Utilizzo del laser in chirurgia. Il principio di funzionamento dei dispositivi laser. PDT e altri metodi di trattamento

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La chirurgia laser si basa sull’effetto termico distruttivo della radiazione laser sul tessuto biologico. Lo sviluppo di metodi per trasmettere tali radiazioni attraverso il lume di un endoscopio ha reso possibile l'utilizzo dei laser nella chirurgia endoscopica. Si può affermare con certezza che è stato l’avvento dei laser medicali ad alta energia a contribuire al rapido sviluppo degli interventi chirurgici endotracheali ed endobronchiali negli ultimi due decenni. Attualmente, nella chirurgia endoscopica della trachea e dei bronchi vengono utilizzati diversi tipi di sorgenti laser, che differiscono per lunghezza d'onda, potenza e modalità di radiazione. Per poter scegliere consapevolmente il laser di cui ha bisogno, il chirurgo endoscopista deve comprendere le basi della progettazione del laser, nonché i vantaggi e gli svantaggi dei diversi tipi.

Principi generali di progettazione dei laser medicali. Il termine “laser” è formato dalle lettere iniziali di cinque parole inglesi: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, che significa amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazioni.

Il laser è costituito da un mezzo attivo e da specchi posizionati con precisione l'uno rispetto all'altro, formando un risonatore. Uno degli specchi è completamente riflettente, l'altro è parzialmente trasmittente. La luce laser viene generata quando la luce passa ripetutamente attraverso un mezzo attivo (in cui viene amplificata) tra gli specchi. La radiazione generata esce dal risonatore attraverso uno specchio parzialmente trasmittente. Le condizioni per la possibilità di amplificare la radiazione laser vengono create attraverso il processo di pompaggio. Il pompaggio nei laser di vario tipo viene effettuato in diversi modi: nei laser a cristallo (rubino, granato con vari attivatori, alessandrite, ecc.) - mediante radiazione ottica da una lampada a pompa o diodi laser, nei laser a gas - mediante incandescenza (elio- laser al neon e ad anidride carbonica) o scarica ad arco. Sfortunatamente, la maggior parte dei tipi di pompaggio (ad eccezione del pompaggio elettrico dei laser a diodi semiconduttori e del pompaggio tramite radiazione ottica monocromatica, come i diodi laser) hanno una bassa efficienza: nella migliore delle ipotesi, circa il 10% della potenza della pompa viene convertita in radiazione laser.

Poiché nel laser viene generata solo la radiazione perpendicolare agli specchi del risonatore, essa è altamente direzionale, cioè ha un piccolo angolo di divergenza, indicato con la lettera greca (p. E quanto più piccolo è questo angolo, tanto minore è l'area della radiazione laser che può essere concentrato in.L'ampiezza dell'angolo La divergenza della radiazione laser è determinata da ragioni fisiche e tecniche, discusse in dettaglio nella letteratura tecnica.Qui notiamo una proprietà della radiazione luminosa (e di qualsiasi elettromagnetica): più sottile è il raggio laser (il minore è il diametro di apertura della radiazione laser), maggiore è l'angolo minimo ottenibile della sua divergenza.

La radiazione per la quale il prodotto del diametro del fascio e la sua divergenza è pari al limite fisico è detta monomodale.
Se gli specchi sono inclinati l'uno rispetto all'altro (disallineati), la radiazione lascia il risonatore senza ricevere una potenza significativa. Il disallineamento può verificarsi a causa di influenze meccaniche sul laser. Questo design pone un altro problema: la polvere e l'umidità che entrano nella cavità del laser assorbono la radiazione laser. Ciò, nella migliore delle ipotesi, porta ad una diminuzione del livello di potenza di uscita e, nel peggiore dei casi, al guasto (burnout) degli elementi che formano il laser.

Affinché un laser diventi un bisturi laser, è necessario portare la radiazione laser nel sito di azione. In questo caso, la radiazione laser viene assorbita nel tessuto biologico, una grande quantità di energia viene rilasciata in un volume limitato e il tessuto si riscalda. La caratteristica principale che determina la velocità di riscaldamento dei tessuti è la densità di potenza della radiazione, ovvero la potenza per unità di superficie. Per focalizzare la radiazione laser sul tessuto, il modo più semplice è posizionare una lente all'uscita del laser in modo che la radiazione si concentri sulla zona interessata. Ciò si verifica quando un laser è collegato a un microscopio operatorio. Tuttavia, questo metodo di puntamento della radiazione laser non è sempre conveniente.

