Применение кавитации на лазерном нагревательном элементе в хирургии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье рассматривается явление лазерной кавитации, инициированной на кончике погружённого в жидкость оптоволокна под действием непрерывного лазерного излучения. Исследуются свойства затопленных кумулятивных струй, возникающих при схлопывании кавитационных пузырьков. Показано, что в свободном пространстве струи переносят тепло через жидкость, а в случае кавитации внутри заполненной жидкостью трубки приводят к инверсионному движению жидкости. Практическое использование установленных эффектов в медицине позволяет более успешно проводить хирургическое лечение сосудистых заболеваний, кист, острых и хронических инфицированных ран.

Об авторах

М. А. Гузев

Институт прикладной математики ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: guzev@iam.dvo.ru
Владивосток, Россия

В. М. Чудновский

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН

Email: vm53@mail.ru
Владивосток, Россия

И. А. Абушкин

Южно-Уральский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: ivanabushkin@mail.ru
Челябинск, Россия

Список литературы

  1. Sinibaldi G., Occhicone A., Alves Pereira F. et al. Laser induced cavitation: Plasma generation and breakdown shockwave // Phys. Fluids. 2019, vol. 31 (10), 103302.
  2. Koch M., Rosselló J.M., Lechner C. et al. Dynamics of a Laser-Induced Bubble above the Flat Top of a Solid Cylinder – Mushroom-Shaped Bubbles and the Fast Jet // Fluids. 2022, vol. 7 (1), 2.
  3. Ohl C.D., Arora M., Dijkink R. et al. Surface cleaning from laser-induced cavitation bubbles // Applied physics letters. 2006, vol. 89, 074102.
  4. Dular M., Požar T., Zevnik J., Petkovšek R. High speed observation of damage created by a collapse of a single cavitation bubble // Wear. 2019, vol. 418–419, pp. 13–23.
  5. Hu J., Dirie N.I., Yang J. et al. Percutaneous Ureteroscopy Laser Unroofing – A Minimally Invasive Approach for Renal Cyst Treatment // Sci. Rep. 2017, vol. 7, 14445.
  6. Dowlatshahi K., Francescatti D.S., Bloom K.J. Laser Therapy for Small Breast Cancers // Am. J. Surg. 2002, vol. 184, pp. 359–363.
  7. Tontini G.E., Neumann H., Pastorelli L. et al. Thulium Laser in Interventional Endoscopy: Animal and Human Studies // Endoscopy. 2017, vol. 49, pp. 365–370.
  8. Беликов А.В. Оптотермические волоконные конвертеры для лазерной медицины. СПб: Университет ИТМО, 2020. Belikov A.V. Optothermal fiber converters for laser medicine. St. Petersburg: ITMO University, 2020. (In Russ.)
  9. Yusupov V.I., Chudnovskii V.M., Bagratashvili V.N. Laser-induced hydrodynamics in water and biotissues nearby optical fiber tip // INTECH Open Access Publisher. 2011, pp. 95−118. doi: 10.13140/2.1.4838.9122.
  10. Yusupov V.I., Chudnovskii V.M., Bagratashvili V.N. Laser-induced hydrodynamics in water-saturated biotissues. 1. Generation of bubbles in liquid // Laser Physics. 2010, vol. 20, no. 7, pp. 1641–1646.
  11. Kulik A.V., Mokrin S.N., Kraevskii A.M. et al. Features of dynamics of a jet flow generated on a laser heater by surface boiling of liquid // Technical Physics Letters. 2022, vol. 48, no. 1, pp. 60–63.
  12. Mokrin S.N., Tereshko D.A., Kulik A.V. et al. Selective Laser Heating of Closed Cavity Shells Filled with Liquid // Doklady Physics. 2022, vol. 67, no. 12, pp. 491–494.
  13. Mokrin S.N., Tereshko D.A., Kulik A.V. et al. Physical mechanisms of laser thermotherapy of cysts // Heat Transfer Research. 2023, vol. 54 (4), pp. 11–24.
  14. Чудновский В.М., Гузев М.А., Дац Е.П., Кулик А.В. Эффект ускоренного всасывания жидкости в трубке при лазерной кавитации на лазерном нагревательном элементе // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2023. Т. 513. С. 41–47. Chudnovskii V.M., Guzev M.A., Dats E.P., Kulik A.V. The effect of accelerated absorption of liquid in a tube during laser cavitation on a laser heating element // Reports of the Russian Academy of Sciences. Physics, Technical Sciences. 2023, vol. 513, pp. 41–47. (In Russ.)
  15. Гузев М.А., Василевский Ю.В., Дац Е.П. и др. Лазерная кавитация в трубке, погружённой в ограниченный объём, заполненный жидкостью // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2024. Т. 519. С. 19–25. Guzev M.A., Vassilevski Yu.V., Dats E.P. et al. Laser cavitation in a tube immersed in a confined volume filled with liquid // Reports of the Russian Academy of Sciences. Physics, Technical Sciences. 2023, vol. 519, pp. 19–25. (In Russ.)
  16. Abushkin I.A., Privalov V.A., Lappa A.V., Minaev V.P. Fiber 1.56–1.9 μm lasers in treatment of vascular malformations in children and adults Progress in Biomedical Optics and Imaging // Proceedings of SPIE. 2013, vol. 8565, 85650V.
  17. Meire M., De Moor R.J.G. Principle and antimicrobial efficacy of laser-activated irrigation: A narrative review // International Endodontic Journal. 2024, no. 7 (57), pp. 841–860.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».