research centers


Search results: Found 4

Listing 1 - 4 of 4
Sort by

Article
Computational Study and Analysis of the Optical Fiber Tip Mechanical Damage Threats during Laser Surgical Operations
دراسة حسابية وتحليل للاضرارالميكانيكية التي تهدد طرف الليف البصري أثناء العمليات الجراحية بالليزر

Author: Munqith S. Dawood منقذ سليم داود
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2014 Volume: 17 Issue: 2 Pages: 239-250
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

The damage of optical fiber tips during medical surgical applications of lasers in a liquid environment were noticed in arthroscopic and lithotripsy operations. The phenomenon of the laser produced cavitation bubbles and their collateral mechanical effects on the delivery fiber tip during these operations are studied. It was found that the optical fiber tip is subjected to the threats of the bubbles collapse transient pressures and to the strikes of the produced hammering jets beside the shearing forces due to the high speed bubbles flow. These frequently repeated mechanical forces are calculated for three different sizes of optical fibers. The results showed that to minimize the damage effects of these forces, it is preferable to use the smaller diameter of 200 µm fiber, beside holding the fiber tip at about 5-7 mm away from the treated tissue or calculi targets during the operation to prolong its operating life and in the same time maintaining the efficient ablation.

لوحظ وجود تضرر في اطراف الالياف البصرية المستخدمة في تطبيقات الجراحة الطبية بالليزر التي تجري في الوسط المائي المحيط بمنطقة العمل كما في عمليات الناظور وتفتيت حصى المجاري البولية. وقد درست ظاهرة توليد الليزر للفقاعات المجوفة ومايصاحبها من تاثيرات ميكانيكية على طرف الليف البصري الناقل لاشعة الليزرخلال اجراء هذه العمليات. واوضحت النتائج انه بسبب انهيارهذه الفقاعات يتعرض راس الليف البصري الى تاثيرالضغط الذي يولد هذا الانهيار اضافة الى ظهور ضربات مطرقية وقوى قطع ميكانيكية بسبب السرعة الكبيرة لجريان هذه الفقاعات . وتم حساب هذه القوى الميكانيكية المتكررة المؤثرةعلى راس الفايبر لثلاثة احجام فايبراتبصرية مختلفة واوضحت النتائج انه لاجل تقليل الاضرار الناتجة يفضل استخدام الفايبرات الاقل حجما مثل التي قطرها 200 مايكروميتر وان يتم اجراءالعملية الجراحية بحيث يمسك الفايبر ليكون راسه على بعد 5-7 مللمتر من النسيج أو الحصوة المطلوب معالجتهما لاطالة عمرعمل الفايبر مع الحفاظ على كفاءة عملية القطع في الوقت نفسه.


Article
Solar Surgery Optical System Design
تصميمٌ منظومه بصريهٌ للجراحه الشمسيهٌ

Authors: Shaima'a Riyadh Tahhan شيماء رياض الطحان --- Munqith S. Dawood منقذ سليمٌ داود
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2012 Volume: 15 Issue: 2 Pages: 245-252
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

The sunlight is suggested to be used in solar surgery as an alternative to the laser surgery. The rays of powerful sunlight are collected, concentrated and transported to the operating theatre from outside through a system of optical fibers in order to use this solar energy in tumor and cancer cell evaporation instead of lasers. The idea of solar surgery is still new and need more practical and design enhancements. This study is a step on this way. A Schmidt Cassegrainien arrangement is suggested for this optical solar system design calculations. It consists of a parabolic dish to concentrate the solar radiation on a secondary flat mirror which directs the light into a fused silica optical fiber cable used to carry the concentrated solar beam from the concentrating system to the operation room.The parabolic reflector dish rim half angle was chosen to be 45o to realize high flux and high efficiency.MATLAB program (version 7.00) has been used to calculate the diameter of the primary parabolic dish, the diameter of the secondary flat mirror and its recession from the fiber tips by two design procedures. The first procedure of these calculations is based on starting with the choice of the optical fiber diameter, while the second design procedure is based on the choosing first the distal end diameter of the optical fiber.The calculations of the second procedure showed more practical results. As the most often used fiber distal diameter in surgery is 0.6mm, then according to calculations the diameter of the primary parabolic dish reflector will be 180mm with a focal length of 108.64mm. The small secondary mirror is perfectly flat of 10.5mm in diameter and its recession from the fiber tip is 5.27mm.Another MATLAB program has been written to find the suitable numerical aperture for the optical fiber of the concentrator system to reach maximum efficiency of the system. It was found to be 0.7 theoretically. The nearest available value of NA for fused silica fiber was 0.66. Fused silica optical fiber of 1mm for core diameter was chosen because of its ability to withstand the high degree of temperature. It is found that this optical system could deliver a flux density as high as 73Wmm-2 for contact surgery and 32Wmm-2 for noncontact surgery.

