Construção e dimensionamento de um driver de laser de diodo para termoablação - LAIS

Abstract

Introdução: O câncer de fígado é uma doença que acomete cerca de 600 mil pessoas por ano. A doença possui duas formas de apresentação e o tratamento convencional a essa mazela envolve o procedimento da Hepatectomia, que é a retirada de partes do fígado por meio de cirurgia. No entanto, como boa parte dos pacientes volta a apresentar tumores, esse procedimento torna-se inviável ao decorrer do tempo. Nesse contexto, a termoablação a laser surge como opção minimamente invasiva ao tratamento anterior. Esta é uma técnica com tempo de recuperação pequeno se comparado aos métodos tradicionais e é uma opção àqueles que possuem tumores de até 3 cm de diâmetro, centralizados sobre o órgão. Objetivos: O presente texto busca propor e testar em bancada o hardware de um dispositivo de termoablação à laser, dimensionando as variáveis físicas envolvidas no processo. Metodologia: O sistema foi dividido em 6 módulos específicos (alimentação, fonte de corrente ajustável, circuito de controle, proteção do circuito, resfriamento), e uma proposta para cada um foi feita de acordo com os parâmetros de saída almejados. Uma ênfase foi dada ao sistema de controle de potência e ao da fonte controlável de corrente, ambos intimamente relacionados ao tempo de sobrevida do laser. Resultados e Discussão: O circuito teórico que foi submetido a simulações apresentou faixas de saídas de potência da ordem de 6 a 9 W, com ganho de corrente da ordem de 68 vezes em cada transistor conectado ao amplificador coletor Comum. Em bancada o resultado foi semelhante, obtendo ganho aproximado de 66 vezes. Devido a problemas externos para a obtenção dos diodos laser, neste trabalho o componente foi substituído por uma carga resistiva. O controle via PWM (Pulse Width Modulation) também foi validado, obtendo-se uma variação linear de potência de saída e corrente de entrada no dispositivo. Conclusão: A topologia apresentada representa uma escolha válida para a aplicação proposta, uma vez que cumpre com os requisitos mínimos do laser e permite o controle dos parâmetros desejados. Em trabalhos futuros, espera-se substituir a carga resistiva utilizada por um laser, para uma análise mais detalhada.