Application of ablation cooling to cataract surgery technique using all-fibre burst-mode laser
Ablasyon soğutmanın katarakt ameliyatı için küme-modlu fiber lazer ile uygulaması
- Tez No: 414104
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Biotechnology, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 56
Özet
Katarakt önlenebilir körlüğün en yaygın sebebidir. Her yıl 19 milyondan fazla insan katarakt ameliyatı olmaktadır. Bu operasyonun tarihi millattan önce 2000 yıllarına dek uzanmasının yanında, 20. yüzyılın son çeyreğinde başlamak üzere, katarakt ameliyatları için kullanılan yöntemler de göz bilimindeki önem teşkil eden gelişmeler sayesinde (intraoküler lens, fako emülsifikasyon, hassas cerrahi aletler) önemli aşamalar kaydedildi. Bu tezin üzerinde özel olarak durduğu bir değişim daha var: 2009 yılından bu yana femtosaniye laser teknolojisi ilk defa katarakt ameliyatlarında insanlar üzerinde uygulandı. Lazerlerin kullanımı, özellikle yüksek hassasiyetleri ve tekrarlanabilirlikleri açısından tercih ediliyor. Femtosaniye katarakt cerrahisi teknolojisinin gelişmeye açık tarafları yaygın kullanılabilmesinin önüne geçiyor. Bu zorluklar temel ve teknik olarak ikiye ayrılabilir. Teknik zorluklar olarak, yüksek maliyet, sistemin boyuları ve karmaşıklığı gösterilebilir. Daha temel zorluklar ise ultrahızlı atımların doku ile olan etkileşiminden kaynaklanmaktadır. Şöyle ki, istenmeyen çevresel hasarların ve operasyon sonrası komplikasyonların azaltılması her zaman istenilen bir durum, ki bu da potansiyel olarak atım enerjisini ya da ortalama gücü düşürerek yapılabilir.Bu gelişmeler ayrıca gereken lazer teknolojisinin de basitleşmesine dolaylı yoldan katkı sağlayacaktır. Tezin asıl amacı bu zorlukların üstesinden gelinmesine yardım etmektir. Bu tezde, yeni keşfedilmiş lazerle ablasyon soğutmalı material kaldırmadan yararlanabilecek Yb katkılı femtosaniye fiber lazer sistemi tasarlanmıştır. Lazer sistemi katarakt ameliyatı sırasında görüntüleme yapabilmesi için optic koherans tomografi (OCT) ile entegrasyonu gerçekleştirilmiştir. Ortalama gücü düşük tutabilmek için, ablasyon soğutmalı rejim küme-modu ile sağlanmıştır. Bu özel hazırlanmış sistem, küçültülmüş ve güvenilir olarak doku üzerindeki istenmeyen zararları en aza indirgeyerek daha temiz ve verimli kesiler oluşturabilmektir. ön denemeler agar, pleksiglas ve ölü dana gözü örnekleri üzerinde ablasyon soğutma rejiminin geleneksel rejim ile kıyaslamak amacıyla yapıldı. Deneylerin bütünü bu rejimin atım enerjisini küçültüp ablasyonu hedefin çevresini daha az ısıtarak yaptığına işaret etmektedir. Spesifik olarak korneaya giriş için gereken atım akışı ise önceki yayınlara göre ~15 kat azaltıldı. Sistem, hekimlerin özel geliştirilmiş bilgisayar kontrol programı üzerinden kullanabileceği taşınabilir bir prototip haline getirildi.
Özet (Çeviri)
Cataract is the most common cause of preventable blindness in the world. Each year more than 19 million operations are performed to treat cataract. While history of cataract surgery goes as far as 2000 BC, beginning with the last quarter of the 20th century, cataract surgery procedures has benefited from advancements in ophthalmology such as phaco-emulsification, intra-ocular lens (IOL) and precision tools. There was another transformation of special interest to this thesis: In 2009, the cataract surgery was performed on a human being using a femtosecond laser for the first. Use of lasers has since gathered much attention for their high precision and repeatability in cataract surgery, but there are still challenges that their prevent wide-spread adaptation. The leading challenges can roughly be group into technical and fundamental. The technical challenges include the high cost, complexity and bulk of the associated laser technology. The more fundamental challenges relates to the interaction of ultrafast pulses with tissue. Namely, there is always interest in further reducing collateral damage and post-operation complications, which can potentially be done by reducing required pulse energies or average powers. Such an advance would also simplify the required laser technology indirectly. The principle aim of thesis has been to help overcome these challenges. In this thesis, a Yb-doped fibre laser system generating femtosecond pulses was designed to exploit recently discovered ablation-cooled laser-material removal technique. The laser system was then integrated with optical coherence tomography (OCT) for in-situ imaging during cataract surgery. In order to keep required average powers low, ablation-cooled regime is accessed through burst-mode operation of the laser. This custom-built system aims to enhance further the procedure with lower collateral tissue damage, cleaner, efficient cuts with a compact and robust structure. Preliminary experiments have been conducted on blood agar, plexiglas and extracted bovine eyes comparing the new ablation-cooled regime with the traditional regime. All experiments indicate that this regime achieves ablation with smaller pulse energies and reduced thermal effects to nearby tissue. Specifically, the pulse fluency required for corneal incision is decreased by a factor of ~15 compared to previous publications. The system has been developed into a transportable laboratory prototype, ready to be used by medical doctors through custom-developed computer control software.
Benzer Tezler
- Kaybolan köpük yöntemiyle alüminyum dökümleri içinhızlı soğutma işleminin geliştirilmesi
For aluminum castings with the lost foam methodimproving fast cooling process
İBRAHİM TÜTÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEREM ALTUĞ GÜLER
- Füze kontrol tahrik sistemi yüksek sıcaklık bölgelerinin peltier modülleri ile soğutulması
Cooling of high temperature zones of missile control actuation system with peltier modules
BERK BOYRAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT YAŞAR
- Kriyobalon ile ablasyon yapılan atriyal fibrilasyonlu hastalarda ısı-süre parametreleri ile akut işlem başarısı ve geç rekürrensin değerlendirilmesi
The evaluation of relationship among acute process success and late recurrence with heat-term parameters in patients with acute atrial fibrilation who underwent ablation
BARIŞ ÜNAL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2015
KardiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiKardiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ASLAN
- Collective pulse amplification in burst mode fiber laser amplifiers in gain-managed nonlinearity regime
Kazanç yönetimli doğrusal olmayan atım kümelerinin fiber lazerlerde kolektif güçlendirilmesi
AMIRHOSSEIN MAGHSOUDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH ÖMER İLDAY
- Novel approaches to ultrafast fiber laser design for ablation cooled material removal
Soğuk ablasyonlu malzeme kaldırma uygulamaları için ultra hızlı fiber lazer tasarımına yeni yaklaşımlar
SANİYE SİNEM YILMAZ
Doktora
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY