Investigation of ablation efficiency and temperature distribution profile of 1940 nmthulium fiber laser on ex vivo ovine livertissue
1940 nm tulyum fiber lazerin ablasyon verimliliği ve sıcaklık dağılım profilinin exvivo koyun karaciğeri dokusunda incelenmesi
- Tez No: 749800
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT GÜLSOY, YRD. DOÇ. DR. BURCU TUNÇ ÇAMLIBEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Lazer Ameliyatı, Tulyum Fiber Lazer, Karaciğer Ameliyatı, 1940 nm, Laser Surgery, Thulium Fiber Laser, Liver Surgery, 1940 nm
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Karaciğer cerrahisinde minimum kanama ve ağrı ile kesi ve eksizyon yapmak için farklı dalga boylarında lazerler kullanılır. 1940 nm emisyonu ile Thulium fiber lazer, su tarafından iyi emilir ve bu lazeri yumuşak doku ameliyatları için umut verici bir araç haline getirir. Bu çalışmanın amacı, karaciğer dokusunun insizyonel operasyonunda, 1940 nm Tulyum fiber lazerin etkinliğini incelemektir. Bu çalışmada, çeşitli tarama hız değerlerinde, çıkış güçlerinde ve zaman değişimlerinde ablasyon yapılan bölgenin toplam değiştirilen bölgeye oranı olarak hesaplanan doku ablasyon etkinliği incelenmiştir. Ayrıca termal kamera ile çevre dokudaki termal hasar oranı da ölçüldü. Bu çalışmada kuzu karaciğer dokusuna 1940 nm Tulyum fiber lazeri ile 600 μm çıplak uçlu optik fiber ile sürekli modda ışın tedavisi yapılmıştır. Su molekülleri, ışığın bu dalga boyunu yüksek oranda emer. Bu da Thulium fiber lazer teknolojisini bu alanda araştırılan diğer lazerlere göre avantajlı kılmaktadır. Deneyler sırasında lezyonlar düzenli olarak 2 cm uzunluğunda oluşturulmuştur. Çıkış gücü ve lezyon uzunlukları her uygulamada sabit tutulurken ışınlama süresi değiştirilerek farklı tarama hızları test edilmiştir. Tüm uygulamalar dokudan tek bir geçişte yapılmıştır. Örneğin 2 cm uzunluğundaki bir kesiye 5, 10 ve 15 saniye süreyle 0,6 W çıkış gücü uygulandı. Ayrıca kesi uzunluğu sabit tutulmuş ve uygulama süresi arttıkça her noktaya uygulanan enerji miktarı arttırılmıştır. Bu durum sayesinde düşük tarama hızlarında çalışmayı ifade eden daha uzun lazer ışınlama süresi, daha iyi ablasyon sonuçları alınmasını sağlar. İlk olarak, çalışılacak lazer çıkış gücüne karar vermek için bir predozimetri çalışması yapıldı. Predozimetri çalışması sonuçlarına göre, yalnızca 0,6 W ve 0,8 W çıkış güçleri birçok durumda ablasyon için başarılı olamamıştır. Çıkış gücünden bağımsız olarak tüm insizyonlarda pıhtılaşma gözlendi. Bu bulgulara dayanarak, sonraki deneylerde 1.0, 1.5 ve 2.0 W çıkış güçlerinin kullanılmasına karar verildi. Deneyler sırasında kesi üzerindeki ve çevresindeki dokunun sıcaklığı izlendi ve doku yüzeyine konumlandırılan termal kamera ile sıcaklık değişimi tespit edildi. Daha yüksek güç seviyeleri kullanıldığında daha derin ablasyon ve daha büyük pıhtılaşmış alanlar tespit edildi. Ancak, 1.5 W ve 2.0 W'da karbonizasyon net bir şekilde gözlendi. Sonuç olarak, tarama hızı ve gücünün ablasyon verimliliği üzerinde önemli bir etkisi olduğu bulundu.
Özet (Çeviri)
In liver surgeries, lasers with different wavelengths are used to make incisions and excisions with minimal bleeding and pain. The purpose of this study is to examine the efficiency of a 1940 nm Thulium fiber laser in the incisional operation of liver tissue. Thus, the tissue ablation efficiency of this laser was calculated as a ratio of the ablated site to the total affected site at various laser scanning speed values and output powers. Additionally, the thermal damage at the surrounding tissue was evaluated with a thermal camera. To create an incision, laser light should be absorbed by the tissue. In this study, lamb liver tissue was irradiated by 1940 nm Thulium fiber laser through 600 μm bareended optical fiber in continuous mode. The reason of using this specific laser was that, according to the literature, light in 1940 nm wavelength is highly absorbed by water molecules, which are abundant in soft tissues such as kidney. Initially, a predosimetry study was conducted to decide on the laser output power to be studied. Output powers including 0.6 W, 0.8 W, 1.0 W, 1.5 W, and 2.0 W were studied. According to the predosimetry study results, only 0.6 W and 0.8 W output powers were not able to be successful for ablation in most cases. Coagulation was observed in all of the incisions, independently of the output power. Base d on these findings, 1.0, 1.5, and 2.0 W output powers were decided to be used in the following experiments. In the actual experiments, the lesions were regularly created at a length of 2 cm. Laser output power and lesion lengths were kept constant in each application, while different scanning speeds were tested by changing the irradiation time. All the applications were performed with a single-pass. For example, 0.6 W output power was applied to a 2 cm length incision for 5, 10, and 15 seconds. Since the incision length was kept constant, the total light energy delivered to the samples was increased as the application time increased, which improved the ablation efficacy. During experiments, the temperature on and surrounding the incisions was monitored using a thermal camera. The results of this study showed that incision properties, such as deeper ablated and larger coagulated areas, were achieved when higher laser powers were used at slower laser scanning speeds compared to the other application parameters that were used in this study. However, carbonization, which is not desirable in laser incision applications, was also observed at 1.5 W and 2.0 W laser powers. Therefore, this study revealed that laser scanning speed and output power have a significant impact on ablation efficiency of 1940 nm Thulium fiber laser in liver tissue.
Benzer Tezler
- Aktif ilaç hedefleme amaçlı mikrorobot sistemlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of microrobot systems for active drug targeting
GÜLŞEN AYBAR TURAL
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEVSER ÖZGEN ÖZER
- Experimental investigation of nonthermal ablation using irreversible electroporation in an in vitro model
Bir in vitro modelde geri dönüşümsüz elektroporasyon kullanilarak termal olmayan ablasyonun deneysel olarak incelenmesi
GÜLDENİZ GÜLCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyomühendislikDokuz Eylül ÜniversitesiBiyotıp ve Sağlık Teknolojileri Anabilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT TOZBURUN
- Laser brain surgery with near infrared lasers: Investigation of the optimal parameters by real-time temperature monitoring
Yakın kızılaltı laserlerle beyı̇n cerrahı̇sı̇: Gerçek zamanlı sıcaklık monı̇torı̇zasyonu ı̇le optı̇mal parametrelerı̇n belı̇rlenmesı̇
BURCU TUNÇ ÇAMLIBEL
Doktora
İngilizce
2016
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT GÜLSOY
- Microwave ablation system design for cancer applications
Kanser uygulamaları için mikrodalga ablasyon sistemi tasarımı
CANER MURAT
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN KAYA
- Ablation efficiency and thermal damage of infrared lasers on ex vivo lamb brain tissues
Kızılötesi lazerlerin kuzu beyin dokusu üzerindeki ablasyon verimliliği ve ısıl hasarı
BATURAY ÖZGÜRÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik BilimleriBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT GÜLSOY