Spesso è difficile posizionare l'emettitore ingombrante e la persona da operare uno accanto all'altro. In questo caso il raggio laser viene trasportato all'interno di un sistema di tubi cavi, accoppiati e accoppiati otticamente tra loro mediante giunti snodati a specchio. Il raggio laser passa all'interno dei tubi senza toccarne le pareti. All'estremità distale di tale manipolatore è posizionata una lente ottica che focalizza la radiazione laser in un punto di piccolo diametro (solitamente 0,1-0,2 mm), che fornisce elevate densità di potenza luminosa sull'oggetto. È più conveniente trasportare la radiazione laser attraverso fibre ottiche flessibili.

Una fibra ottica è costituita da un nucleo e da un rivestimento riflettente costituito da un materiale con un indice di rifrazione inferiore a quello del nucleo. Le guide luminose convenzionali per i laser chirurgici utilizzano quarzo puro di alta qualità come nucleo e il rivestimento riflettente può essere realizzato in quarzo drogato o polimero. Quando si utilizzano guide luminose con determinati tipi di radiazioni laser, che sono fortemente assorbite dal quarzo, è necessario utilizzare materiali speciali per il nucleo, come lo zaffiro, che aumenta notevolmente il costo delle guide luminose. Un guscio protettivo in polimero è applicato sopra il guscio riflettente. In alcuni casi, come guide luminose vengono utilizzati sottili tubi cavi con pareti in materiale riflettente.

Tale fibra può essere utilizzata per fornire radiazioni al sito di esposizione. Per fare ciò è necessario, utilizzando una lente, introdurre la radiazione nell'estremità di ingresso di una guida di luce a fibra flessibile, con l'aiuto della quale la radiazione viene fornita alla zona di impatto.

Effetti generali cuciti della radiazione laser sul tessuto biologico. L'efficacia della chirurgia laser è determinata dalla conversione dell'energia laser in calore sulla superficie o in profondità nel tessuto. La natura di questa trasformazione dipende non tanto dai parametri fisici del raggio laser, ma (e soprattutto) dalle proprietà fisiche e morfologiche del tessuto. È l'interazione tra luce e tessuto il punto chiave per comprendere le basi della medicina laser, in particolare della chirurgia laser. La relazione tra caratteristiche del tessuto e parametri laser determina la scelta del tipo di laser e l'effetto termico e, di conseguenza, chirurgico ottenuto. Allo stesso tempo, i parametri del tessuto in tale scelta sono decisivi.

La varietà delle strutture dei tessuti biologici determina la diversa natura del passaggio della luce attraverso di essi, ma gli schemi di base vengono preservati. La maggior parte dei tessuti sono un mezzo di diffusione della luce con un forte assorbimento. Tali mezzi sono spesso chiamati torbidi. Quando la radiazione laser attraversa i tessuti, si osserva un indebolimento della sua intensità, che è determinato dal coefficiente di estinzione (dal latino estinzione - estinzione)\x. A sua volta, q = ca + \x, dove ca e - q5 sono i coefficienti di assorbimento (assorbimento) e di dispersione. Gli “assorbenti” della luce nei tessuti molli sono endocromofori naturali, mentre i “diffusori” sono le cellule dei tessuti e le loro caratteristiche strutturali (morfologiche).

In effetti, la conversione della luce in calore viene effettuata principalmente sugli endocromofori naturali, sostanze che si trovano nei tessuti. Il numero di tipi di cromofori è piuttosto ampio. Tuttavia, i cromofori che svolgono un ruolo importante nella chirurgia laser sono ben noti. Si tratta di acqua, componenti del sangue, melanina e, meno comunemente, proteine, che sono di grande importanza nella chirurgia oftalmica laser. Quando la luce viene assorbita dai cromofori, avviene una trasformazione della luce, grazie alla quale la radiazione trasmessa viene attenuata. I cromofori determinano la profondità di penetrazione della luce nei tessuti e, soprattutto, il volume in cui viene rilasciata l'energia.

