автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Исследование и разработка лазерных хирургических аппаратов на основе волноводных СО2 лазеров

:с ОД

о о МЙ-1 71П

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ПОГОРЕЛЬСКИЙ Семен Львович

УДК 621.373.378

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЛАЗЕРНЫХ ХИРУРГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НА ОСНОВЕ ВОЛНОВОДНЫХ С02 ЛАЗЕРОВ

Специальность 05.11.17. - Медицинские приборы и

системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2000 г.

Работа выполнена в Тульском Государственном университете и Государственном унитарном предприятии «Конструкторское бюро приборостроения» .

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор В Л. Распопов Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ВН. Рождествин, кандидат технических наук, доцент АЛ. Паринский.

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники.

Защита состоится _2000 г. на заседании

диссертационного Совета К.063.47.06 в Тульском Государственном университете.

Адрес: 300600, г. Тула, проспект Ленина, 92.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_»_2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

кандидат технических наук, доцент Л Л. Семенов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Лазерная хирургия относится к числу отраслей медицины минимального вмешательства для лечения широкого круга заболеваний. Эффективность применения лазеров в хирургии связана с отсутствием прямого контакта инструмента с биологической тканыо при проведении хирургического вмешательства, бактерицидностью излучения лазера, практической бескровностью операций, высокой тсушосшо и атравматтгп юстыо воздействия сфокусированного излучения, высокой управляемостью источников лазерного излучения, позволяющей оптимизировать воздействие в зависимости от вида биологической ткани и формы патологии. Совокупность перечисленных выше полезных свойств лазерного излучения обеспечивает лазерной аппаратуре широкое применение в разнообразных областях медицины: общей хирургии, стоматологии, онкологии, гинекологии, оториноларингологии, нейрохирургии, офтальмологии, урологии, дерматологии, пластической хирургии и косметологии.

Наибольшее распространение в качестве инструмента лазерной хирургии получили углекислотные (С02) лазеры. Благодаря высокому уровню поглощения биологической ткани на длине волны С02 лазера (10,6 мкм), практически вся энергия излучения преобразуется в тепло, что позволяет про ¡вводить эффективное выпаривание биологической ткани в зоне операционного воздействия. Глубина проникновения излучения С02 лазера варьируется для различных видов биолопиеской ткани от 1 до 50 мкм. Глубина рассечения определяется, в основном, скоростью перемещения точки фокусирова-

ния лазерного луча по поверхности обрабатываемой ткани и может достигать нескольких миллиметров. В зависимости от мощности излучения и от размера пятна излучения на обрабатываемой ткани происходит ее рассечение или поверхностная коагуляция. На сегодняшний день СОг лазер является наиболее технологичным, надежным (ресурс работы достигает нескольких тысяч часов) и эффективным (коэффициент полезного действия достигает 10-15 %) лазерным устройством, позволяющим создавай надежную, компактную и при этом относительно недорогую медицинскую аппаратуру. Наиболее перспективным источником лазерного излучения с точки зрения компактности, энергетической эффективности и стабильности параметров являются СОг лазеры с резонаторами волноводного типа (волноводные С02 лазеры) с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом.

Во всем мире наблюдается интенсивный рост выпуска портативных лазерных хир>рп!ческих аппаратов средней мощности, обеспечивающих выполнение 80-90 % видов операций, при этом отличаясь малыми размерами, массой, стоимостью. Отечественные аппараты подобного класса ранее не выпускались. Главной причиной технического отставания отечественных лазерных "аппаратов являлась малая эффективность применявшихся СО, лазеров с возбуждением активной среды разрядом постоянного тока, отличавшихся большими габаритами и массой, низкой удельной мощностью и низким КПД, что приводило к большим габаритно-массовым показателям, высокому энергопотреблению и тепловыделению аппарата.

Задача создания современных компакгаых, максимально автономных лазерных хирургических аппаратов с мощностью излучения на биологической ткани от 20 до 80 Вт была решена за счет исследования и разработки цельнометаллического волноводного С02 лазера с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом. Создание лазерных хирургических аппаратов потребовало также решения проблемы управления мощностью лазерного излучения без снижения КПД лазера и аппарата в целом.

Общая методика исследования базируется на известных положениях теории С02 лазера, математическом и компьютерном моделировании основных процессов, протекающих в разрабатываемом волноводном углекислотном лазере с поперечным высокочастотным возбуждением активной среды, на лабораторной отработке экспериментальных образцов с последующим проведением медико-технических испытаний и апробацией в медицинских учреждениях. Цель работы. Разработка теоретических основ проектирования волноводного С02 лазера с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом и создание на его базе универсального портативного лазерного хирургического аппарата. В рамках достижения поставленной цели необходимо было решить следующие научно-технические задачи:

• создание эффективного ССХ лазера, отличающегося малыми габаритами и массой, с высокой удельной мощностью излучения и высоким качеством лазерного пучка;

• создание эффективных подсистем аппарата, в первую очередь, системы управления аппарата, обеспечивающей точный контроль и согласованное функционирование всех систем аппарата, управление работой аппарата с полным использованием имеющихся возможностей, а также безопасность при эксплуатации;

• разработка конструкции аппарата, обеспечивающей удобство работы хирурга, компоновку всех составных частей с минимальными размерами аппарата в целом, стабильность параметров в широком диапазоне условий эксплуатащш, а также технологичность три серийном изготовлении.

Научная новизна работы.

1. Разработана идентифицированная математическая модель поперечного высокочастотного разряда углекислотного лазера с учетом влияния приэлеетродных слоев проводимости столба плазмы.

2. Выполнено исследоваше изменения толщины приэлеетродных слоев высокочастотного разряда в условиях изменяющейся степени диссоциации молекул углекислого газа.

3. Проведена оптимизация разрядной структуры с целью уменьшения неравномерности возбуждения акпшной среды в волноводно-разрядных каналах лазера при изменении мощности высокочастотной накачки.

4. Разработана математическая модель волноводного СОг лазера с резонатором и - типа с учетом баланса потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора.

5. Выполнено компьютерное моделирование и оштовация параметров резонатора лазера.

6. Разработаны полностью металлическая волноводно-разрядная структура для углекислотного лазера, которая по своим характеристикам не уступает керамическим и металлокерамическим структурам, но имеет меньшую стоимость изготовления.

7. Предложен пришит согласования работы излучателя и высокочастотного блока питания.

8. Разработан способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением активной среды.

9. Разработана унифищфованная в конструкгавном и технологическом отношении серия лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет», которые по своим медико-техническим характеристикам соответствуют мировому уровню и превосходят все отечественные хирургические аппараты с углекислотным лазером, выпускаемые серийно.

Положения, которые выносятся на защиту.

1. Идентифицированная математическая модель поперечного высокочастотного разряда углекислотного лазера, учитывающая влияние приэлектродных слоев и проводимости столба плазмы.

2. Иденпфщированная математическая модель стационарной генерации в волноводном углекислотном лазере с резонатором и-тппа, учшывшощая баланс потерь и усиления для различных мод вол не»-.одного резонатора.

3. Компьютерные модели, с помощью которых выполнена оптимизация разрядной структуры и резонатора разрабатываемого лазера.

4. Способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением активной среды.

5. Технические решения, положенные в основу разработанной конструкции лазерного хирургического аппарата «Ланцет» и защищенные патентами Российской Федерации.

Практическая ценность. Выполненная работа служит научно-технической базой разработки универсальных лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет», созданных в рамках программы конверсии. Автор являлся научным руководителем данной работы. В ходе проведения работы созданы три типа аппаратов, на которые разработан полный комплект конструкторской и технологической документации. Лазерные хирургические аппараты «Ланцет» и «Ланцет-2» производятся серийно Государстве! п ¡ым унитарным предприятием «Конструкторское бюро приборостроения» (г.Тула), лазерный хирургический аппарат «Ланцет-3» находотся на этапе завершения разработки и технологической подготовки серийного производства. Лазерные хирургические аппараты «Ланцет» и «Ланцет-2» прошли медико-технические испытания и сертифицированы Минздравом Российской Федерации (сертификаты соответствия №РОСС Ки ИМ02В05914 от 15.06.98 г. и №РОСС 1Ш ИМ02В06444 от 4.12.98 г.). Помимо этого, аппарат «Ланцет» прошел медико-технические испытания в Берлинском лазерном медицинском центре и сер'п1([ш1ш[х)1..1н в Германии (сертификат№ 08/М-056/93). Опытный образец

аппарата «Ланцет-3» с положительными результатами прошел клиническую апробацию в Государственном научном центре лазерной медицины (г. Москва). Лазерный хирургический аппараты «Ланцет» и <Ланцет-2» успешно применяются более чем в 300 клиниках Российской Федерации, Беларуси, Украины, Венгрии, Германии, Испании, Ирана. Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались на 5 конференциях, в число которых входят VI Всесоюзная конференция «Оптика лазеров» (Ленинград, 1990), Международная конференция «Оптика лазеров '93» (Санкт-Петербург, 1993), Международный симпозиум «Конверсионные разработки в области медицинской техники» (Москва, 1996), Международная конференция «Новые направления лазерной медицины» (Москва, 1996), конференция «Системы автоматического управления в техшгке и медицине» (Тула, 1996). Публикации. По материалам диссертации опубликовшы 15 печатных работ, включая 7 изобретений.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 разделов, заключения и списка использованной литературы из 91 наименования. Объем диссертации включает 133 страницы текста, 59 рисунков и 8 таблиц.

