio-Frequency Discharge excited Waveguide Lasers.- J. Phys. E: Sci. Instrum., vol. 17, 1984, pp. 1159-1164.
42. Sinclar R. L., Tulip J. Parameters effecting Performance of a RF excited C02 Waveguide Laser.-J. Appl. Phys., vol. 56(9),1 November, 1984, pp. 2497-2501.
43. Минеев А. П., Подушин П. А., Самойлов А. Г. Согласование генератора ВЧ-накачки с газоразрядной нагрузкой.- Препринт ИОФАН №47, М., 1991 г.
44. Минеев А. П., Полушин П. А., Самойлов А. Г. Автоматическое согласование импеданса высокочастотного генератора с газоразрядным лазером.- Радиотехника и электроника, вып. 2, 1995 г., сс. 325-332.
45. Laakmann К. D., Laakmann P. RF Excited Waveguide Gas Laser.- U.S. Patent 4,373,202, Feb. 8, 1983.
46. Marcatili E.A.J., Schmeltzer R.A. Hollow Metallic and Dielectric Waveguides for Long Distance Optical Transmission and Lasers.- The Bell System Technical Journal, July 1964, pp. 1783-1809.
47. Bridges T.J., Burchardt E.G., Smith P.W. C02 Waveguide Lasers.- Appl. Phys. Lett, vol. 20, May 1972, pp. 403-405.
48. Marcuse D. Hollow Dielectric Waveguide for Distibuted Feedback Lasers.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-8, No. 7, 1972, pp. 661-669.
49. Degnan J.J., Hall D.R. Finite-Aperture Waveguide-Laser Resonators.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-9, No. 9, 1972, pp. 901-910.
50. Ищенко E. Ф., Климков Ю. M., Оптические квантовые генераторы.- M., Советское радио, 1968 г.
51. Ярив А. Квантовая электроника. Пер. с англ. М., Советское радио, 1980 г.
52. Ханин Я.И. Основы динамики лазеров.- М., Наука, Физматлит, 1999 г.
53. Мэйтланд А., Данн М. Введение в физику лазеров. М., Наука, 1978 г.
54. М. Адаме. Введение в теорию оптических волноводов. М.: Мир, 1984 г.
55. Белянко А. Е., Липатов Н. И., Пашинин П.П., Прохоров А. М.,. Сахнова В. В., Электродинамика полых диэлектрических волноводов газоразрядных лазеров среднего ИК диапазона. - Труды ИОФАН, т. 17. М., Наука, 1989 г.
56. Barker A. S. Infrared Lattice Vibrations and Dielectric Dispersions in Corundum.- Phys. Rev., vol. 132., Nov. 1963, pp. 1474-1481.
57. Jenkins R. M., Devereux R. W. J. Dispersion Phenomena in Hollow Alumina Waveguides.-IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-21, №10, October, 1985, pp. 1722-1727.
58. Abrams R. L. Waveguide Gas Lasers.- Laser Handbook, vol. 3, North-Holland Pablishing Co., Amsterdam New York - Oxford, 1979, p.41-88.
59. Degnan J. J. Waveguide Laser: a Review.- Applied Physics, vol. 11, 1976, p. 1-33.
60. Gerlach R., Wei D., Amer N.M. Coupling Efficiency of Waveguide Laser Resonators Formed by Flat Mirrors: Analysis and Experiment.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-20, No. 8, 1984, pp. 948-967.
61. Виноградова М.Б., Руденко O.B., Сухоруков А.П. Теория волн. М., Наука, ГРФМЛ, 1976, с. 261.
62. Корнилов С.Т., Проценко С.Н., Чириков С.Н. Исследование условий генерации на нескольких переходах в волноводных С02-лазерах с дифракционной решеткой. Квантовая электроника, 11, №6, 1984, с. 1225-1229.
63. Смит К., Томсон Р. Пер. с англ. Численное моделирование газовых лазеров.- М., Мир, 1981 г.
64. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Шелепин JI.A. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры, М., "Наука", 1980 г.
65. Печенин Ю. В., Доманов М. С. Лазеры на изотопах С02. Квантовая электроника, 7, 1980, с. 1803-1807.
66. Масюков В. А. Измерение внутренних параметров секционированного лазера. Квантовая электроника, 11,№1, 1984, с. 219-221.
67. Козлов Г. И., Кузнецов В. А. Многолучевой непрерывный газоразрядный С02 лазер «Иг-лан».- Квантовая электроника, 12, №3, 1985, с. 553-561.
68. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света.- М., Наука, 1970 г.
69. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. Пер. с англ.- М., Мир, 1987 г.
70. Справочник по лазерам. Под ред. Прохорова A.M. М., Советское радио, 1978 г., т. II.
71. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения.- М., Радио и связь, 1981 г.
72. Скобелкин O.K., Козлов В.И., Гейниц А.В., Данилин Н.А., Дербенев В.А. Применение лазерных хирургических аппаратов «Ланцет» в медицинской практике. Пособие для врачей.- М., издательство «Гриф», 2000 г.
73. Laser Industries Ltd.- Тель-Авив (Израиль), проспект фирмы.
74. Coherent.- Пало Альто (США), проспект фирмы.
75. Luxar Corporation.- Ботелл (США), проспект фирмы.
76. Lasering s.r.l.- Модена (Италия), проспект фирмы.
77. Mattioli Engineering.- Флоренция (Италия), проспект фирмы.
78. DEKA Medical Electronics Laser Associated s.r.l.- Сесто Флорентино (Италия), проспект фирмы.
79. Technogamma a.b. seal s.r.l.- Парма (Италия), проспект фирмы.
80. НПО «Исток».- Фрязино, Московской обл., проспект фирмы.
81. НИИ газоразрядных приборов НПО «Плазма».- Рязань, проспект фирмы.
82. Аппарат лазерный хирургический LST-20/01 «Ланцет». Технические условия ТУ 9444-001-07515747-96.
83. Аппарат лазерный хирургический ЛХК-20-01 «Ланцет-2». Технические условия ТУ 9444-003-07515747-98.
84. Лазерные медицинские приборы серии «Ланцет». -Тула, КБ приборостроения, 1999 г.
85. Аппарат лазерный хирургический LST-20/01 «Ланцет». Сертификат соответствия №РОСС RU ИМ02.В05914 от 15.06.98 г.
86. Laserchirurgiegerate LST-20/01. Bauartzulassungkennzeichen 08/М-056/93.
87. Результаты указанной работы планируются к внедрению в разрабатываемых изделиях:- аппарат лазерный хирургический ЮИШК 433786.007 «Ланцег-3»;- лазер ЛГП-02.00.000.
88. Грнрпя ггкнкгй к-пнггтл/ктпп-УГ r^Zj-vо ярЖЛ
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.