Va notato che la natura dell'effetto della radiazione laser sul tessuto biologico è influenzata dalla lunghezza d'onda alla quale opera il laser. Ciò si verifica perché l'assorbimento della radiazione nei vari componenti del tessuto dipende fortemente dalla lunghezza d'onda. La lunghezza d'onda della radiazione è quindi un parametro importante. In medicina vengono utilizzati dispositivi laser che generano radiazioni dall'ultravioletto (lunghezza d'onda circa 0,2 micron) al lontano infrarosso (più di 10 micron), inclusa la parte visibile dello spettro con una lunghezza d'onda della radiazione (da 0,45 a 0,7 micron).

Per l'illustrazione in Fig. La Figura 1.39 mostra la dipendenza dell'assorbimento della radiazione laser nell'acqua e nel sangue intero dalla lunghezza d'onda. Vengono presentate le lunghezze d'onda della radiazione laser, sulla base dell'esperienza con cui è stato scritto questo capitolo. Per la radiazione verde (0,53 µm), l'assorbimento aumenta nel sangue intero e diminuisce nell'acqua. Quello dei cromofori che attenua (assorbe) la luce laser più fortemente per questa lunghezza d'onda determinerà il volume del tessuto riscaldato (volume di rilascio di calore).

Pertanto, un tale cromoforo è chiamato cromoforo dominante. Ad esempio, per un laser a CO2 (10,6 μm), il cromoforo dominante è l'acqua. Il coefficiente di assorbimento ca è di circa 830 cm1, che corrisponde ad una profondità di penetrazione della luce nel tessuto di circa 50 μm (circa 0,05 mm), cioè diversi (10-15) strati di cellule. Grazie a ciò, è possibile localizzare il rilascio di energia in un volume molto piccolo di tessuto e ottenere l'inizio dell'ablazione tissutale (evaporazione) a bassi livelli di potenza. Ciò concorda bene con i risultati sperimentali.

Per altri laser importanti per la chirurgia endoscopica, le profondità di assorbimento della luce misurate sono: per un laser a granato di ittrio e alluminio (YAG) attivato al neodimio (laser YAG al neodimio con una lunghezza d'onda di 1,06 μm) - da 6 a 8 mm, per un laser attivato a olmio YAG (laser YAG all'olmio con una lunghezza d'onda di 2,09 μm) - 0,5 mm, per laser YAG al neodimio con raddoppio della frequenza (0,53 μm, luce verde) - 0,4 mm, per laser a diodi con una lunghezza d'onda di 0,81 micron - da 4 a 6 mm, con una lunghezza d'onda di 0,97 micron - da 1 a 2 mm.

Dalle informazioni di cui sopra seguono diverse importanti conclusioni per la chirurgia endoscopica:

Se è necessario riscaldare (ad esempio, coagulare) un grande volume di tessuto, allora si dovrebbe dare la preferenza a un laser YAG al neodimio (1,06 µm) o a un laser a diodi (0,81 µm), poiché il volume del tessuto riscaldato sarà molto volte più grande rispetto a quando si utilizzano laser a CO2.

Se è necessario eseguire un taglio preciso (di precisione) dei tessuti, è preferibile utilizzare un laser CO2. Quando si utilizza un laser di questo tipo, si verifica un minore trauma termico ai tessuti circostanti l'incisione e, pertanto, il tasso di guarigione della ferita in futuro sarà più elevato e la gravità delle cicatrici tissutali nell'area dell'incisione sarà inferiore.

Poiché la coagulazione laser è principalmente di natura termica (coagulazione termica), un volume maggiore di tessuto riscaldato dal laser consente la coagulazione di vasi più grandi. Pertanto, la radiazione laser, che penetra più in profondità nel tessuto, ha un potenziale emostatico più pronunciato. Ad esempio, un laser YAG al neodimio può coagulare vasi sanguigni con un diametro fino a 3-4 mm, mentre un laser CO2 coagula in modo affidabile vasi con un diametro non superiore a 0,5 mm. I laser a diodi (0,97 µm), i laser YAG all'olmio (2,09 µm) e il laser YAG al neodimio a raddoppiamento di frequenza (0,532 µm) occupano una posizione intermedia tra il laser YAG al neodimio (1,06 µm) e il laser CO2 (10,6 micron) per la coagulazione e i tessuti capacità di taglio. Questi laser non hanno un cromoforo dominante chiaramente definito. Più precisamente, hanno ciascuno 2 cromofori simili nell'assorbimento per la lunghezza d'onda di generazione. Per i laser a diodi e i laser YAG all'olmio, i cromofori sono acqua e sangue, mentre per i laser YAG al neodimio a duplicazione di frequenza (laser verde) i cromofori sono sangue e melanina. Quale dei cromofori sarà dominante è spesso determinato dalla specifica situazione operativa e dipende dal grado di riempimento di sangue e acqua, dalla struttura morfologica, dal grado di colorazione dei tessuti, dalla distribuzione non uniforme delle molecole di cromoforo nell'ambiente e dal grado di saturazione di ossigeno del tessuto.