Во введении обсуждается актуальность темы. Показана целесообразность разработки лазерного хирургического аппарата на основе С02 лазеров с резонатором волноводного типа и высокочастотным возбуждением активной среды. Такие лазеры имеют высокие удельные энергетические характеристики, обладают высокой ста-

блльностыо параметров излучения, не требуют применения высоких напряжений, позволяют существенно снизить размеры и вес лазерных хирургических аппаратов, обеспечивают возможность без потерь в КПД производить модуляцию мощности излучения в широком диапазоне частот практически с любой скважностью.

Сформулированы также цели и задачи разработки, научная новгош и защищаемые положения. Описана практическая значимость работы, приведены сведения о внедрении результатов разработки.

Первый раздел посвящен разработке простой электрической модели поперечного высокочастотного разряда, учитывающей влияние проводимости столба плазмы газового разряда и приалектродных слоев, а также поперечной и продольной неравномерности электрического поля и плотности плазмы высокочастотного разряда. Разрядная структура рассматривалась как система, обеспечивающая оптимальные условия возбуждения активной среды С02 лазера высокочастотным разрядом. Модель, основанная на решении уравнений Лапласа в конечных разностях, описывает электрическое поле и распределение температур в разрядном канале.

В основу модели положены эквивалентная электрическая схема разрядной структуры лазера, описывающая слоистую струетуру поперечного высокочастотного разряда с учетом емкости и сопротивления плазмы разряда, емкости приэлектродных слоев и «внешней» емкостьи электродной системы и полученные с помощио такой схемы уравнения для сопротивления и емкости разряда. При этом учитывалось, что вследствие разницы в массе электронов и ионов

плазмы разряда приалектродные слои слаботочного ВЧ разряда имеют низкую концентрацию электронов, и как следствие этого, большую напряженность электрического шля, а в промежутке между этими областями гошма является квазинешральной с удельной проводимостью, зависящей от плотности алейронов. По этой причине в области квазинешральной плазмы протекает ток проводимости, а в прголектродных слоях - ток смещения. Толщина приэлеетродных слоев определяется частотой высокочастотного поля и составом газа и не зависит от плотности газа. Проведены расчеты, показывающие, что влияние диссоциации молекул С02 на толнщну приэлекгродаых слоев невелико и в им можно пренебречь. Полученная модель позволила исследовать систему высокочастотного возбуждения С02 лазера и провести анализ известных разрядных структур (полностью диэлектрической с наружными электродами, металлодиэлекгрической с одним наружным электродом и одним внутренним, мегаллодиэлектрической с двумя диэлектрическими стенками и двумя металлическими стенками-электродами, полностью металлической). Получены картны силовых и эквипотенциальных линий электрического поля в этих структурах, рассчитаны распределения напряженности электрического поля и распределения температуры плазмы по сечению разрядного канала. Проведенный аналго показал, что традиционная цельнометаллическая структура уступает металлодизлектрическим структурам по неравномерности напряженности электрического поля и по температуре плазмы. Указанных недостатков лишена усовершенствованная цельнометаллическая волноводно-разрядная структу-

ра, реализованная по принципу «плотной упаковки» в двухканальном варианте для формирования складного волноводного резонатора и- типа.

Рис. 1. Двухканальная цельнометаллическая волново дно-разрядная структура.

1 - элеетроды; 2- разрядный канал; 4 - металлические стенки разрядного канала, имеющие теплфлеюрический контакт с корпусом лазера.

В разработанной структуре с электроды с трех сторон имеют узкий изолирующий промежуток шириной й=0,3 мм, что позволяет существенно улучшить теплоотвод. Изоляция электродов от корпуса в этом промежутке достигается за счет того, что его ширина меньше размаха дрейфовых колебаний электронов и ионизации газа в нем не происходит. С помощью численной модели соотношение поперечных размеров стенки 4 и элекгродов 1 подобраны таким образом, чтобы толщина зон с пониженной напряженностью электрического не превышала толщины пргалектродных слоев, не участвующих в процессе возбуждения активной среды.

В целях снижения волноводных потерь, повышения стабильность химического состава газовой смеси и обеспечения стабильности модового состава излучения металлические поверхности стенок и

электродов разработанной волноводно-разрядной структуры защищены оксидным покрытием с толщиной, превышающей толщину в нем скин-слоя, рассчитанного для частоты излучения.

Неоднородность возбуждения по длине разрядных каналов обусловлена образованием вдоль разрядной структуры, являющейся отрезком длинной линии с малыми потерями, стоячих электромагнитных волн на частоте ВЧ генератора. Если не предпринимать специальных мер, то при достаточно большой мощности ВЧ возбуждения разряд из слаботочной стадии перейдет в сильноточную стадию, при этом резко упадет эффективность возбуждения. С помощью численной модели определены отимальные точки подключения коррекгарующнх индукгавностей и их величины. Это позволило снизить величину продольной неравномерности напряжения до 2 %

Проблема согласования импеданса разрядной структуры лазеров с высокочастотным возбуждением с выходом высокочастотного генератора связана с тем, что мощность высокочастотного генератора, поступающая в нагрузку, сильно зависит как от импеданса нагрузки, так и от выходного импеданса генератора. Максимальное значение мощности в нагрузке достигается, когда импеданс нагрузки комплексно сопряжен с импедансом генератора, при этом КПД генератора составляет всего 50 %. Обычно используют генераторы с чисто акшвным внутренним сопротивлением 50 Ом, а сопротивление нагрузки, трансформированное согласующей цепью, выбирают равным внутреннему сопротивлению генератора. Такое подключение лазера неоправдан) по следующим причинам:

1) Для компенсации изменения величины импеданса при переходе от режима зажигания к режиму горения разряда, а также в процессе управлении выходной мощнослю лазера изменением мощности высокочастотной накачки требуется применение сложной адаптивной согласующей цепи, которая отслеживала бы все изменения импеданса разрядной структуры;

2) Нет необходимости при согласовании добиваться передачи в нагрузку максимальной возможной мощности генератора. Нетрудно изготовить генератор с некоторым запасом относительно требуемой мощности в нагрузке; тогда при повышении сопротивления нагрузки мощность, выделяющаяся в ней, сшпится до требуемой величины, а КПД генератора повысится (л > 50 %);

3) При обычно используемых для соединения генератора с нагрузкой длинах кабеля и приемлемой его добротности не следует опасаться возникновения в нем стоячих волн. Потери в коаксиальном кабеле можно легко скомпенсировать повышением КПД генератора при увеличении сопротивления нагрузки;

4) Поскольку при работе лазера импеданс разрядной структуры может принимать значения, ограниченные некоторой конечной областью, то опасные режимы работы выходных каскадов генератора, работающего на несогласованную нагрузку, можно исключить за счет использования соединительного кабеля заданной и фиксированной длины.

На основании вышетложенного целесообразным представляется подключение высокочастотного генератора к разрядной структуре лазера с соблюдением следующих условий:

йо<500м;Хо = 0; /?г^50 0м;//г=Я'4;Л<500м;^=0, (1) где %>, Л"о - активная и реактивная составляющие импеданса генератора;

Я, Х- активная и реактивная составляющие импеданса нагрузки;

Рр - волновое сопротивление кабеля;

^-электрическая длина кабеля.

Требуемая в соответствии с (1) величина Я обеспечивается согласующей цепью, выполненной в виде параллельного резонансного контура.

Во втором разделе приведены результаты исследований и разработки волноводного резонатора и -тала для С02 лазера. Выбранная схема резонатора проста в коструктивном исполнении и позволяет существенно уменьшить длину лазерного излучателя без изменения оптической длины резонатора при незначительном снижении мощности излучения. Подробно исследованы волноводные потери для волновода с квадратным сечением как инструмент селекции основной поперечной моды и селекции длины волны излучения. Показано, что предложенная в разделе I металлическая волноводная структура с диэлектрическим покрьпием стенок обладает высокой селективностью поперечных типов колебаний при низких потерях для основной волноводной мода (ГЕМоо). Проведенные исследова-

ния дисперсии комплексного показателя преломления окиси алюминия и спектра коэффициента затухания излучешм основной волноводной моды волновода с покрытием стенок га указанного материала в диапазоне длин волн 9-11 мкм показали, что для полосы генерации (00^1 -10°0) волновод работает в режиме полного внутреннего отражения, а для полосы ((ЮР1-0200) - нет, поэтому коэффициент затухания излучения для длин волн менее 10 мкм возрастает более, чем на порядок по сравнению с его значениями при X >10 мкм; применение такого волновода позволяет эффективно подавить излучение в полосе генерации (0(]Р1-0200).

Рассмотрена проблема потерь связи «волновод - свободное пространство». Получено простое аналитическое выражение для потерь связи волноводных мод любого порядка для наиболее широко используемого случая плоского зеркала, расположенного вблизи торца волновода. Показано, что основной вклад в потери для нежелательных мод вносят водноводные потери, а не потери связи.

Для резонатора и- типа рассмотрены эквивалентная схема линейного резонатора и диаграмма установившейся в таком резонаторе мощности. Разработана простая модель стационарной генерации волноводного С02 лазера с резонатором и - типа, базирующаяся на учете баланса потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора. Особенностью модели является учет влияния активной среды по полуэмпирической модели, использующей определенные экспериментальным путем интегральные характеристики активной среда -коэффициент усиления слабого сигнала и мощность насыще-

ния. При построении модели учитывалось, что спектральная линия усиления активной среды уширена однородно.

Предложен метод экспериментального определения коэффициента усиления слабого сигнала и мощности насыщения, основанный на использовании собственного излучения. Для данного состава активной смеси на исследуемой моде и длине волны излучения излучения измеряются значения мощности излучения лазера при накачке отдельно каждого из участков активной среды (мощность с половины акгавной длины) и при накачке обоих участков одновременно (полная мощность излучения). По измеренным значениям вычисляются коэффициент усиления слабого сигнала и мощность насыщения при различных значениях удельного энерговклада. Для корректного определения параметров активной среда необходимы неизменность спектрального и пространственного составов излучения лазера при накачке отдельно каждого из участков активной среды и при накачке обоих участков одновременно.

В соответствии с законами подобия в газовом разряде удельный энерговклад, коэффициент усиления слабого сигнала и мощность насыщения инвариантны для волноводных газовых лазеров с однородно уширенной линией усиления. Поэтому полученные указанным выше методом зависимости коэффициента усиления и мощности насыщения от удельного энерговклада, вместе с изложенными в подразделах методами расчета внутрирезонаторных потерь, позволяют достаточно корректно проводить моделирование волноводных С02 лазеров с высокочастотным возбуждением.

На базе созданной модели волноводного резонатора II -типа произведена оценка длины активной среды С02 лазера, необходимой для обеспечения выходной мощности 80-100 Вт. С учетом всех потерь минимальная длина должна быть не менее 1300 мм. Для накачки такого лазера от ВЧ генератора потребуется мощность порядка 1000 Вт. Величину волноводных потерь в волноводе длиной 1300 мм можно снизить до 4-5%, используя волноводно-разрядные каналы сечением не менее 5x5 мм.

Получена зависимость мощности излучения от мощности накачки. Отличие экспериментальной и расчетной кривых не превышает 4-5 %, что соизмеримо с погрешностью измерения мощности излучения. Таким образом, проведенные исследования волноводного С02 лазера подтвердили адекватность разработанной модели.

Разработанные в разделах I и II модели и проведенное макетирование позволили разработать компактную, полностью металлическую конструкцию излучателя лазера.

Конструкция излучателя С02 лазера схематично показана на рис. 2. Основой конструкции излучателя является цшшцпрический корпус 1 из алюминиевого сплава АМгб с герметично присоединенными к нему фланцами 2 и 3 из нержавеющей стали 12Х18Н10Г через биметаллические прокладки 12Х18Н1СТ/АМг6. Внутри корпуса установлена волноводно-разрядная структура 4, имеющая два параллельных волноводно-разрядных канала 5 квадратного сечения. Размер каналов 5мм х 5мм х 650мм.

Рис. 2. Конструкция лазерного юлучателя СОг лазера.

Все четыре стенки волноводно-разрядных каналов образованы алюминиевыми электродами, имеющими зеркальную поверхность и покрытыми слоем АЬ03 достаточной толщины путем термооксидирования. В каждом канале стенки 6 и 7, расположенные напротив, имеют элеюрический и тепловой контакт с корпусом лазерного излучателя, а два элеетрода 8 электрически изолированы от корпуса узким газовым промежутком. Для создания газового разряда на один из электродов 8 каждого каната через отдельный гермоввод подается высокочастотное напряжение. Равномерность горения высокочастотного газового разряда в каждом канале обеспечивается четырьмя корректирующими иццуктивностямн Ю, подключенными между изолированными элеюродами 8 эквидистантно вдоль каналов. На фланцах 2, 3 излучателя лазера, внутри газового объема, закреплены зеркала резонатора: три высокоотражающих зеркала 11 и одно селективное «выходное» зеркало 12. Зеркала установлены так, что вместе с волноводными каналами они образуют волноводный резонатор Ц- типа. Внутренний объем излучателя лазера, имеющий емкость 4,5 л, заполнен смесью чистых газов С02: N2: Не: Хе = 1:1:3 :0,3 дав-

лением 55 Topp. Излучатель отпаян путем холодной диффузионной сварки медного штенгеля, герметично приваренного к стальному фланцу. Предусмотрено жидкостное охлаждение излучателя, для чего корпус помещен в цилиндрический теплообменник 13, в котором для равномерного охлаяодения расточены два спиралевидных проточных канала 14. Габаритные размеры излучателя -120ммх 130ммх 790 мм, вес - 8,5 кг.

■ Для лазерных хирургических аппаратов с мощностью на биоткани до 20 Вт разработан компактный вариант конструкции лазерного излучателя со следующими параметрами: длина волноводного канала 350 мм, сечение волноводного канала 3x3 мм, мощность излучения 25-30 Вт при мощности возбуждения не более 250 Вт. Габаритные размеры излучателя - 75 мм х 78 мм х 425 мм, вес - 2,9 кг.

Изготовлены образцы волноводного С02 лазера с высокочастотной накачкой. Приведены результаты испытаний изготовленного образца лазера, которые подтвердили адекватность разработанных моделей, эффективность выбранного способа селекции модового состава и длины волны излучения, соответствие параметров изготовленного лазера заданным требованиям.

В третьем разделе разработан способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением, описаны варианты конструкции систем управления лазерных хирургических аппаратов, приведены описания общей компоновки и конструкции лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет».

Система управления аппарата обеспечивает согласованную работу всех его подсистем и предоставляет возможность оператору (хирургу) извне задавать необходимые параметры лазерного скальпеля. Объектом управления в разрабатываемом аппарате является С02 лазер. Лазер функционирует в непрерывном, имиульсно-периодическом или супер импульсном режиме с заданными временными параметрами и мощностью излучения. Поддержание заданной мощности излучения с необходимой на практике точностью 10-15 % требует применения автоматической системы стабилизации. Дестабилизирующими факторами являются разогрев лазера и деградация лазера в процессе эксплуатации. Разработан оригинальный способ управления мощностью излучения С02 лазера путем возбуждения генерации пачками радиоимпульсов с переменной скважностью, управляемой по сигналу ошибки. Частота следования импульсов в пачке выбрана такой, чтобы тепловое воздействие излучения на биоткань воспринималось, как непрерывное. Параметром управления, в частности стабилюации, является средняя мощность излучения, пропорциональная уровню тепловыделения в биоткани. От пучка лазера отщепляется часть излучения (»1%), модулируется и направляется в пироэлектрический фотоприемник, а затем в электронную систему, выделяющую сигнал, пропорциональньш средней мощности излучения. Выделенный сигнал направляется в микропроцессорный блок, где оцифровывается и сравнивается с величиной мощности, заданной хирургом на пульте управления. Если уровень сигнал ниже заданной мощности - дли-

тельность импульсов накачки увеличивается, если выше - уменьшается. Преимуществами предложенного способа управления являются постоянство ампшпуды радиоимпульсов накачки и широкий диапазон регулирования мощности излучения. Постоянство амплшуды накачки позволяет во всем диапазоне изменения мощности излучения лазера поддерживать напряжение на разряде постоянным, близким к оптимальному значению.

Спектр сигнала, поступающего на фотоприемник, представляет собой группы линий около постоянной составляющей и около гармоник на частоте модуляции лазера. Линии в группах удалены друг от друга на частоту модулятора-прерывателя. Информация о средней мощности излучения содержится в постоянной составляющей и в амплитудах гармоник на частоте модулятора-прерывателя излучения. Таким образом, дополнительная модуляция излучения лазера прерывателем-модулятором переносит информация о средней мощности излучения по спектру и делает её доступной для пироприемника, нечувствительного к постоянной составляющей. Для выделения сигнала, пропорционального средней мощности излучения, в разработанной системе селектируется первая гармоника на частоте модулятора-прерывателя, что позволяет принимать сигнал в узкой полосе частот. Частота модуляции прерывателя-модулятора выбрана на порядок ниже, чем частота модуляции СОг лазера, чтобы эффективно подавить шумы на разностных частотах около частоты модуляции С02 лазера.

Для анализа выбранного способа управления мощностью излучения С02 лазера построена математическая модель контура управления.

На С02 лазер поступают запускающие импульсы переменной длительности от микропроцессорной системы. С02 лазер генерирует излучение сложной формы, промодулированное с частотой накачки. Зависимость средней мощности излучения от длительности импульсов накачки существенно нелинейна, при малых длительностях импульсов наклон кривой велик, при больших длительностях наблюдается насыщение. Реакция С02 лазера на изменение длительности запускающих импульсов очень быстрая (мощность излучения возрастает за 10-20 мкс), поэтому в математической модели лазер учтен функцией с мгновенным откликом на изменение длительности импульсов. Процесс выделения сигнала, пропорционального средней мощности излучения, имеет ряд последовательных стадий, которые обобщены и учтены в математической модели как одно инерционное звено. Инерционность в выделении сигнала мощности определяется наличием в ней шггегрирующей ЙС-цепочки с постоянной времени 3-5 мс. Микропроцессорная система оцифровывает сигнал мощности излучения, сравнивает его с заданным значением и вычисляет поправку к длительности запускающих импульсов. Изменение длительности запускающих импульсов пропорционально интегралу от разности заданной мощности и реальной мощности, вычисленной по сигналу обратной связи. Интегрирование введено для устранения статической ошибки в контуре управления.

