Лазерная хирургия

Что такое лазерная хирургия?

Лазерная терапия — это медицинские процедуры, в которых для лечения пациентов используется концентрированный свет. Свет лазера (что означает усиление света за счет вынужденного излучения) настроен на определенные длины волн, в отличие от большинства других источников света. Это позволяет концентрировать его при ярком освещении. Лазерный луч настолько мощный, что может формовать алмазы и резать сталь.

Лазерную энергию можно безопасно и эффективно использовать для литотрипсии, терапии рака, различных эстетических и реконструктивных операций, а также абляции аберрантных проводящих путей. Лечение лазерами приравнивается и, возможно, превосходит лечение с использованием традиционных подходов для каждого из этих заболеваний.

Лазерная физика

Базальный лазер состоит из двух параллельных лазерных сред, обернутых мехом (управляющих волновой частью системы), одна из которых является частично отражающей и частично пропускающей. Электрический источник возбуждает среду до тех пор, пока число атомов в возбужденном состоянии не превысит число атомов в основном состоянии (инверсия населенностей).

Когда лазерный двигатель включается, он самопроизвольно начинает излучать возбужденные фотоны во всех направлениях. Однако небольшая часть этих фотонов равномерно перемещается по центру лазерной системы между зеркалами. Затем зеркала отражают эти фотоны, усиливая процесс вынужденного излучения. Таким образом, частично пропускающее зеркало позволяет излучать сильные когерентные пучки фотонов в виде лазерного луча.

Взаимодействие лазера с тканями

Воздействие лазера на образец ткани определяется качеством как ткани, так и лазера. Структура, содержание воды, теплопроводность, теплоемкость, плотность и способность поглощать, рассеивать или отражать лучистую энергию — все это атрибуты ткани. Мощность, плотность, содержание энергии и длина волны — важные качества лазера.

Основные рассматриваемые биологические мишени поглощают свет разными способами, а их оптимальный спектр поглощения определяется длиной волны входной энергии фотонов. Основными целевыми хромофорами (любой материал, поглощающий свет) для видимого света и некоторых лазеров ближнего инфракрасного диапазона являются гемоглобин и меланин, но единственным хромофором для CO2-лазеров является вода.

Путем селективного фототермолиза (с использованием энергии высокой пиковой мощности и короткой ширины импульса) без повреждения окружающей ткани ткань-мишень поглощает хромофоры, которые поглощают определенную длину волны лазера, не встречающуюся в окружающей ткани.

Наиболее распространенными лазерами, используемыми в медицине и хирургии, являются CO2, Nd:YAG и аргоновые лазеры. CO2-лазер производит излучение с длиной волны 10600 нм и использует в качестве среды углекислый газ. CO2-лазеры, хотя и селективны к тканям, не могут использоваться для селективного фототермолиза, поскольку его хромофор, вода, встречается повсюду. Вся энергия удара поглощается на определенной глубине тканевой водой, чтобы избежать более глубокого повреждения тканей.

CO2-лазеры работают на невидимых инфракрасных волнах, что требует использования специальной терапевтической лампы. Когда лазер фокусируется на ткани, он производит очень высокую плотность мощности, что приводит к быстрому испарению и абляции ткани. Поскольку излучение лазерной лампы связано с инверсией квадрата диаметра лампы, хирург может быстро переключить лазер из режима резки в режим многократного испарения или коагуляции, исключив лампу.

CO2-лазер имеет несколько режимов света, каждый из которых по-разному воздействует на ткани. Непрерывная волна (CW) — это самый простой режим, в котором лазерный луч генерируется, работает в течение заданного периода времени, а затем отключается. Однако более современные лазеры являются квазинепрерывными (ультраимпульсными), то есть они производят короткие импульсы высокой пиковой мощности с очень длинными интервалами между импульсами. Поскольку каждый подаваемый импульс короче времени затухания целевой ткани, это позволяет выполнять более точные разрезы с меньшей рекуперацией тепла.