Per ottenere lo stesso effetto termico (ad esempio evaporazione o coagulazione dei tessuti), è necessario circa lo stesso dispendio energetico per unità di volume di tessuto. Pertanto, quando si utilizzano radiazioni che penetrano più in profondità nei tessuti, sono necessari anche maggiori costi energetici assoluti. Inoltre aumenta il rischio di effetti indesiderati sugli organi situati oltre la zona di impatto. Quando si sceglie il tipo di laser e i suoi parametri energetici (potenza, energia), è necessario procedere dalle caratteristiche sopra descritte. Ecco perché i sistemi chirurgici laser con maggiore potenziale di coagulazione hanno sempre una maggiore potenza. Pertanto, i livelli di potenza dei sistemi chirurgici con laser YAG al neodimio sono di 100 W e oltre, mentre con un laser a CO2 sono di circa 20 W. Notiamo inoltre che tenendo conto della “riserva operativa”, vengono solitamente scelti sistemi anche più potenti, poiché maggiore è la potenza (energia) del laser, maggiore è la produttività del processo operativo (velocità di taglio, coagulazione, evaporazione).

Riso. 1.39. Dipendenza dell'assorbimento della radiazione laser nell'acqua (linee continue) e nel sangue intero (asterischi) dalla lunghezza d'onda (a - da 0,6 a 10,6 µm, b - da 0,7 a 1,1 µm).
Gli assi delle ascisse indicano la lunghezza d'onda, µm; lungo gli assi delle ordinate - coefficienti: assorbimento, cm"1 (per acqua), mm-1 (per sangue).

È molto importante capire che l'aumento della temperatura determina effettivamente l'effetto termico raggiunto e quindi l'effetto chirurgico (medico). Gli effetti termici nei tessuti biologici corrispondono ai seguenti intervalli di temperatura (in °C):
assenza di cambiamenti irreversibili - 37-45
separazione degli strati di tessuto (edema) - 45-48
saldatura del tessuto, denaturazione delle proteine ​​- 45-60
coagulazione, necrosi, disidratazione - 60-100
evaporazione dell'acqua nei tessuti - 100
carbonizzazione (bruciando l'idrogeno dagli idrocarburi tissutali) - 150-300
combustione ed evaporazione dei tessuti - >300

Un aumento della temperatura in un volume locale (limitato dalla profondità di assorbimento della luce) quando sono soddisfatte determinate condizioni energetiche e temporali porta alla distruzione ablativa del tessuto senza ustione. Ad esempio, per i laser a CO2 la densità di energia dovrebbe essere superiore a 4-5 J/cm2 e il tempo di esposizione dovrebbe essere inferiore a 1 ms. In tali condizioni, l'esposizione al laser provoca l'ebollizione del liquido surriscaldato (acqua) in un volume limitato, la formazione di un'elevata pressione di vapore (diverse volte superiore alla pressione atmosferica) e l'espulsione di frammenti di tessuto dalla zona di irradiazione del laser a causa della caduta di pressione. Il taglio (ablazione) del tessuto con un laser rappresenta quindi la distruzione termica sequenziale del tessuto quando si sposta un raggio di luce (con i parametri necessari) da un punto del tessuto a un altro.

Caratteristiche dei vari laser utilizzati in chirurgia endoscopica

Scegliere il laser ottimale per la chirurgia endoscopica non è un compito facile. Ogni tipo di laser ha i suoi vantaggi e svantaggi, che abbiamo identificato in molti anni di lavoro.

