«УМНЫЕ» ЛАЗЕРНЫЕ СКАЛЬПЕЛИ ДЛЯ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ХИРУРГИИ

Актуальность. Создание автоматизированных и  роботизированных систем для обеспечения прецизионности и  малотравматичности операции  – одно из главных направлений современной хирургии. Концепция так называемых умных лазерных скальпелей представляется перспективным техническим решением в  этом направлении. Цель  – разработка принципов организации обратной связи для интеллектуальных лазерных хирургических установок на основе CO₂- и  волоконных лазеров. Материал и  методы. В  качестве лазерных источников использовали одномодовый волноводный CO₂-лазер мощностью до 25 Вт с высокочастотной накачкой активной среды, длиной волны излучения 10,6  мкм, а  также одномодовый волоконный эрбиевый лазер мощностью до 5  Вт, длиной волны излучения 1,54  мкм. Методом организации обратной связи в  хирургической лазерной установке послужил автодинный метод контроля лазерного выпаривания биотканей. Объектами воздействия «умного» лазерного скальпеля стали ткани свиньи in vitro. Осуществлено тестирование лазерных установок с  обратной связью на здоровых и  опухолевых тканях животных (белые крысы) in  vitro и in vivo. Производилось тестирование возможности диагностики лазерного выпаривания опухолевых тканей человека. Результаты. На примере одномодового CO₂-лазера и  одномодового волоконного эрбиевого лазера показа- но, что автодинный сигнал, возникающий при выпаривании разных биологических тканей, имеет разные спектральные характеристики. Это создает основу для организации обратной связи в хирургических установках, работающих по принципу «умного» скальпеля. Разработаны «интеллектуальная» хирургическая установка с обратной связью на основе CO₂-лазера и макет «интеллектуальной» хирургической установки на основе волоконного эрбиевого лазера. Выполнены исследования возможностей дифференциальной диагностики типа испаряемой биологической ткани in vitro с использованием данных лазерных скальпелей. Проведены доклинические испытания на биологических тканях in vivo «интеллектуальной» хирургической установки на основе CO₂-лазера. Испытания показали, что такой «умный» лазерный скальпель позволяет оперативно отличать здоровую ткань от опухолевой, благодаря чему можно реализовать принципы малотравматичной операции. Заключение. С  помощью метода автодинной диагностики лазерного испарения биологических тканей можно создавать хирургические установки, работающие по принципу «умного» скальпеля, который в  режиме реального времени позволяет дифференцировать разные типы ткани, а также отличать здоровую ткань от опухолевой.