Клиническое применение лазеров

По мере распространения малоинвазивных методов лечения различных патологических состояний использование лазеров приобретает все большую популярность в современной медицине. Помимо практического применения в операционной, лазеры широко применяются в офтальмологии, литотрипсии, выявлении и лечении различных злокачественных новообразований, а также при дерматологических и эстетических операциях.

Литотрипсия

В течение последних нескольких десятилетий лазерная литотрипсия была общепринятым методом растворения камней в моче и желчных протоках. Лазеры могут выполнять литотрипсию путем фотоакустического/фотомеханического воздействия (лазерная ударно-волновая литотрипсия) или преимущественно фототермического воздействия. Импульсный лазерный литотрипс с длительностью импульса 1 мсек является наиболее широко используемым ударно-волновым лазером и получил обширные исследования. Возбуждение красителя кумарина создает монохроматический свет, который разрушает камень в этом аппарате.

Когда камень поглощает лазерный луч, образующиеся возбужденные ионы создают быстро растущее и пульсирующее облако, окружающее камень, вызывая ударную волну, которая разбивает заряд на фрагменты. Поскольку этот лазер неэффективен против неабсорбирующих бесцветных камней, таких как цистин, в качестве абсорбентов используются фотосенсибилизаторы (краска), которые эффективно капают жидкости и запускают процесс разложения.

Длинноимпульсный лазер Holium:YAG, с другой стороны, в основном за счет фототермических механизмов фрагментов кальция. Лазер излучает свет с длиной волны 2100 нм, который легко поглощается водой. В подходящей атмосфере жидкость поглощает энергию и поэтому нагревается. Создается пар, который расщепляет воду и позволяет остальной части лазерного луча напрямую попадать на поверхность камня, просверливая в нем отверстия и разрушая его.

По сравнению с пневматической литотрипсией Ho:YAG-лазерная литотрипсия является более эффективным эндоскопическим методом лечения камней мочеточника, характеризующимся более высокой скоростью фрагментации камней. Обзор Тейхмана пришел к выводу, что этот лазер безопасен, эффективен и столь же эффективен, если не лучше, чем другие методы, и что его также можно использовать при камнях в желчном пузыре.

онкология

В настоящее время лазеры безопасно используются для лечения злокачественных новообразований во многих системах органов. Для людей, которые не являются отличными кандидатами на хирургическое вмешательство, лазерная интерстициальная термотерапия (ЛИТТ) является вариантом неотложной терапии в нейрохирургии. С момента своего появления лазеры стали более безопасными для использования в нейрохирургии, и их эффективно используют для лечения неоперабельных глиом, а также солидных и геморрагических опухолей, таких как менингиомы, глубокие опухоли основания черепа и глубокие опухоли брюшной полости.

Методы лазерной абляции слизистой оболочки в настоящее время широко и эффективно используются при лечении поверхностных злокачественных новообразований желудочно-кишечного тракта, таких как ранний рак желудка, поверхностный рак пищевода, колоректальная аденома и пищевод Барретта высокой степени злокачественности. Кроме того, было обнаружено, что лазерная фотодинамическая терапия (ФДТ) является эффективным методом лечения некоторых типов поражений рака легких.

Прямая лазерная абляция использовалась для прямого разрушения раковых клеток посредством фотохимических, фотомеханических и фототермических эффектов. Происходящие фотохимические реакции производят вредные радикалы, которые в конечном итоге вызывают гибель тканей, фотомеханические реакции вызывают напряжение и разрушение тканей, а фототермические реакции вызывают нагревание и коагуляцию, которые вызывают гибель клеток.

ФДТ была разработана около столетия назад для улучшения этой методики и более точного воздействия на опухолевые клетки, и с тех пор она приобрела широкую популярность. Этот метод терапии предполагает доставку фотосенсибилизирующего препарата с последующим освещением целевой области видимым светом, соответствующим длине волны поглощения фотосенсибилизирующего препарата.