Результаты испытаний, проводившихся во всех режимах работы системы управления показали, что отклонение мощности излучения от заданного значения не превышает 7-10 % , колебания мощности (автограф) устраняются, падение мощности из-за нагрева компенсируется.

На основе результатов разработки создана унифицированная в конструктивном и технологическом отношении серия лазерных хирургических аппаратов «Ланцет»:

-«Ланцет» - портативный переносной аппарат средней мощности (до 20 Вт), позволяющий проводить хирургические операции в условиях поликлиники, а также в полевых условиях;

-«Ланцет-2» - портативный передвижной аппарат средней мощности (до 20 Вт), позволяющий проводить хирургические операции в условиях высокооборудованной клиники;

-«Ланцет-З» - передвижной аппарат высокой мощности (до 80 Вт), позволяющий проводить все виды хирургических операций в условиях современной компыотеризироватшой клюшки.

В разделе приведены данные по конструктивным особенностям разработанных аппаратов серии <Ланцет».

Проведенные технические и клинические испытания, а также опыт эксплуатации лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» в течение 7 лет в клиниках Российской Федерации и за рубежом показал стабильность их параметров и высокую надежность.

В заключении кратко сформулироваш основные научно-технические результаты работы, выполнена оценка технико-

экономического уровня разработанных лазерных аппаратов серии «Ланцет» и указаны области его применения.

Основные научно-технические результаты, полученные в диссертации, заключаются в следующем:

1. Разработана модель поперечного высокочастотного разряда, на основе которой:

-получена усовершенствованная цельнометаллическая валноводно-разрядная структура с диэлектрическим покрытием стенок волноводных каналов, реализованная по принципу «плотной упаковки»; -исследована неравномерность электрического поля и ее влияние на неравномерность возбуждеши активной среды;

-получены огпимальные значения корректирующих ицдуюивносгей, существенно уменьшающие продольную неравномерность накачки; -получены условия оптимального согласования импеданса разрядной структуры с выходом высокочастотного генератора.

2. Разработана идентифицированная модель стационарной генерации в волноводном С02 лазере с резонатором II - типа, которая базируется тта учете баланса потерь и усиления для различных продольных и поперечных мод волноводного резонатора. Показано, что влияние активной среда может быть учтено по интегральным характеристикам активной среды: коэффициенту усиления слабого сигнала и мощности насыщения. При этом не требуется знания констант молекулярного взаимодействия, распределения частиц плазмы по энерпгям и детальных процессов энергообмена в плазме газового ВЧ-разряда.

3. Предложен метод точного определения коэффициента усиления слабого сигнала и мощности насыщения активной среды лазера с резонатором и- типа по измеренным значениям мощности излучения при раздельном горении газовых разрядов в каждой из секций волноводно-разрядной структуры и при их одновременном горении.

4. Предложен метод повышения селективных свойств волноводного резонатора путем нанесения на стенки волновода оксидного диэлектрического покрытия, по толщине превышающего скин-слой.

5. Разработан, изготовлен и испытан 100-ватшый волноводный С02 лазер с высокочастотным возбуждением активной среды, излучающий на длине волны 10,59 мкм, а также его модификация с мощностыо излучения 30 Вт. Результаты испытаний подтвердили достоверность разработанных математических моделей.

6. Разработан способ управления и стабилизации мощности излучения лазера с высокочастотным возбуждением по накачке, не приводящий к снижению КПД аппарата.

7. Разработаны, изготовлены и испытаны лазерные хирургические углекислотные аппараты серии «Ланцет», все конструктивные параметры и рабочие характеристики которых получены с помощью компьютерных программ, базирующихся га разработанных математических моделях, описывающих процессы, сопровождающие работу С02 лазера.

8. Все основные технические решения защищены патентами Российской Федерации. Высокий уровень разработки подтвержден

необходимым объемом технических и клинических испытаний. По состоянию на начало 2000 года лазерные хирургические аппараты серии «Ланцет» соответствуют мировому техническому уровню и превосходят все отечественные хирургические аппараты с СО; лазером, выпускаемые серийно.

Основные результаты, представленные в диссертации,

опубликованы в следующих печатных работах:

1. Долгов В. В., Кривошеин В. Н., Лазукин В. Ф., Майборода В. Ф., Пахомов М. М., Погорельский С. Л. Вшшоводный С02 лазер, возбуждаемый импульсно-периодическим высокочастотным разрядом. -Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции «Оптика лазеров», Ленинград, 1990, стр. 181.

2. Лазукин В. Ф., Погорельский С. Л., Салищев С. А., Сухоруких А. В. Волноводный С02 лазер с высокочастотным возбуждением. - Тезисы докладов Международной конференции «Оптика лазеров '93», С. -Петербург, 1993, стр. 158.

3. Shipunov A.G., Pogorelski S.L., Lazukin V.F. Development of a Medical Laser System for Surgical Operations. - Proceedings of International Symposium «Development of Medical Equipment Technology converted from Weapons Sciences». 19-23 February, 1996, Moscow.

4. Долгов ВВ., Жуков С А., Колесников ГЛ., Лазукин В.Ф., Майборода В.Ф., Погорельский СЛ., Шипунов АР. Способ управления мощностью излучения газового лазера с высокочастотной накачкой и устройство для его осуществления, заявка на выдачу пате!па 5059049 от 18.08.92 г., патент Российской Федерации 2062542 от 20.06.96 г.

5. Pogorelski S.L. Medical Lasers: KBP's New Business Sector. -Military Technology, 1996, No. 7, pp. 53 - 56.

6. Кривошеин ВЛ., Лазукин В.Ф., Погорельский СЛ., Рошаль Л.Б., Салищев С А., Шипунов АР. Вояноводный лазер с высокочастотным возбуждением, заявка на выдачу патента 92012855 от 18.12.92 г., патент Российской Федерации 2065238 от 10.08.96 г. " .

7. Погорельский СЛ., Серегин C.B. Портативные лазерные хирургические аппараты серии «Ланцета.- Тезисы международной конференции «Новые направления лазерной медицины», М., стр. 365-366, 26-27 ноября 1996 г.

8. Кривошеин ВН., Лазукин В.Ф., Лихгерова АБ., Погорельский СЛ., Салищев С А., Шипунов АГ. Способ юготовлекия отпаянного газового лазера, заявка на выдачу патента 93030821 от 15.06.93 г., патент Российской Федерации 2069927 от 27.11.96 г.

9. Лазукин В.Ф., Погорельский СЛ.. Численная модель волноводного С02 лазера с высокочастотным возбуждением для лазерного хирургического аппарата,- Тезисы докладов конференции «Системы автоматического управления в технике и медицине», Тула, декабрь 1996 г.

10. Майборода В.Ф., Мурашова Ю. А., Погорельский СЛ. О предельной фокусировке лазерного скальпеля,- Тезисы конференции «Системы автоматического управления в технике и медицине», Тула, 1996 г.

11. Майборода В.Ф., Мурашова Ю. А., Погорельский СЛ. Оптимальная фокусировка лазерного скальпеля.- «Вестник новых медицинских технологий», 1997 г., т. VI, № 3, с. 131-134.

12. Лазукш В.Ф., Погорельский СЛ., Сухоруких АВ., Шипунов АГ. Способ изготовления тонкопленочных покрытий, заявка на выдачу патента 94041175 от 11.11.94 г., патент Российской Федерации 2097799 от 27.11.97 г.

13. Груздева 'ГЛ., Куликов В.Б., Ковалев НВ., Телышев ВА., Погорельский СЛ., Шипунов АХ. Лазерный манипулятор, заявка на выдачу патента 97105559 от 9.04.97 г., патент Российской Федерации 2123814 от 27.1298 г.

14. Лазукин В.Ф., Майорова ВГ., Погорельский СЛ., Салгацев С А., Шипунов А Г. Оптический узел поворотных зеркал лазера со складным резонатором, заявка на выдачу патента 98110766 от 4.06.98 г., решение о выдаче патента от 27.12.99 г.

15. Шипунов АГ., Бабичев ВН., Березин СМ., Образумов ВН., Погорельский СЛ., Пихновский ГЛ., Парфенов ЮЛ., Лагун ВВ., Понятский ВМ. Способ управлешм параметрами объекта и система управления для его осуществления (варишпы), заявка на выдачу патента 99126485 от 15.12.99 г.

Таблица 1.

Основные параметры лазерных хирургических аппаратов серии

«Ланцет»

Параметр «Ланцет» «Ланцст-2» «Ланцет-3»

Мощность излучения та биоткани, Вт 0,1-20 0,1-20 0,1-80

Мощность в суперимпульсе, Вт 30 30 100

Длительность суперимульса, мке 400 400 400

Точность стабилизации мощности, %, не более" 10 10 10

Диаметр пял и излучения на биоткани, мм 0,2; 0,3; 0,5 0,2; 0,3; 0,5 0,2; 0,5; 1,0

Радиус операционного пространства, мм 1000 1000 1400

Максимальное время непрерывной работы, ч 8 8 8

Мощность, потребляемая от сети, В А 220x3 220x3 220x12

Электробезопасность соответствует нормам МЭК 601 -1 - 88

Система охлаждения автономная, воздушно-жидкоспия

Габаритные размеры, мм 240x440x640 260x260x900 410x430x1250

Масса, кг, не более 25 27 75

Введение.

Раздел I. Исследование высокочастотного возбуждения углекислотного лазера.

Введение.

