Femtosecond laser surgery in the ablation cooling regime for improved depth and speed

飞秒激光手术在消融冷却方式中提高深度和速度

基本信息

  • 批准号:
    1805998
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-06-15 至 2022-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project will study the physical effects of ultra-fast lasers operating in the 'ablation-cool' regime, where the short laser pulses operate at a very high pulse rep-rate so that the pulses occur before the heat is dissipated in the tissue. This can overcome the difficulties that result from laser-cutting tissue at the normal low rep-rates. The advantages include enhanced efficiency of cutting, improved removal-rates of products material, use of lower powers, and allowing deeper penetration depths. This will have a pronounced impact on the operation in systems where fine-tuning of accuracy of surgery, deep tissue penetration, and product removal are critical, such as vocal cords lesions or spine surgeries.The project utilizes a burst-mode femtosecond laser system that would deliver pulses at nearly 1.5 GHz rate leading to high energy deposited into the target area. The investigators hypothesize that such a burst mode GHz train of pulses would result in a deeper sub-surface ablation. The PIs further predict that such a pulse train will lead to an order-of-magnitude increase in ablation rates compared to conventional kHz repetition rate femtosecond lasers, in addition to avoiding thermal side effects.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目将研究超快激光在“消融-冷却”模式下的物理效应,在“消融-冷却”模式下,短激光脉冲以非常高的脉冲重复率工作,因此脉冲在组织中热量散失之前发生。这可以克服在正常低重复率下激光切割组织所产生的困难。其优点包括提高了切割效率,提高了产品材料的去除率,使用了更低的功率,并允许更深的渗透深度。这将对手术精度、深层组织穿透和产品移除的微调至关重要的系统产生显著影响,例如声带损伤或脊柱手术。该项目使用一种爆发式飞秒激光系统,该系统将以近1.5 GHz的速率发射脉冲,导致高能量沉积到目标区域。研究人员假设,这种突发模式的GHz脉冲串将导致更深的亚表面消融。PIs进一步预测,这种脉冲序列除了避免热副作用外,还将导致消融率比传统的KHz重复频率飞秒激光提高数量级。这一奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Andrus, Liam;Mau, Ted;Ben-Yakar, Adela
  • 通讯作者:
    Ben-Yakar, Adela
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