При активации фотосенсибилизатор сначала создает возбужденное синглетное состояние, затем в присутствии кислорода переходит в триплетное состояние, при котором образуются активные формы кислорода, вредные для неопластических клеток. С другой стороны, селективная фототермическая терапия использует лазеры для воздействия на светопоглощающие красители, чтобы увеличить гибель опухолевых клеток.

Эстетическая и реконструктивная хирургия

Уникальная способность лазеров воздействовать на определенные структуры и слои тканей делает их очень эффективным инструментом в эстетической и реконструктивной хирургии. В наши дни лазерная шлифовка стала популярным методом антивозрастного лечения, поскольку известно, что она уменьшает последствия фотостарения за счет создания нового коллагена. Первые методы шлифовки кожи использовали абляционные лазерные системы CO2 и Er:YAG для воздействия на определенный участок дермы.

Однако, поскольку эти методы также удаляют большое количество эпидермиса, время заживления увеличивается, и они имеют негативные последствия, такие как увеличение инфекций и эритема. Чтобы преодолеть эти проблемы, были созданы неаблятивные лазеры, такие как мощный импульсный свет, Nd: YAG, диодные и Er: стеклянные лазеры, излучающие в основном инфракрасный свет.

Цель этих систем — направить воду в дерму, которая нагревает коллаген и приводит к его восстановлению во время процесса. Испарение ткани не происходит и не образуется внешняя рана, поскольку существует механизм, одновременно охлаждающий эпидермис. В последнее время фракционированная лазерная шлифовка стала стандартным методом шлифовки кожи. Тонкие лучи высокоэнергетического света воздействуют на фракционированные лазеры, воздействуя на крошечные зоны термического повреждения («микроскопические тепловые зоны») и воздействуя только на участки кожи.

Лазерный липолиз, при котором используется оптическое волокно, вставленное в канюлю диаметром 1 мм, также становится все более популярным в косметической хирургии. Из-за небольшого размера канюли требуется меньший разрез, что приводит к меньшему кровотечению и образованию язв. Лазеры с длиной волны 920 нм имеют самый низкий коэффициент поглощения в жировой ткани среди всех лазеров, подходящих для медицинского использования, что позволяет им проникать в более глубокие слои тканей.

Те, у кого длина волны находится в диапазоне 1320-1444 нм, имеют самый высокий коэффициент поглощения в жире, что обеспечивает глубокое проникновение и возможность поверхностного воздействия на такие ткани. Наиболее часто используемым устройством для лазерного липолиза является Nd:YAG-лазер, который обеспечивает хорошую глубину проникновения при среднем коэффициенте поглощения жировой ткани на этой длине волны, лишь незначительное повышение температуры и, следовательно, меньшее повреждение тканей.

Кроме того, лазерный свет этой длины волны сдавливает мелкие кровеносные сосуды, что приводит к значительному снижению кровопотери во время лечения. По сравнению со стандартными методами Абделаал и Абоелатта смогли показать значительное снижение кровопотери (54%). Кроме того, Мордон и Плот обнаружили, что лазерный липолиз дает лучшие результаты для кожи.

Наконец, поскольку лазеры могут целенаправленно воздействовать на пораженные сосуды, они являются отличным средством лечения сосудистых аномалий, таких как винные пятна. До использования лазеров у пациентов не было многих вариантов лечения таких аномалий. Для этой цели работают лазеры, которые преимущественно поглощаются гемоглобином, а не меланином, что наносит меньше вреда эпидермису. Недавно были представлены лазеры с более короткими длинами волн и, следовательно, способностью проникать глубже в ткани.

Абляция проводящих путей

Разработка катетерных абляционных устройств для изоляции атрофических ЛВ (ЛВ) была мотивирована признанием того, что легочные вены (ЛВ) являются основным источником эктопических сокращений, вызывающих пароксизмы фибрилляции предсердий (ФП). Лазерный баллонный катетер в настоящее время является одной из наиболее часто используемых систем эндоскопической абляции (EAS) для лечения ОП. На кончике катетера находится подходящий баллон, в который постоянно течет оксид дейтерия.