يمٌكن استخدام ضوء الشمس ف الجراحه الشمسيهٌ كاختياٌر اخر بدلا من الجراحه الليزٌريهٌ وذلك بتجميعٌ الطاقه الكبيرٌه في الاشعه الشمسيهٌ وتركيزٌها ونقلها خلال الالياٌف البصريهٌ من الخارج الى داخل صاله العملياٌت لاجل استخدامها فًي عملياٌت استئصال الاورام و تبخيرٌالخلاياٌ السرطانيهٌ بدلا من الليزٌر.أستخدمت طر يقٌه شميتٌ كاساغرينٌ في تصميمٌ هذه المنظومه البصريهٌ للاشعه الشمسيهٌ التي تتكون من الصحن ذو المقطع الدائري الذي يجٌمع الاشعه ويسٌقطها على مراة مستويهٌ لتوجهها الى مدخل ليفٌ بصري مصنوع من السليكٌاالمنصهره لتوصيلٌ هذه الطاقه الشمسيهٌ المركزه الى داخل صاله العملياٌت ,وتم اختياٌر زاويهٌ حافه الصحن لتكون بقيمٌه 54 درجه للحصول على افضل كفائه واعلى طاقه اشعه.استخدمت ف البحث طر قٌت نٌ للتصم مٌ نفذتا على برنامج المصفوفات نوع 0077 لاجراء حسابات قطر الصحن ذوالمقطعالدائري وقطر المراة المستو هٌ الثانو هٌ والمسافه المناسبه ب نٌها وب نٌ مدخل الل فٌ البصري.اما الطر قٌه الاولىفتستند الى اجراء حسابات التصم مٌ ابتداء من اخت اٌر قطر الل فٌ البصري ف ح نٌ ان حسابات الطر قٌه الثان هٌ تبداءمن اخت اٌر القطر المناسب لطرف الل فٌ من الجهه البع دٌه ألت تخرج منها الاشعه وقد اثبتت الحسابات ان هذه الطر قٌهتعط نتائج عمل هٌ افضل من الطر قٌه الاولى .اظهرت حسابات التصم مٌ ف هذه الحاله ان قطر صحن المقطع الدائري جٌب ان كٌون 087 مللمتر وببعد بؤريق مٌته 07801 مللمتر وكذلك حددت قطر المراة المستو هٌ بمقدار 0704 مللمتر وبعدها عن الل فٌ البصري 40.0مللمتر.وللحصول على اعظم كفائه لهذه المنظومه الشمس هٌ تم اعداد برنامج اخر لاجل حساب افضل فتحه عدد هٌ لل فٌالبصري فتم تحد دٌها بق مٌه 700 للحصول على افضل كفائه لهذه المنظومه ولكن بما ان اقرب فتحه عدد هٌ متوفره عمل اٌلهذا الل فٌ ه 7011 لذلك تم اخت اٌرها ه وقطر الل فٌ البالغ 0 مللمتر لهذا التصم مٌ لضمان تحمل الحراره العال هٌجراء نقل طاقه شمس هٌ بهذه المنظومه تصل كثافتها الى 07 واط/مللمتر مربعف حاله الجراحه بالاتصال المباشروكثافه . 7 واط/مللمتر مربع ف حاله الجراحه بالاتصال غ رٌ المباشر.


Article
Simulation Study of Prostate Tissue Ablation by Pulsed Nd:YAG, Ho:YAG and Thulium Fiber Surgical Lasers with Minimum Carbonization Effect
دراسة نمذجة استئصال نسيج البروستات بوساطة ليزرات النيوديميوم - ياك والهولميوم ياك وليزر ليف الثوليوم النبضية وباقل تاثيرتفحمي

Authors: Munqith S. Dawood منقذ سليم داود --- Haider Monaf حيدر مناف النعيمي
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2016 Volume: 19 Issue: 1 Pages: 145-160
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

The laser-tissue interaction and its thermal effects depend on the parameters of both of the tissue and the used laser. In this paper the laser ablation efficiency of prostate tissue has been studied theoretically by using pulsed Nd:YAG, Ho:YAG and Thulium fiber surgical lasers. Different levels of energies were considered for these lasers, which operate in 20 and 40 Hz pulse repetition frequencies (prf) to evaluate the prostate tissue temperature rise up to the required ablation state. The Gambit program was used first to simulate the geometrical shape of the treated prostate tissue, then the radiative transfer equation (RTE) of the ANSYS Fluent program was applied to simulate and solve the ablation process equations. The results showed that the low rates of repetition frequencies and low laser energies increase the allowed time for safe ablation operation before reaching the carbonization state. It was found also that although the Ho:YAG laser vaporizes prostate tissue faster than the Thulium fiber laser did, the pulsed Thulium fiber laser produced much lower temperature side effects like coagulation, hyperthermia and carbonization of the rest of the prostate tissue, which is surrounding the ablated zone for the same applied average powers by the other two lasers.