1.1. Особенности поперечного высокочастотного разряда.

1.2. Исследование разрядной структуры системы высокочастотного возбуждения.

1.2.1 Разрядная структура С02 лазера с ВЧ возбуждением.

1.2.2 Поперечная неоднородность ВЧ возбуждения активной среды.

1.2.3 Продольная неоднородность ВЧ возбуждения активной среды.

1.2.4 Коррекция распределения напряжения вдоль электродов.

1.3. Согласование электродной разрядной структуры с высокочастотным генератором. 44 Выводы.

Раздел II. Исследование и разработка волноводного резонатора U - типа со стабильным модовым составом излучения.

Введение.

2.1 Простая модель стационарной генерации в волноводном резонаторе U -типа.

2.2 Волноводные потери.

2.3. Потери связи.

2.4. Потери в зеркалах резонатора.

2.5.Усиление слабого сигнала и мощность насыщения усиления.

2.6. Экспериментальные исследования С02 лазера.

2.7 Моделирование волноводного С02 лазера для лазерного хирургического аппарата.

2.7.1 Результаты численного моделирования.

2.7.2 Экспериментальная проверка адекватности численной модели.

2.8 Разработка конструкции волноводного С02 лазера.

2.8.1 Конструкция лазерного излучателя.

2.8.2 Конструкция высокочастотного генератора.

2.8.3 Результаты испытаний волноводного С02 лазера.

Выводы.

Раздел III. Разработка серии лазерных хирургических аппаратов «Ланцет».

Введение.

3.1. Система управления лазерного хирургического аппарата.

3.1.1. Способ управления мощностью излучения С02 лазера.

3.1.2. С02 лазер как объект управления.

3.1.3. Результаты испытаний системы управления.

3.1.4. Устройство системы управления лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет».

3.2. Конструкция лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет».

3.3. Результаты испытаний лазерных хирургических аппаратов.

Выводы.

В настоящее время в России, как и за рубежом, сформировалось новое, быстро развивающееся направление медицины - лазерная медицина, использующая лазерные аппараты различного назначения.

Лазерная хирургия относится к числу отраслей медицины минимального вмешательства для лечения широкого круга заболеваний. Эффективность применения лазеров в хирургии связана с уникальными свойствами лазерного излучения - его монохроматичностью, когерентностью и высокой направленностью.

Исследования взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями, которые с начала 60-х годов ведутся в нашей стране и во многих странах мира выявили следующее:

1. Отсутствие прямого контакта инструмента с биологической тканью при проведении хирургического вмешательства с помощью луча лазера резко снижает опасность инфицирования оперируемых органов.

2. Излучение лазера убивает патогенную микрофлору и опухолевые клетки в зоне операционного разреза, чем уменьшается вероятность послеоперационных осложнений.

3. Лазерное излучение герметизирует кровеносные сосуды в зоне воздействия, позволяя во многих случаях получить практически бескровные разрезы и сохранить операционное поле сухим и чистым.

4. Лазерное излучение, сфокусированное до нескольких десятков микрон, оказывает минимальное термическое воздействие на биологические ткани, расположенные в непосредственной близости к зоне операционного вмешательства.

5. Высокая управляемость параметров лазерного излучения позволяет оптимизировать воздействие в зависимости от вида биологической ткани и формы патологии [1-4].

Наибольшее распространение в качестве инструмента лазерной хирургии получили углекислотные (С02) лазеры. Механизм воздействия излучения С02 лазера на биологические ткани, всегда содержащие в значительных количествах молекулы воды, связан с интенсивными полосами поглощения последней в инфракрасной области спектра. Благодаря высокому уровню поглощения биологической ткани на длине волны С02 лазера (10,6 мкм), практически вся энергия излучения преобразуется в тепло, что позволяет производить эффективное выпаривание биологической ткани в зоне операционного воздействия. Глубина проникновения излучения С02 лазера варьируется для различных видов биологической ткани от 1 до 50 мкм. В зависимости от мощности излучения и от размера пятна излучения на обрабатываемой ткани происходит ее рассечение или поверхностная коагуляция [5]. Глубина рассечения определяется, в основном, скоростью перемещения точки фокусирования лазерного луча по поверхности обрабатываемой ткани и может достигать нескольких миллиметров [2,4,6,7]. Таким образом, С02 лазер является превосходным режущим инструментом с незначительным повреждением окружающей ткани. Следует также отметить, что на сегодняшний день С02 лазер является наиболее технологичным, надежным (ресурс работы достигает нескольких тысяч часов) и эффективным (коэффициент полезного действия достигает 10-15%) лазерным устройством, позволяющим создавать надежную, компактную и при этом относительно недорогую медицинскую аппаратуру. Наиболее перспективным источником лазерного излучения с точки зрения компактности, энергетической эффективности и стабильности параметров являются С02 лазеры с резонаторами волноводного типа (волновод-ные С02 лазеры) с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом, [8].

Совокупность перечисленных выше полезных свойств лазерного излучения обеспечивает лазерной аппаратуре широкое применение в разнообразнейших областях медицины: общей хирургии, стоматологии, онкологии, гинекологии, оториноларингологии, нейрохирургии, офтальмологии, урологии, дерматологии, пластической хирургии и косметологии.

Во всем мире наблюдается интенсивный рост выпуска лазерных аппаратов хирургического назначения. Несколько десятков фирм России, США, Израиля, Италии, Германии, Франции, Японии и других стран производят лазерную аппаратуру всех типов. Рынок лазеров медицинского назначения занимает 20% от всего рынка лазеров и характеризуется годовым объемом продаж порядка 800 млн. долларов США [9-11]. Ежегодно продается до 7000 лазерных хирургических установок, из них порядка 2500 на основе С02 лазеров [11].

В России до недавнего времени серийно выпускались углекислотные хирургические лазерные установки «Скальпель-1», «Ромашка-1», «Ромашка-2», «Скальпель-3», базирующиеся на громоздких и устаревших в техническом отношении С02 лазерах с возбуждением разрядом постоянного тока. По своим техническим характеристикам, возможностям использования они значительно уступают зарубежным аналогам, совершенно не удовлетворяя потребностям динамично развивающейся отечественной лазерной медицины и сдерживая ее развитие.

Таблица В.1

Отечественные и зарубежные лазерные хирургические аппараты на основе С02 лазера, выпускавшиеся серийно в 1990 г.

Модель, страна Мощность на биоткани, Вт Диаметр пятна в фокусе, мм Габаритные размеры, мм Масса, кг

1) (2) (3) (4) (5)

Скальпель-1» СССР 25 0,5 700x700x800 250

1) (2) (3) (4) (5) Ромашка-1» СССР 80-100 0,9 970x755x1820 720

В таблице В.1 представлен перечень и основные технические характеристики отечественных и зарубежных лазерных хирургических аппаратов на основе С02 лазера, выпускаемых серийно на начало 1990 г.

Анализ таблицы В.1 показывает, что на начало 1990 года в СССР наметилось серьезное отставание в техническом уровне аппаратов для лазерной хирургии. Отечественные аппараты, выпускаемые серийно, уступали зарубежным аналогам по ряду параметров, прежде всего по массогабаритным параметрам и качеству фокусировки излучения на биоткани.

Кроме того, на рынке появился новый класс аппаратов - портативные аппараты средней мощности. Аппараты этого класса обеспечивали выполнение 80-90 % всех видов операций, при этом выгодно отличались малыми размерами, массой, стоимостью и обещали стать наиболее массовыми аппаратами для лазерной хирургии. Отечественные аппараты подобного класса не выпускались.

По информации врачей, отечественные аппараты имели и ряд эксплуатационных недостатков. Электропитание аппаратов осуществлялось от силовой электрической сети напряжением 380 В, а охлаждение - водопроводной водой, что требовало специального оборудования операционных. Оптико-механические манипуляторы отечественных аппаратов были тяжелы, отличались плохой подвижностью и были крайне ненадежны в эксплуатации. Это сильно осложняло работу хирурга, поскольку манипулятором непосредственно проводится тонкое операционное воздействие.

Главной причиной технического отставания отечественных лазерных аппаратов являлась малая эффективность применяемых С02 лазеров, а причиной эксплуатационных недостатков - низкий уровень конструирования.

Лазеры, применявшиеся в отечественных серийных аппаратах, отличались большими габаритами и массой, низкой удельной мощностью и низким КПД, что приводило к большим габаритно-массовым показателям, высокому энергопотреблению и тепловыделению аппарата. Низкое качество многомодового лазерного пучка не позволяло качественно сфокусировать излучение на биоткани и достичь высокой остроты «лазерного скальпеля».

Необходимость проведения ряда уникальных операций, выполняемых только с помощью лазеров, требовало приобретения дорогостоящей импортной аппаратуры, что связано с материальными расходами, непосильными для нашей медицины в ее нынешнем состоянии.

Для преодоления наметившегося отставания в техническом уровне и обеспечения отечественных врачей оборудованием мирового уровня в КБ приборостроения под руководством автора диссертации в начале 1990 года были начаты работы по созданию волновод-ных С02 лазеров с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом, а на его основе - многофункциональных лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» с мощностью излучения на биологической ткани от 20 до 80 Вт, максимально автономных, с минимальными требованиями к регламентным работам при обслуживании и эксплуатации, [12,13].