После помещения катетера в левое предсердие в персиковую часть катетера вводится эндоскоп, чтобы обеспечить прямой обзор цели абляции внутри сердца. Диодный лазер с длиной волны 980 нм размещается в центральном просвете и излучает лазерную энергию перпендикулярно выступу катетера, охватывая ось 30° и обеспечивая круговую абляцию вокруг каждой ЛВ.

Оксид дейтерия не поглощает лазер этой длины волны. В результате он проходит через эндотелий и поглощается молекулами воды, вызывая нагревание и коагуляционный некроз. Подаваемую энергию можно титровать путем изменения напряжения в ряде указанных устройств. Уровень энергии варьируется в зависимости от того, на какую стенку сердца воздействуют.

Полностью трансмуральное поражение сердца должно привести к полной блокаде проводимости. Указанные электрические импульсы, как временные, так и с ФП, могут проникать в промежутки более 1 мм в линии абляции. При сравнении эффектов различных уровней энергии исследования показывают, что использование более высоких уровней энергии приводит к рецидивам ФП, приводящим к высоким показателям ПВИ с низкой частотой и нет заключения о профиле безопасности.

Лазерная термотерапия под контролем МРТ (MRgLITT) широко используется при лечении эпилепсии, рефрактерной к неврологической хирургии, либо как способ абляции эпилептических очагов, либо как метод прерывания. MRgLITT сочетает в себе технологию визуализации диодным лазером (980 нм) для получения интраоперационной информации, необходимой для регулирования количества подаваемой энергии.

Как лазеры используются во время хирургии рака?

Лазерная хирургия — это тип операции, при котором для проведения операции используются точные лазерные лучи, а не такое оборудование, как скальпели. Существуют разные типы лазеров, каждый со своими характеристиками, которые служат определенным целям во время операции. Лазерный свет можно подавать непрерывно или периодически, и он используется в сочетании с оптоволокном для лечения часто труднодоступных частей тела. Многие типы лазеров, используемых для лечения рака, включают:

• Углекислотные (CO2) лазеры:

CO2-лазеры могут удалить очень тонкий слой ткани с поверхности кожи, не повреждая при этом более глубокие слои. Опухоли кожи и некоторые раковые клетки можно удалить с помощью Co2-лазера.

• Лазеры на неодиме:иттрий-алюминиевом гранате (Nd:YAG):

Лазеры, содержащие неодим: иттрий-алюминиевый гранат (Nd: YAG), проникают глубже в ткани и способствуют более быстрому кровообращению. Лазерные лучи можно направлять с помощью оптических кабелей для меньшего проникновения внутрь органов. Например, лазер Nd:YAG используется при лечении рака суставов.

• Лазерно-индуцированная интерстициальная термотерапия (LITT):

Лазерно-индуцированная интерстициальная термотерапия (ЛИТТ) нагревает определенные части тела лазерами. Лазеры фокусируются на интерстициальных областях (между органами) вблизи опухолей. Тепло лазера повышает температуру опухоли, сжимает, повреждает или уничтожает раковые клетки.

• Аргоновые лазеры:

Аргоновые лазеры могут проникать только в самые поверхностные слои тканей, например кожу. Фотодинамическая терапия (ФДТ) — это метод лечения, при котором используется свет аргонового лазера для активации молекул в раковых клетках.

Кому не следует проводить лазерную терапию?

Например, косметические операции на коже и глазах считаются плановыми лазерными операциями. Некоторые пациенты считают, что риски таких операций перевешивают пользу. Например, лазерные методы могут ухудшить некоторые проблемы со здоровьем или кожей. По мере ухудшения общего состояния здоровья ухудшается и традиционная хирургия.

Перед любым типом операции проконсультируйтесь с врачом, прежде чем решиться на лазерную операцию. Ваш врач может посоветовать отказаться от традиционных хирургических процедур в зависимости от вашего возраста, общего состояния здоровья, плана медицинского обслуживания и стоимости лазерной хирургии. Например, вам не следует делать операцию на глазах Lasik, если вам меньше 18 лет.

Как подготовиться к лазерной терапии?

