이산화탄소(CO2) 레이저 시스템은 연조직의 주요 구성 요소인 물에 흡수되도록 특별히 조정된 적외선 파장을 사용합니다. 이 상호 작용을 통해 레이저는 초점에서 세포를 빠르게 증발시켜 정밀하게 절단하는 동시에 작은 혈관을 동시에 밀봉하여 출혈을 최소화하고 외과의의 시야를 개선합니다.
CO2 레이저의 핵심 효과는 열이 퍼지기 전에 에너지를 전달하는 능력에 있습니다. 고강도 버스트로 조직의 증발 임계값을 초과함으로써 외과의는 주변 부위에 대한 열 손상을 최소화하면서 깨끗한 절제를 달성합니다.
작용 메커니즘
표적 증발
CO2 레이저는 세포 내 물에 강하게 흡수되는 에너지를 방출합니다. 연조직은 대부분 물로 구성되어 있기 때문에 초점 부위의 조직은 이 에너지를 거의 즉시 흡수합니다.
이러한 빠른 흡수는 세포 내 물을 끓게 하고 폭발적으로 팽창시킵니다. 결과적으로 표적 조직이 즉시 증발하여 깨끗하고 정밀한 절개를 만듭니다.
동시 지혈
단순 절단을 넘어 증발 중에 발생하는 열 에너지는 이중 목적을 수행합니다. 조직이 절개될 때 레이저 에너지는 작은 혈관을 밀봉합니다.
이 응고 효과는 시술 중 출혈을 크게 줄입니다. 외과의에게 건조하고 깨끗한 수술 시야를 제공하며, 이는 복잡하거나 섬세한 수술에 중요합니다.
상충 관계 이해: 열 관리
펄스 지속 시간의 중요성
정밀도는 단순히 출력뿐만 아니라 타이밍에 관한 것입니다. 불필요한 화상을 유발하지 않고 피부를 효과적으로 절제하려면 레이저는 약 5 J/cm²의 플루언스를 전달해야 합니다.
중요하게도 이 에너지는 1밀리초 미만의 펄스 지속 시간으로 전달되어야 합니다.
열 손상 방지
펄스 지속 시간에 대한 제한은 열 이완 시간이라는 개념에 의해 결정됩니다. 이는 조직이 가열된 후 냉각되는 데 걸리는 시간입니다.
레이저 펄스가 열 이완 시간보다 짧으면 열은 표적 영역에 국한됩니다. 이렇게 하면 열 손상이 건강한 주변 조직으로 전도되는 것을 방지할 수 있습니다.
시스템 아키텍처 및 유연성
고에너지 펄스 시스템
이 시스템은 개별적이고 고출력의 에너지 버스트를 전달하도록 설계되었습니다.
각 버스트에서 전달되는 에너지가 거의 즉시 절제 임계값을 초과하도록 하여 작동합니다. 이는 간단하고 고정밀 증발의 표준입니다.
스캐닝 연속파 시스템
스캐닝 시스템은 마이크로프로세서 제어 스캐너를 사용하여 다른 접근 방식을 제공합니다. 이 스캐너는 초점을 맞춘 연속 빔을 조직 전체에 빠르게 이동시켜 펄스 레이저의 효과를 시뮬레이션합니다.
두 시스템 유형 모두 유사한 절제량을 달성하지만, 스캐닝 시스템은 더 뛰어난 유연성을 제공합니다. 외과의는 특정 패턴을 프로그래밍할 수 있어 크거나 불규칙한 표면 영역을 치료하는 데 이상적입니다.
목표에 맞는 올바른 선택
CO2 레이저 시스템을 선택하거나 구성할 때 펄스 지속 시간과 전달 방법 간의 상호 작용을 이해하는 것이 필수적입니다.
- 부수적인 손상 방지가 주요 관심사인 경우: 조직의 열 이완 시간을 존중하기 위해 펄스 지속 시간이 1밀리초 미만으로 구성된 시스템인지 확인하십시오.
- 불규칙한 피부 병변 치료가 주요 관심사인 경우: 스캐닝 연속파 시스템을 사용하여 치료 영역의 기하학적 모양과 일치하는 복잡한 빔 패턴을 프로그래밍하십시오.
- 수술 시야 확보가 주요 관심사인 경우: 조직을 증발시키고 혈관을 동시에 응고시키는 CO2 레이저의 고유한 능력을 활용하여 무혈 상태를 유지하십시오.
에너지 밀도와 펄스 지속 시간 간의 균형을 마스터하는 것이 환자 외상을 최소화하면서 절제 효율을 극대화하는 열쇠입니다.
요약 표:
| 특징 | 메커니즘 | 임상적 이점 |
|---|---|---|
| 파장 | 10,600nm (적외선) | 수분이 풍부한 연조직에 높은 흡수율 |
| 증발 | 빠른 세포 내 비등 | 깨끗하고 정밀한 절개 및 조직 제거 |
| 지혈 | 열 응고 | 밀봉된 혈관 및 무혈 수술 시야 |
| 펄스 제어 | < 1ms 펄스 지속 시간 | 열 확산(열 이완)을 제한하여 조직 보호 |
| 스캐닝 | 마이크로프로세서 패턴 | 크거나 불규칙한 표면 영역의 균일한 치료 |
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참고문헌
- D.O. Jordan, Ahmed El Gawad. The Use of LASER and its Further Development in Varying Aspects of Surgery. DOI: 10.2174/1874220301603010288
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