Dispositivi basati su laser CO2. I laser a CO2 (laser ad anidride carbonica) sono diventati i primi (alla fine degli anni '60 del secolo scorso) strumenti di routine per i chirurghi. La radiazione dei laser CO2 con una lunghezza d'onda di 10,6 micron viene assorbita in un sottile strato di tessuto (40-60 micron). Il principale componente assorbente è l'acqua. L'energia viene rilasciata in un piccolo volume, l'effetto di taglio si manifesta con potenze di diversi watt e il danno ai tessuti sottostanti dovuto alla penetrazione delle radiazioni è insignificante. Un ulteriore effetto di risparmio sul tessuto sottostante si ottiene attraverso l'uso di una modalità operativa a impulsi periodici. Gli svantaggi includono un debole effetto coagulante, costi elevati e un’efficienza insufficiente delle fibre ottiche esistenti per la trasmissione (per tali laser vengono utilizzate guide luminose cave), motivo per cui è necessario utilizzare guide luminose con lenti a specchio, che limitano le capacità del chirurgo.

Dall'inizio del 1998, eseguiamo interventi chirurgici broncoscopici utilizzando il sistema medico laser CO2 Sharplan 1080S prodotto da Sharplan Lasers, Inc., che fornisce potenza da 5 a 80 W ad una lunghezza d'onda di 10,6 micron. L'aspetto del dispositivo è mostrato in Fig. 1,40. I dispositivi domestici "Lancet-1", "Lancet-2" (20 W), "Lancet-4" sono inferiori a "Sharplan 1080S" in termini di facilità d'uso e capacità, sebbene siano significativamente più economici di quest'ultimo. Come già accennato, è impossibile utilizzare guide luminose flessibili con un laser CO2 e lavorare con una lunghezza d'onda della radiazione di 10,6 micron è possibile solo con l'ausilio di speciali broncoscopi rigidi.

Inoltre, non è possibile utilizzare l'ottica broncoscopica standard e l'unico dispositivo ottico che migliora la visibilità è una lente d'ingrandimento all'estremità prossimale del tubo, che non può essere paragonata in efficacia a un telescopio ottico. Sfortunatamente, non esistono ancora microscopi operatori broncoscopici simili a quelli utilizzati in otorinolaringoiatria, quindi il controllo visivo quando si lavora con un laser a CO2 è significativamente peggiore rispetto a quando si utilizza, ad esempio, un laser YAG al neodimio. Inoltre, il fumo derivante dai tessuti bruciati, che riempie il tubo, compromette drasticamente la visibilità e non è sempre possibile rimuoverlo rapidamente anche con l'aiuto di un aspiratore.

Un'altra caratteristica del laser CO2 è che la sua radiazione, passando attraverso il tubo dell'endoscopio, praticamente non si espande, come si osserva quando la radiazione laser esce dalle guide luminose. Questo dovrebbe essere tenuto in considerazione quando si accende la radiazione e la si sposta sul bersaglio: se il raggio laser CO2 “manca”, ad esempio, passa accanto al tumore e colpisce la parete della trachea o del bronco, anche significativamente distalmente rispetto al punto desiderato zona di impatto, in questo luogo si verificherà un'ustione della mucosa intatta.

Allo stesso tempo, la capacità di lavorare senza guide luminose flessibili rende il laser CO2 uno strumento più affidabile nelle mani di un chirurgo e non richiede l'uso di materiali di consumo costosi e che si deteriorano rapidamente: le guide luminose. La radiazione laser CO2, secondo le nostre osservazioni, ha deboli proprietà emostatiche, ma a causa dell'elevato coefficiente di assorbimento da parte dei tessuti, è in grado di sezionare ed evaporare bene il tumore e il tessuto cicatriziale anche con una potenza relativamente bassa (20-40 W); a nostro avviso è più efficace in questo caso rispetto alla radiazione di altri laser.

Riso. 1,40. Laser CO2 1080S (“Sharplan Lasers, inc.”) con una lunghezza d'onda di 10,6 micron.

Non deve essere utilizzato per la resezione di tumori altamente vascolarizzati, poiché l'intersezione di un vaso più o meno grande (più di 0,5-0,8 mm) può portare a gravi emorragie. Un'alternativa può essere la coagulazione iniziale del tessuto seguita dal taglio strato per strato o dall'uso di morsetti speciali per comprimere il sito dell'incisione. Presentiamo i principali vantaggi e svantaggi dei laser CO2 dal punto di vista della chirurgia endoscopica.