يعتمد التاثير المتبادل بين الليزر والنسيج الحيوي ومايولده من تاثيرات حرارية على مواصفات كل من النسيج والليزر معا. وفي هذا البحث درست امكانية وكفاءة استئصال نسيج البروستات باستخدام الليزرات النبضية من نوع النيوديميوم ياك والهولميوم ياك وليزر ليف الثوليوم التي تستخدم في العمليات الجراحية. ولهذا الغرض أستخدمت طاقات متعددة من هذه الليزرات في الدراسة وبترددين نبضيين هما 20و40 هرتز لاجل رفع درجة حرارة النسيج الى حد تبخره واستئصاله. لغرض نمذجه هذه العملية استخدم برنامج الكامبت لرسم نموذج هندسي يمثل شكل البروستات ثم أستخدم برنامج الانسس واختيرت معادلات نقل الاشعاع التي تقع ضمن برنامج اخر اسمه الفلونت لحل ونمذجة عملية الاستئصال هذه. وقد اوضحت النتائج التي تم الحصول عليها انه باستخدام الطاقات الواطئة وبترددات تكرار النبضات الواطئة ايضا يزداد الوقت المتاح خلال العملية للحصول على استئصال آمن من دون حدوث تفحم في نسيج البروستات المحيط بمنطقة الاستئصال ووجد ايضا ان ليزر ليف الثوليوم افضل من الليزرين الاخرين في الاستئصال فهو اقل توليدا للتاثيرات الحرارية الجانبية مثل التخثر وفرط الحرارة وتفحم النسيج و ذلك بغض النظر عن كون ليزر الهولميوم ياك اسرع في تبخير النسيج واستئصاله من ليزر ليف الثوليوم.


Article
Detection of Tumor Mass Based on Laser Scanning Imaging
كشف كتلة الورم باستخدام التصوير بالمسح الليزري

Authors: Munqith S. Dawood منقذ سليم داود --- Eman Ghadhban Khalil ايمان غضبان خليل --- Halah Hadi Saleh هاله هادي صالح
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2017 Volume: 20 Issue: 1 Pages: 176-182
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

Optical methods are widely used for medical diagnostic and therapeutic purposes. The use of laser source as non-ionized radiation in the imaging is considered safe, and has advantages more than the other radiological methods The laser application in imaging is based upon the detection and measuring the laser light parameters after passing through the turbid media of the tissue layers and the tumor mass to differentiate them precisely according to their different optical properties.In this experimental study, the tumor masses were implanted in the legs of ex-vivo mice. Then each leg was non-invasively scanned by NIR 785nm diode laser. The penetrated laser light power through the leg was measured. The results were tabulated and treated by using the Matlab program version R2013a (8.1.0.609) to create 2D image for the scanned tissue. The resulted images were clear. They showed precisely the imbedded tumor, its dimensions, and its location inside the tissue.

ان للتصوير البصري بالليزر العديد من المزايا التي تتفوق على التصوير باستخدام التقنيات الإشعاعية الاخرى بسبب كون الليزر المستخدم هو مصدرإشعاع غيرمؤين. وتستندهذه الطريقة على كشف توزيع ضوء الليزر في اوساط الانسجة العكرة بصريا وتمييزها بدقة حسب الخصائص البصرية لكل نسيج. وفي دراستنا العملية هذه تم اجراء المسح الضوئي الليزري للنسيج باستخدام مصدر دايود ليزر785 نانومتر ومقياس يقيس قدرة الليزر بعد نفاذها خلال النسيج لتكوين صورة ثنائية الابعاد باستخدام برنامج الماتلاب .وتم تصوير كتلة ورم سرطانية مزروعه تجريبيا في الفئران مباشرة بعد قتلها اعتماداً على الاختلافات في الخصائص البصرية والقدرة المستلمة من الليزر التي مرت خلال كتلة الورم المزروعة والأنسجة الطبيعية المحيطة بها، وبذلك تم كشف وتحديد الموقع والحجم وعمق كتلة الورم في النسيج باستخدام تقنية المسح بالليزر كوسيلة غير نافذة دون الحاجة الى التدخل الجراحي.

Listing 1 - 4 of 4
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (4)


Language

English (4)


Year
From To Submit

2017 (1)

2016 (1)

2014 (1)

2012 (1)