polito.it
Politecnico di Torino (logo)

Sviluppo di un sistema di Ablazione Laser in ambiente oncologico = Development of a system for Laser Ablation in oncology

Edoardo Puleo

Sviluppo di un sistema di Ablazione Laser in ambiente oncologico = Development of a system for Laser Ablation in oncology.

Rel. Guido Perrone, Alberto Vallan. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica, 2020

[img]
Preview
PDF (Tesi_di_laurea) - Tesi
Licenza: Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

Download (25MB) | Preview
Abstract:

Differenti tecniche ablative minimamente invasive sono state proposte come valide alternative alla resezione chirurgica per il trattamento di tumori, specialmente per gli organi profondi. Fra questi, sono particolarmente rilevanti i trattamenti di “ablazione termica”. Questo termine si riferisce alla necrosi dei tessuti per mezzo di un’estrema ipertermia (temperature molto elevate) o ipotermia (temperature molto basse). Se la rimozione chirurgica consiste nell'asportazione fisica del tessuto, nell'ablazione quest'ultimo viene disintegrato in situ e assorbito dal corpo nel corso del tempo. Le tecniche ipertermiche più comuni sono l’Ablazione a Radiofrequenza (RFA), l’Ablazione a Microonde (MWA) e l’Ablazione Laser (LA). Tutte e tre sono basate su una combinazione di riscaldamento diretto dovuto all’assorbimento di una radiazione elettromagnetica e sul riscaldamento passivo rappresentato dalla diffusione del calore per conduzione. L’Ablazione Laser è particolarmente interessante per alcune caratteristiche peculiari, tra cui la flessibilità, dal momento che è possibile agire sia sulla lunghezza d’onda del laser (a seconda della quale si ha un diverso coefficiente di assorbimento) sia sulla modalità di lavoro (emissione continua o quasi-continua) per ottimizzarne gli effetti. Inoltre, nel trattamento di organi interni, come fegato o pancreas, il raggio laser può essere emesso attraverso applicatori che fanno uso di fibre ottiche sottili, minimizzando l’invasività. L'obiettivo della tesi è stato lo sviluppo di un prototipo di sistema laser per applicazioni biomedicali, in particolare per ablazione termica. Il sistema è stato realizzato a partire da un modulo a diodi laser ad alta potenza multi-emissione in grado di operare a 915 nm e 1470 nm, con una potenza massima di 20 W e 10 W, rispettivamente. Le due lunghezze d’onda appartengono agli infrarossi (IR) e sono comunemente usate per applicazioni chirurgiche. Il modulo è anche dotato di un raggio laser di puntamento verde a bassa potenza. Tutte e tre le lunghezze d’onda possono essere emesse separatamente o simultaneamente e sono erogate mediante una fibra ottica comune. L'emissione delle due lunghezze d'onda IR è pilotata da due driver indipendenti, a loro volta controllati da un PC attraverso una scheda d’acquisizione dati (DAQ). Uno specifico programma LabVIEW è stato implementato per interagire con l’utente attraverso l’interfaccia grafica. Quest’ultima permette all’utente di monitorare la temperatura del modulo laser e di scegliere le lunghezze d'onda, le potenze di emissione e la modalità di lavoro continua o pulsata. Le prove sperimentali sono state effettuate su campioni epatici bovini. Le temperature raggiunte e le zone ablate sono state monitorate per mezzo di una termocamera a infrarossi e di sensori di temperatura in fibra ottica basati su di Reticoli di Bragg (FBGs).

Relators: Guido Perrone, Alberto Vallan
Academic year: 2019/20
Publication type: Electronic
Number of Pages: 112
Subjects:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica
Classe di laurea: New organization > Master science > LM-21 - BIOMEDICAL ENGINEERING
Aziende collaboratrici: UNSPECIFIED
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/13761
Modify record (reserved for operators) Modify record (reserved for operators)