Vantaggi

Non sono necessarie fibre ottiche e il loro raffreddamento con aria o gas. Un effetto di coagulazione più superficiale e la possibilità di un intervento più preciso, ad esempio sulla laringe. Ablazione altamente efficace con una potenza di radiazione relativamente bassa (da 10 a 40 W, in media 30 W). Proprietà di taglio ben espresse.

Possibilità di regolazione flessibile dei parametri energetici del raggio laser (varie tipologie di modalità continua, pulsata e combinata). La capacità di regolare in modo flessibile i parametri energetici del raggio laser attraverso l'utilizzo di accessori ottici esterni focalizzanti e defocali che funzionano secondo il principio “focus-defocus” e consentono di controllare la densità di potenza sul campo operatorio.

Screpolatura

L'impossibilità di trasmettere radiazioni attraverso una guida luminosa flessibile e di utilizzarla con endoscopi a fibre ottiche. La necessità di strumenti broncoscopici speciali e l'impossibilità di utilizzare l'ottica standard per monitorare l'ablazione dei tessuti durante l'intervento chirurgico. Aumento dei livelli di fumo nel campo chirurgico. Difficoltà nella rimozione e soprattutto nella coagulazione di grandi volumi di tessuto.
Proprietà emostatiche debolmente espresse.

Dispositivi basati su laser a stato solido pompati a lampada

All'inizio degli anni '70 del XX secolo. Sono comparsi dispositivi chirurgici con laser YAG al neodimio altamente efficienti, che generano radiazioni infrarosse con una lunghezza d'onda di 1,06 μm in modalità continua, pulsata e impulso-periodica. Questi laser sono diventati il ​​secondo tipo di laser ampiamente utilizzato come bisturi.

Il vantaggio principale dei laser YAG al neodimio è la capacità di trasmettere radiazioni ad alta potenza (100 W o più) attraverso una guida luminosa al quarzo flessibile, che li ha resi strumenti ideali per operazioni endoscopiche minimamente invasive. Durante l'esecuzione degli interventi, lo strumento in fibra può essere portato in zona operatoria attraverso il canale strumentale dell'endoscopio. Ciò consente loro di essere utilizzati quando si lavora con broncofibroscopi, nonché di fornire radiazioni direttamente nell'area operativa ai tessuti e controllare il processo di coagulazione e ablazione (evaporazione) mediante l'ottica. Utilizzando vari dispositivi all'estremità di uscita (distale) della fibra di lavoro, è possibile modificare le caratteristiche spaziali della radiazione in uscita.

Quando si utilizza una fibra ottica con un'estremità piatta perpendicolare all'asse della fibra, la radiazione esce lungo la fibra sotto forma di un fascio divergente a forma di cono con un angolo al vertice del cono corrispondente all'apertura numerica della fibra (ad esempio fibre di quarzo-quarzo circa 25°). Naturalmente, la densità di potenza della radiazione diminuisce man mano che l'estremità di uscita della fibra si allontana dall'oggetto di influenza. Inoltre, durante l'esposizione a distanza, parte della radiazione viene riflessa dal tessuto e può causare un'esposizione indesiderata alle radiazioni per il chirurgo, in particolare per i suoi occhi.

È possibile l'esposizione a contatto della guida ottica in fibra al tessuto, per cui l'estremità distale della fibra di quarzo di lavoro ad una distanza di circa 5 mm viene pulita dal guscio protettivo in plastica e portata a contatto con il tessuto. La presenza del contatto fisico consente di localizzare con precisione l'impatto. Il contatto con i tessuti elimina la riflessione delle radiazioni nello spazio circostante. Con una potenza di radiazione sufficiente nel punto di contatto si verifica una contaminazione del conduttore ottico con prodotti della combustione dei tessuti, un aumento della generazione di calore e un conseguente riscaldamento dell'estremità del conduttore ottico. In questo caso il tessuto viene esposto all'effetto combinato della radiazione laser e dell'estremità calda della guida luminosa.

In alcuni casi è necessario dirigere la radiazione perpendicolarmente alla fibra. Per fare ciò, utilizzare uno strumento in fibra con radiazione laterale (la cosiddetta fibra laterale), la cui estremità è lucidata con un angolo vicino a 45°. Per evitare danni all'estremità della fibra a contatto con il tessuto, un cappuccio protettivo in quarzo è posizionato sopra l'estremità distale. Per poter cambiare la direzione della radiazione, sulla fibra viene posizionata una speciale pinza scorrevole, che blocca la fibra e ne consente la rotazione attorno al suo asse.