На основании вышеизложенного, целью диссертационной работы является:

Разработка теоретических основ проектирования волноводного С02 лазера с поперечным возбуждением активной среды высокочастотным электрическим разрядом и создание на его базе универсального портативного лазерного хирургического аппарата.

Указанная цель требует постановки и решения следующих научно-технических задач:

• создание эффективного С02 лазера, отличающегося малыми габаритами и массой, с высокой удельной мощностью излучения и высоким качеством лазерного пучка;

• создание эффективных подсистем аппарата, в первую очередь, системы управления аппарата, обеспечивающей точный контроль и согласованное функционирование всех систем аппарата, управление работой аппарата с полным использованием имеющихся возможностей, а также безопасность при эксплуатации;

• разработка конструкции аппарата, обеспечивающей удобство работы хирурга, компоновку всех составных частей с минимальными размерами аппарата в целом, стабильность параметров в широком диапазоне условий эксплуатации, а также технологичность при серийном изготовлении;

• освоение экономически эффективного серийного производства, обеспечивающего высокое качество и надежность выпускаемых аппаратов.

Теоретической и практической разработке сформулированных задач посвящена данная работа, состоящая из трех разделов и заключения.

В первом разделе разработана простая модель поперечного высокочастотного разряда, учитывающая влияние приэлектродных слоев и проводимости столба плазмы. С помощью этой модели проведена оптимизация разрядной структуры с целью уменьшения неравномерности возбуждения активной среды в разрядных каналах лазера при изменении мощности высокочастотной накачки

Исследована система высокочастотного возбуждения С02 лазера. Разработана полностью металлическая волноводно-разрядная структура типа С+, которая, в отличие от структуры типа С, по своим характеристикам не уступает керамическим и металлокерамическим структурам и, в то же время, имеет низкую стоимость изготовления.

Предложен новый принцип согласования работы излучателя и высокочастотного блока питания, который позволяет повысить эффективность высокочастотной накачки.

Во втором разделе разработана модель волноводного С02 лазера с резонатором U -типа, базирующаяся на учете баланса потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора. Особенностью модели является учет влияния активной среды по полуэмпирической модели, использующей определенные экспериментально интегральные характеристики активной среды - коэффициент усиления слабого сигнала и мощность насыщения.

Проведено моделирование и оптимизация параметров резонатора разрабатываемого лазера.

Разработана компактная, полностью металлическая конструкция излучателя лазера, а также конструкция транзисторного высокочастотного блока питания. Приведены результаты испытания изготовленного образца лазера, которые подтвердили соответствие параметров изготовленного лазера заданным требованиям.

Изготовлены образцы волноводного С02 лазера с высокочастотной накачкой. Произведенные измерения энергетических параметров и спектра излучения подтвердили адекватность разработанных моделей и эффективность выбранного способа селекции длины волны излучения.

В третьем разделе разработан способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением; приведены описания общей компоновки и конструкции лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» и их подсистем.

В заключении кратко сформулированы основные научно-технические результаты работы, выполнена оценка технико-экономического уровня разработанных лазерных аппаратов серии «Ланцет» и указаны области его применения.

Общая методика исследования базируется на известных положениях теории С02 лазера, математическом и компьютерном моделировании основных процессов, протекающих в разрабатываемом волноводном углекислотном лазере с поперечным высокочастотным возбуждением активной среды, на лабораторной отработке экспериментальных образцов с последующей апробацией в медицинских учреждениях на соответствие требований Госстандарта России и Минздрава Российской Федерации.

Научная новизна и практическая ценность выполняемой работы.

1. Разработана идентифицированная математическая модель поперечного высокочастотного разряда углекислотного лазера с учетом влияния приэлектродных слоев проводимости столба плазмы.

2. Выполнено исследование изменения толщины приэлектродных слоев высокочастотного разряда в условиях изменяющейся степени диссоциации молекул углекислого газа.

3. Проведена оптимизация разрядной структуры с целью уменьшения неравномерности возбуждения активной среды в волноводно-разрядных каналах лазера при изменении мощности высокочастотной накачки.

4. Разработана математическая модель волноводного С02 лазера с резонатором U - типа с учетом баланса потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора.

5. Выполнено компьютерное моделирование и оптимизация параметров резонатора лазера.

6. Разработаны полностью металлическая волноводно-разрядная структура типа С+ для углекислотного лазера, которая по своим характеристикам не уступает керамическим и ме-таллокерамическим структурам типа С, но имеет меньшую стоимость изготовления.

7. Предложен принцип согласования работы излучателя и высокочастотного блока питания.

8. Разработан способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением активной среды.

9. Разработана унифицированная в конструктивном и технологическом отношении серия лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет», которые по своим медико-техническим характеристикам соответствуют мировому уровню и превосходят все отечественные хирургические аппараты с углекислотным лазером, выпускаемые серийно.

На защиту выносятся

1. Идентифицированная математическая модель поперечного высокочастотного разряда уг-лекислотного лазера, учитывающая влияние приэлектродных слоев и проводимости столба плазмы.

2. Идентифицированная математическая модель волноводного углекислотного лазера с резонатором U-типа, учитывающая баланс потерь и усиления для различных мод волноводного резонатора.

3. Компьютерные модели, с помощью которых выполнена оптимизация разрядной структуры и резонатора разрабатываемого лазера.

4. Способ управления мощностью излучения лазера с высокочастотным возбуждением активной среды.

5. Технические решения, защищенные патентами, положенные в основу разработанной конструкции лазерного хирургического аппарата «Ланцет» [14-20].

Теоретические основы разработки и разработанная на их базе серия универсальных лазерных хирургических аппаратов «Ланцет» («Ланцет», «Ланцет-2» и «Ланцет-3») созданы в рамках программы конверсии в соответствии с медико-техническими требованиями «Переносной лазерный хирургический аппарат» от 21.05.90 г. Разработка аппарата «Ланцет» производилась в рамках договора с Министерством Здравоохранения СССР. Разработка аппарата «Ланцет-2» велась за счет собственных средств ГУП «КБП». Разработка аппарата «Ланцет-3» велась в рамках международного научно-технического проекта и финансировалась Комиссией Европейских Сообществ.

Компактность и мобильность лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» позволяют применять их поочередно в нескольких отделениях клиники:

• в гинекологии (коагуляция эрозий, лечение острого гнойного мастита, коагуляция опухолей шейки матки и влагалища, удаление остроконечных кондилом, полипов шейки матки);

• в онкологии (лечение предраковых заболеваний, выпаривание опухолей, абдоминальная онкология);

• в дерматологии и косметологии (дермабразия, кожно-пластическая хирургия, удаление татуировок, гемангиом, бородавок, угрей и других новообразований, лечение гнойно-воспалительных заболеваний, трофических язв);

• в офтальмологии (хирургия век и конъюнктивы, коагуляция опухолей глаза и орбиты);

• в нейрохирургии (гемостаз и выпаривание опухолей);

• в ожоговой хирургии (некрэктомия тканей при ожогах и отморожениях различной степени, обработка келлоидных рубцов);

• в общей хирургии (гемостаз и обеззараживание ран, операции на печени и селезенке, резекция внутренних органов, лечение трофических язв различного генеза, выпаривание опухолей);

• в оториноларингологии (хирургия гортани, трахеи и голосовых связок);

• в урологии (хирургическое лечение гнойно-воспалительных заболеваний, удаление опухолей);

• в стоматологии (хирургическая стоматология, челюстно-лицевая хирургия, лечение парадонтоза).

Основные теоретические результаты исследования были изложены в публикациях [21-24], а также докладывались на различных конференциях гг. Тулы, Санкт-Петербурга и Москвы.

Аппараты «Ланцет», «Ланцет-2» и «Ланцет-3» базируются на волноводных углеки-слотных лазерах с резонатором волноводного типа и поперечным высокочастотным возбуждением активной среды. За создание теоретических основ разработки указанных лазеров коллектив разработчиков, в их числе и автор настоящей работы, был удостоен Премии Правительства СССР за 1989 г.

Выводы.

1. Разработаны лазерные хирургические углекислотные аппараты серии «Ланцет», все конструктивные параметры и рабочие характеристики которых получены с помощью компьютерных программ, базирующихся на разработанных математических моделях, описывающих процессы, сопровождающие работу С02 лазера.

2. Разработанная конструкция аппарата обеспечивает:

• автономность работы;

• мобильность;

• дистанционное включение;

• широкий набор режимов работы;

• простое техническое обслуживание;

• простоту, безопасность в эксплуатации;

• ремонтопригодность;

• широкое применение в различных областях хирургии (в том числе и работу в малоосна-щенных клиниках;

• высокую технологичность.

3. Разработанный волноводный С02 лазер может применяться не только в медицине, но и в технологических установках для обработки материалов, в научных исследованиях. Он излучает на длине волны 10,6 мкм в непрерывном, импульсном и суперимпульсном режимах.

4. Все основные технические решения защищены патентами Российской Федерации, [14-20].

5. Результаты разработки лазерных хирургических аппаратов серии «Ланцет» внедрены в серийное производство.

6. Лазерные хирургические аппараты серии «Ланцет» широко используются в лечебных учреждениях Российской Федерации и ряда зарубежных стран.

7. Высокий уровень разработки подтвержден необходимым объемом технических и клинических испытаний.

Заключение.

Главным результатом представленной работы является создание компактного цельнометаллического 100-ваттного волноводного С02 лазера с высокочастотным возбуждением активной среды для лазерного хирургического аппарата.

