用激光束取代手术骨锯

更多的激光可能有助于更安全、更精确的医疗手术。
Researchers working with laser array in lab
该新设备的研究人员在激光实验室工作。 巴塞尔大学,Reinhard Wendler

在切割骨头方面,三束激光胜过一束。至少,这是瑞士巴塞尔大学团队设计的一款新型、部分自主引导手术系统的设计理念。

尽管眼科等医学领域几十年来一直使用激光器,但该技术在许多手术中的应用仍未普及。这主要是由于安全问题,包括激光器可能损伤目标区域以外的周围组织,以及外科医生对切口深度缺乏完全控制。为了潜在地解决这些问题,激光物理学家和医学专家尝试在手术中增加激光的数量,同时让系统进行部分自我监控。他们的研究结果已发表在《激光手术杂志》的最新一期中。

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这一切都关乎协作。第一束激光扫描手术部位,同时发射脉冲光束,以极小的增量逐次切割组织。随着组织汽化,光谱仪利用机载内存分析和分类结果,绘制患者骨骼和软组织区域的图谱。然后,第二束激光负责切割骨骼,但仅限于其前身精确绘制的区域。与此同时,第三束光学激光实时测量切口,以确保切割的精确深度。

研究人员使用从附近供应商那里购买的猪腿进行实验,发现他们的激光组合能够以低于零点几毫米的精度准确完成手术任务,并且速度几乎与当今的标准方法一样快。此外,这一切都是在没有稳定的人手控制下完成的。

激光物理学家 Ferda Canbaz 在 12 月 5 日的巴塞尔大学简介中表示:“我们的系统特别之处在于它无需人为干预即可自行控制。”

该系统的优势不仅仅在于完成工作。激光器更小、高度局域化的切口可以让组织更快地愈合,并从长远来看减少疤痕。精确的切割能力还可以实现现有工具无法实现的特定几何形状的塑造。从纯粹后勤的角度来看,外科医生和患者之间的身体接触减少,还可以降低感染或类似的术后并发症的风险。

研究人员希望这种精密的定向切割有一天能够使骨植入物与患者现有骨骼物理互锁,甚至可能不需要骨水泥。甚至可能有一天,类似的激光阵列不仅能够识别肿瘤,还能以对周围组织极小的损伤将其切除。

 

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