Планируйте заранее, чтобы учесть время восстановления после процедуры. Убедитесь, что у вас есть кто-то, кто отвезет вас домой после операции. Вы почти наверняка будете под воздействием анестезии или лекарств. За несколько дней до операции может быть целесообразно принять такие меры, как прекращение приема любых лекарств, которые могут вызвать кровотечение.

Как проводится лазерная терапия?

Процедуры лазерного лечения различаются в зависимости от операции. Эндоскоп (тонкая, гибкая трубка с подсветкой) можно использовать для направления лазера и наблюдения за тканями внутри тела во время лечения опухоли. Эндоскоп вводится через отверстие тела, например рот. Затем хирург направляет лазер на уменьшение или разрушение опухоли. Обычно лазеры используются непосредственно на коже во время косметической операции.

Каковы риски?

Лазерная терапия имеет некоторые риски. Риски, связанные с кожной терапией, включают в себя:

• Кровотечение
• Инфекция
• Боль
• Страшный
• Изменения цвета кожи

Кроме того, ожидаемые результаты терапии могут оказаться недолговечными, что требует дальнейшего обучения. Некоторые лазерные операции проводятся под наркозом, что имеет свои риски. Они заключаются в следующем:

• Пневмония
• Спутанность сознания после пробуждения после операции
• Острое сердечно-сосудистое заболевание
• Пуля

Лечение также может быть дорогим, что делает его недоступным для всех. В зависимости от вашего плана медицинского страхования и врача или учреждения, которое вы выбираете для процедуры, лазерная хирургия глаза может стоить от 600 до 8000 долларов и более.

Что происходит после лазерной терапии?

Восстановление после лазерной операции похоже на обычную операцию. После операции вам, возможно, придется отдохнуть в течение нескольких дней и использовать безрецептурные обезболивающие, пока дискомфорт и отек не исчезнут.

Сколько времени потребуется на заживление после лазерного лечения, зависит от типа терапии, которую вы проходили, и от того, насколько она повлияла на ваш организм. Вы должны строго следовать всем инструкциям, данным врачом. Если вам, например, предстоит лазерная операция на предстательной железе, вам может потребоваться носить мочевой катетер. Это помогает помочиться вскоре после операции.

Если ваша кожа подвергается лечению, у вас может возникнуть отек, зуд и саднение вокруг обработанной области. Ваш врач может наложить повязку и перевязать пораженный участок, чтобы сделать его герметичным и водонепроницаемым. В первые несколько недель после лечения обязательно:

• Используйте безрецептурные обезболивающие, такие как ибупрофен (Адвил) или ацетаминофен (Тайленол).
• Регулярно очищайте это место водой.
• Например, используйте патоку, такую ​​как вазелин.
• Используйте пакеты со льдом.
• Избегайте собирать струпья.

Как только область покроется новой кожей, вы можете нанести тональный крем или другую косметику, чтобы скрыть видимые покраснения.

Лечение нервов

Периферические нервы, которые не находятся в области головного мозга и шеи, ответственны за большую часть боли и слабости, вызванных повреждением нервов. Нейропатия — это медицинский термин, обозначающий этот тип повреждения нервов. Лазеры используются в лазерной терапии невропатии для улучшения кровообращения в пораженных участках. Поскольку кровь переносит питательные вещества и кислород в эту область, нервы быстрее заживают, а боль уменьшается.

Когда лазер проникает в кожу, энергия выделяется в окружающие ткани. Световая энергия лазера преобразуется в клеточную энергию и используется для улучшения кровообращения. Скелетные мышцы необходимы для кровообращения. Эти мышцы сгибаются вокруг кровеносных артерий, помогая сердцу перекачивать кровь. Инфракрасные лазеры поглощают энергию мышечных клеток, делая их более активными и эффективными.

Краткое содержание

Лазерная хирургия использует лазер для различных медицинских и эстетических операций (радиация – усиление света путем стимулированного излучения). Лазер — это тип источника света, который можно использовать в различных хирургических целях. В зависимости от места и цели процедуры выбираются несколько длин волн лазера.