Решающее значение в создании компактной конструкции лазера с высоким КПД имел выбор:

• способа возбуждения активной среды посредством высокочастотного газового разряда;

• компактной металлической волноводно-разрядной структуры с диэлектрическим покрытием стенок волноводных каналов;

• складного волноводного резонатора U-типа;

• способа управления мощностью излучения лазера по скважности пачек высокочастотной накачки.

Разработка указанных лазеров и создание на их базе хирургических аппаратов серии «Ланцет» базировалась на теоретических и экспериментальных исследованиях, основное содержание которых изложено в диссертации. Основные научно-технические результаты, полученные в диссертации, заключаются в следующем:

1. Разработана модель поперечного высокочастотного разряда, на основе которой: -получена усовершенствованная цельнометаллическая волноводно-разрядная структура с диэлектрическим покрытием стенок волноводных каналов, реализованная по принципу «плотной упаковки»;

-исследованы поперечная и продольная неоднородности электрического поля в разрядных каналах и их влияние на неравномерность возбуждения активной среды;

-получены оптимальные значения корректирующих индуктивностей, существенно уменьшающие продольную неравномерность накачки;

-получены условия оптимального согласования импеданса разрядной структуры с выходом высокочастотного генератора.

2. Разработана идентифицированная модель стационарной генерации в волноводном С02 лазере с резонатором U - типа, которая базируется на учете баланса потерь и усиления для различных продольных и поперечных мод волноводного резонатора. Показано, что влияние активной среды может быть учтено по интегральным характеристикам активной среды: коэффициенту усиления слабого сигнала и мощности насыщения. При этом не требуется знания констант молекулярного взаимодействия, распределения частиц плазмы по энергиям и детальных процессов энергообмена в плазме газового ВЧ-разряда.

3. Предложен метод точного определения коэффициента усиления слабого сигнала и мощности насыщения активной среды лазера с резонатором U- типа по измеренным значениям мощности излучения при раздельном горении газовых разрядов в каждой из секций волноводно-разрядной структуры и при их одновременном горении.

4. Предложен метод повышения селективных свойств волноводного резонатора путем нанесения на стенки волновода оксидного диэлектрического покрытия, по толщине превышающего толщину в нем скин-слоя для частоты излучения лазера.

5. Разработан, изготовлен и испытан 100-ваттный волноводный С02 лазер с высокочастотным возбуждением активной среды, излучающий на длине волны 10,59 мкм, а также его модификация с мощностью излучения 30 Вт. Результаты испытаний подтвердили достоверность разработанных математических моделей.

6. Разработан способ управления и стабилизации мощности излучения лазера с высокочастотным возбуждением путем регулирования скважности следования пачек высокочастотной накачки, не приводящий к снижению КПД аппарата.

7. Разработаны, изготовлены и испытаны лазерные хирургические углекислотные аппараты серии «Ланцет», все конструктивные параметры и рабочие характеристики которых получены с помощью компьютерных программ, базирующихся на разработанных математических моделях, описывающих процессы, сопровождающие работу С02 лазера.

8. Все основные технические решения защищены патентами Российской Федерации. Высокий уровень разработки подтвержден необходимым объемом технических и клинических испытаний. Как видно из таблицы 3.1, по состоянию на начало 2000 года лазерные хирургические аппараты серии «Ланцет» соответствуют мировому техническому уровню и превосходят все отечественные хирургические аппараты с С02 лазером, выпускаемые серийно.

Технические решения, положенные в основу лазерного хирургического аппарата «Ланцет» отмечены серебряной медалью 45-го Всемирного Салона изобретений «Брюссель-Эврика-96».

В конструкции аппарата использованы новейшие достижения современной технологии. Это технология биметаллических материалов и длинномерного вакуумноплотной экструзии труб различного сечения из алюминиевых сплавов, технология высокоточных испытаний на вакуумную плотность, использованные в конструкции С02 лазера, технология пайки алюминия в вакууме, примененная в конструкции теплообменников системы охлаждения, а также ряд созданных в рамках настоящей работы технологий вакуумного, оптического и микроэлектронного производств. В производстве аппарата используется ряд технологических усовершенствований и рационализаторских предложений. Применение новых технических решений, использование новейших достижений современной технологии позволило достичь мирового технического уровня и значительно опередить по уровню все отечественные серийно выпускаемые аналоги.

IZJ

1. Лазеры в хирургии. Под ред. O.K. Скобелкина,- М., «Медицина», 1989 г.

2. Angewandte Lasermedizin: Lehr- und Handbuch fur Praxis und Klinik. Hrsg. von Hans-Peter Berlien u. Gerhard Miiller.- Miinchen, Ecomed Verlag, 1989.

3. Лазеры в клинической медицине. Под ред. С.Д. Плетнева.- М., «Медицина», 1996 г.

4. Прикладная лазерная медицина. Учебник и справочник для клинической практики. Под ред. Берлиена Х.П., Мюллера Г.Й., Коротеева Н.И., Медведева О.С,- Мюнхен, издательство «Экомед», 1997 г.

5. Miiller G.J., Schaldach В. Basic Laser Tissue Interaction.- «Safety and Tissue Interaction». Advances in laser Medicine II. Laser- Medizin-Zentrum.- Berlin, Ecomed Verlag, 1989.

6. Майборода В.Ф., Мурашова Ю. А., Погорельский С.Л. Оптимальная фокусировка лазерного скальпеля.- «Вестник новых медицинских технологий», 1997 г., т. VI, № 3, с. 131-134.

7. Майборода В.Ф., Мурашова Ю. А., Погорельский С.Л. О предельной фокусировке лазерного скальпеля,- Тезисы конференции «Системы автоматического управления в технике и медицине», Тула, 1996 г.

8. Виттеман В. С02-лазер. Москва. «Мир», 1990.

9. Arons I.J. Continued Growth projected for 1996.- Medical Laser Report. Vol.10, No.l, pp. 1-3,1996.

10. Arons I.J. Medical-Laser Market Hits New High. -Medical Laser Report. Vol.11, No.l, pp.1-3,1997.

11. Anderson S.G. Review and forecast of laser markets: 1996. -Laser World, № 1, 1996, cc. 50-68.

12. Погорельский С. Л., Серегин С.В. Портативные лазерные хирургические аппараты серии «Ланцет».- Тезисы международной конференции «Новые направления лазерной медицины», М., стр. 365-366, 26-27 ноября 1996 г.

13. Pogorelski S.L. Medical Lasers: KBP's New Business Sector. -Military Technology, 1996, No. 7, pp. 53 56.

14. Кривошеин В.Н., Лазукин В.Ф., Погорельский С.Л., Рошаль Л.Б., Салищев С.А., Шипунов А.Г. Волноводный лазер с высокочастотным возбуждением, заявка на выдачу патента 92012855 от 18.12.92 г., патент Российской Федерации 2065238 от 10.08.96 г.

15. Кривошеин В.Н., Лазукин В.Ф., Лихтерова А.В., Погорельский С.Л., Салищев С.А., Шипунов А.Г. Способ изготовления отпаянного газового лазера, заявка на выдачу патента 93030821 от 15.06.93 г., патент Российской Федерации 2069927 от 27.11.96 г.

16. Лазукин В.Ф., Погорельский С.Л., Сухоруких А.В., Шипунов А.Г. Способ изготовления тонкопленочных покрытий, заявка на выдачу патента 94041175 от 11.11.94 г., патент Российской Федерации 2097799 от 27.11.97 г.

17. Груздева Т.И., Куликов В.Б., Ковалев Н.В., Телышев В.А., Погорельский СЛ., Шипунов А.Г. Лазерный манипулятор, заявка на выдачу патента 97105559 от 9.04.97 г., патент Российской Федерации 2123814 от 27.12.98 г.

18. Лазукин В.Ф., Майорова В.Г., Погорельский С.Л., Салищев С.А., Шипунов А.Г. Оптический узел поворотных зеркал лазера со складным резонатором, заявка на выдачу патента 98110766 от 4.06.98 г., решение о выдаче патента от 27.12.99 г.

19. Лазукин В. Ф., Погорельский С. Л., Салищев С. А., Сухоруких А. В. Волноводный С02 лазер с высокочастотным возбуждением. Тезисы докладов Международной конференции «Оптика лазеров '93», С. -Петербург, 1993, стр. 158.

20. Лазукин В.Ф., Погорельский С.Л. Численная модель волноводного С02 лазера с высокочастотным возбуждением для лазерного хирургического аппарата.- Тезисы докладов конференции «Системы автоматического управления в технике и медицине», Тула, декабрь 1996 г.

21. Javan A., Bennett W. R., Jr., Herriot D. R. Population Inversion and Continuous Optical Maser Oscillation in a Gas Discharge containing a He-Ne Mixture. -Phys. Rev. Lett., 1961, No. 6, pp.106-107.

22. Соболев H.H., Соковиков B.B. Оптические квантовые генераторы на С02.- Успехи физических наук, 1967, т. 91, вып. 3, сс. 425-454.

23. Пател К. Мощные лазеры на двуокиси углерода.- Успехи физических наук, 1969, т. 97, вып. 4, сс. 697-714.

24. Газовые лазеры. Под ред. Мак-Даниеля И., Негена И.У. Пер. с англ.- М., Мир, 1986.

25. Newman L.A., Hart R.A. Recent R&D Advances in Sealed-Off C02 Lasers.- Laser Focus, June 1987, pp. 80-91.

26. Lachambre J. L. et al. A transversely RF-excited C02 Waveguide Laser.- Appl. Phys. Lett., vol. 32 (10), 15 May 1978, pp. 652-653.

27. Wang J.H.S., Paranto J.N., Lovejoy C.H. Radio Frequency Mid-Infrared Waveguide Lasers.-IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-20, No. 3, March 1984, pp. 276-283.

28. Mocker H.W. Miniaturized C02 Waveguide Laser.- SPIE, vol. 227, 1980, pp. 17-22.

29. Allcock G., Hall D.R. An Efficient, RF excited, Waveguide C02 Laser.- Optics Communications, vol. 37, No. 1, 1981, pp. 49-52.

30. Яценко H. А. Связь высокого постоянного потенциала плазмы с режимом горения высокочастотного емкостного разряда среднего давления. -Журнал технической физики, 1981, т. 51, с. 1195-1204.

31. Яценко Н. А. Эффект нормальной плотности тока в емкостном ВЧ разряде среднего давления. Журнал технической физики, 1982, т.52, с. 1220.

32. Vitruk P. P., Baker Н. J., Hall D. R. Similarity and Scaling in Diffusion-Cooled RF-Excited Carbon Dioxide Lasers.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-30, No. 7, 1994, pp. 1623-1634.

33. He D., Baker C. J., Hall D. R. Discharge Striations in RF excited Waveguide Lasers.- J. Appl. Phys., vol. 55, 1984, pp. 4120-4122.

34. Райзер Ю. П. Физика газового разряда.- М., Наука, 1987 г.

35. Райзер Ю. П., Шнейдер М.Н., Яценко Н.А. Высокочастотный емкостной разряд.- М., Наука, Физматлит, 1995 г.

36. Chenausky P.P. et al. Twin Waveguide Laser.- U.S. Patent 4,438,514, Mar. 20,1984.

37. Laakmann K.D. Waveguide Gas Laser with High Frequency Transverse Discharge Excitation. -U.S. Patent 4,169,251, Sep. 25, 1979.

38. Laakmann K.D. RF-Excited, All-Metal Gas Laser. U.S. Patent 4,805,182, Feb. 14, 1989.

39. Griffiths G. A. Improved Discharge Uniformity for Transverse Radio Frequency Waveguide C02 Lasers. Proc. SPIE, vol. 335,1982, pp. 69-71.

40. He D., Hall D.R. Longitudinal Voltage Distribution in Transverse RF Discharge Waveguide Lasers.- J. Appl. Phys., vol. 54, 1983, pp. 4367-4373.

41. Moghbeli F., He D., Allcock G., Hall D. R. Impedance Matching in Radio-Frequency Discharge excited Waveguide Lasers.- J. Phys. E: Sci. Instrum., vol. 17, 1984, pp. 1159-1164.

42. Sinclar R. L., Tulip J. Parameters effecting Performance of a RF excited C02 Waveguide Laser.-J. Appl. Phys., vol. 56(9),1 November, 1984, pp. 2497-2501.

43. Минеев А. П., Подушин П. А., Самойлов А. Г. Согласование генератора ВЧ-накачки с газоразрядной нагрузкой.- Препринт ИОФАН №47, М., 1991 г.

44. Минеев А. П., Полушин П. А., Самойлов А. Г. Автоматическое согласование импеданса высокочастотного генератора с газоразрядным лазером.- Радиотехника и электроника, вып. 2, 1995 г., сс. 325-332.

45. Laakmann К. D., Laakmann P. RF Excited Waveguide Gas Laser.- U.S. Patent 4,373,202, Feb. 8, 1983.

46. Marcatili E.A.J., Schmeltzer R.A. Hollow Metallic and Dielectric Waveguides for Long Distance Optical Transmission and Lasers.- The Bell System Technical Journal, July 1964, pp. 1783-1809.

47. Bridges T.J., Burchardt E.G., Smith P.W. C02 Waveguide Lasers.- Appl. Phys. Lett, vol. 20, May 1972, pp. 403-405.

48. Marcuse D. Hollow Dielectric Waveguide for Distibuted Feedback Lasers.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-8, No. 7, 1972, pp. 661-669.

49. Degnan J.J., Hall D.R. Finite-Aperture Waveguide-Laser Resonators.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-9, No. 9, 1972, pp. 901-910.

50. Ищенко E. Ф., Климков Ю. M., Оптические квантовые генераторы.- M., Советское радио, 1968 г.

51. Ярив А. Квантовая электроника. Пер. с англ. М., Советское радио, 1980 г.

52. Ханин Я.И. Основы динамики лазеров.- М., Наука, Физматлит, 1999 г.

53. Мэйтланд А., Данн М. Введение в физику лазеров. М., Наука, 1978 г.

54. М. Адаме. Введение в теорию оптических волноводов. М.: Мир, 1984 г.

55. Белянко А. Е., Липатов Н. И., Пашинин П.П., Прохоров А. М.,. Сахнова В. В., Электродинамика полых диэлектрических волноводов газоразрядных лазеров среднего ИК диапазона. - Труды ИОФАН, т. 17. М., Наука, 1989 г.

56. Barker A. S. Infrared Lattice Vibrations and Dielectric Dispersions in Corundum.- Phys. Rev., vol. 132., Nov. 1963, pp. 1474-1481.

57. Jenkins R. M., Devereux R. W. J. Dispersion Phenomena in Hollow Alumina Waveguides.-IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-21, №10, October, 1985, pp. 1722-1727.

58. Abrams R. L. Waveguide Gas Lasers.- Laser Handbook, vol. 3, North-Holland Pablishing Co., Amsterdam New York - Oxford, 1979, p.41-88.

59. Degnan J. J. Waveguide Laser: a Review.- Applied Physics, vol. 11, 1976, p. 1-33.

60. Gerlach R., Wei D., Amer N.M. Coupling Efficiency of Waveguide Laser Resonators Formed by Flat Mirrors: Analysis and Experiment.- IEEE J. of Quantum Electronics, vol. QE-20, No. 8, 1984, pp. 948-967.

61. Виноградова М.Б., Руденко O.B., Сухоруков А.П. Теория волн. М., Наука, ГРФМЛ, 1976, с. 261.

62. Корнилов С.Т., Проценко С.Н., Чириков С.Н. Исследование условий генерации на нескольких переходах в волноводных С02-лазерах с дифракционной решеткой. Квантовая электроника, 11, №6, 1984, с. 1225-1229.

63. Смит К., Томсон Р. Пер. с англ. Численное моделирование газовых лазеров.- М., Мир, 1981 г.

64. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Шелепин JI.A. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры, М., "Наука", 1980 г.

65. Печенин Ю. В., Доманов М. С. Лазеры на изотопах С02. Квантовая электроника, 7, 1980, с. 1803-1807.

66. Масюков В. А. Измерение внутренних параметров секционированного лазера. Квантовая электроника, 11,№1, 1984, с. 219-221.

67. Козлов Г. И., Кузнецов В. А. Многолучевой непрерывный газоразрядный С02 лазер «Иг-лан».- Квантовая электроника, 12, №3, 1985, с. 553-561.

68. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света.- М., Наука, 1970 г.

69. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. Пер. с англ.- М., Мир, 1987 г.

70. Справочник по лазерам. Под ред. Прохорова A.M. М., Советское радио, 1978 г., т. II.

71. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения.- М., Радио и связь, 1981 г.

72. Скобелкин O.K., Козлов В.И., Гейниц А.В., Данилин Н.А., Дербенев В.А. Применение лазерных хирургических аппаратов «Ланцет» в медицинской практике. Пособие для врачей.- М., издательство «Гриф», 2000 г.

73. Laser Industries Ltd.- Тель-Авив (Израиль), проспект фирмы.

74. Coherent.- Пало Альто (США), проспект фирмы.

75. Luxar Corporation.- Ботелл (США), проспект фирмы.

76. Lasering s.r.l.- Модена (Италия), проспект фирмы.

77. Mattioli Engineering.- Флоренция (Италия), проспект фирмы.

78. DEKA Medical Electronics Laser Associated s.r.l.- Сесто Флорентино (Италия), проспект фирмы.

79. Technogamma a.b. seal s.r.l.- Парма (Италия), проспект фирмы.

80. НПО «Исток».- Фрязино, Московской обл., проспект фирмы.

81. НИИ газоразрядных приборов НПО «Плазма».- Рязань, проспект фирмы.

82. Аппарат лазерный хирургический LST-20/01 «Ланцет». Технические условия ТУ 9444-001-07515747-96.

83. Аппарат лазерный хирургический ЛХК-20-01 «Ланцет-2». Технические условия ТУ 9444-003-07515747-98.

84. Лазерные медицинские приборы серии «Ланцет». -Тула, КБ приборостроения, 1999 г.

85. Аппарат лазерный хирургический LST-20/01 «Ланцет». Сертификат соответствия №РОСС RU ИМ02.В05914 от 15.06.98 г.

86. Laserchirurgiegerate LST-20/01. Bauartzulassungkennzeichen 08/М-056/93.

87. Результаты указанной работы планируются к внедрению в разрабатываемых изделиях:- аппарат лазерный хирургический ЮИШК 433786.007 «Ланцег-3»;- лазер ЛГП-02.00.000.

88. Грнрпя ггкнкгй к-пнггтл/ктпп-УГ r^Zj-vо ярЖЛ