Nella fig. 1.39b è chiaro che la radiazione dei laser YAG al neodimio avviene con un minimo di assorbimento locale nell'acqua. Questa radiazione viene assorbita nei tessuti in modo meno forte rispetto alla radiazione dei laser CO2 e può penetrare fino a una profondità di 6-8 mm, il che significa che l'energia della radiazione laser viene rilasciata in un volume maggiore. Ciò consente la distruzione di volumi relativamente grandi di tessuto tumorale e cicatriziale.

Un indubbio vantaggio dei sistemi laser di questo tipo sono anche le loro pronunciate proprietà emostatiche. È importante notare che l'emostasi utilizzando un laser YAG al neodimio si ottiene senza un assorbimento significativo delle radiazioni da parte del sangue, come si osserva quando si utilizzano laser verdi. La radiazione emessa da un laser YAG al neodimio provoca la denaturazione termica e l'agglomerazione delle proteine ​​dei tessuti e la contrazione delle fibre di collagene del tessuto connettivo. Questi fattori causano la compressione e l’ostruzione dei vasi sanguigni.

Oltre ai vantaggi, i laser YAG al neodimio presentano anche una serie di svantaggi che compaiono durante gli interventi chirurgici. Si tratta principalmente della necessità di raffreddamento ad aria o gas delle fibre ottiche (soprattutto quando si trasmettono radiazioni con una potenza superiore a 40 W), senza la quale queste ultime falliscono rapidamente. Il fatto è che la maggior parte delle guide luminose laser utilizzate sono progettate per funzionare in una modalità senza contatto della guida luminosa con il tessuto con una distanza di lavoro tra l'estremità della guida luminosa al quarzo e l'oggetto dell'operazione pari a diversi (1- 3) millimetri. Durante l'ablazione laser, a seguito del movimento delle pareti tracheali durante la ventilazione artificiale o la tosse (se l'operazione viene eseguita in anestesia locale), l'estremità della guida luminosa spesso entra in contatto con il tessuto o riceve sangue ed espettorato. In questi casi, l'estremità della guida luminosa potrebbe bruciarsi, il che richiede la sua rapida sostituzione o riparazione.

Le caratteristiche negative dei laser YAG al neodimio includono anche la sensibilità del colore ai cromofori, principalmente alla melanina. Con un laser di questo tipo è impossibile tagliare ed evaporare rapidamente tessuti leggeri leggermente pigmentati, anche alle massime potenze specifiche possibili. Tuttavia, dopo che si verificano la pirolisi e la carbonizzazione (precipitazione di particelle di carbonio) degli strati superficiali del tessuto a causa degli effetti termici, la radiazione laser inizia ad essere ben assorbita dai tessuti che subiscono una rapida evaporazione.

Pertanto, i processi di taglio avvengono prima con un certo ritardo e poi come una valanga. Ciò è dovuto al fatto che quando i tessuti vengono riscaldati a una temperatura più elevata, la natura dell’assorbimento della luce da parte dei tessuti cambia (il cromoforo dominante cambia). Invece dell'acqua, il ruolo del cromoforo dominante inizia ad essere svolto dalle strutture tissutali disidratate e dal carbonio depositato nella zona di irradiazione laser. Chiamiamo questo fenomeno assorbimento indotto. Di seguito sono riportati i principali vantaggi e svantaggi dei laser YAG al neodimio.

Vantaggi

La possibilità di trasmettere una potente radiazione termica attraverso una guida luminosa flessibile al quarzo al sito chirurgico e la relativa possibilità di utilizzo con endoscopi a fibre ottiche.

Capacità di monitorare l'ablazione e la coagulazione utilizzando l'ottica endoscopica standard.

La capacità di penetrare in profondità nel tessuto e di coagulare e asportare volumi di tessuto relativamente grandi.

Proprietà emostatiche ben definite e relativa possibilità di coagulazione di vasi abbastanza grandi (3-5 mm di diametro).

Possibilità di funzionamento in modalità continua e pulsata.

Screpolatura

Sussiste il pericolo di incendio delle fibre ottiche, soprattutto in caso di aumento della concentrazione di ossigeno nelle vie respiratorie.

Bruciore frequente dell'estremità distale del conduttore ottico a contatto con tessuti coagulati.

Difficoltà nell'eseguire azioni superficiali di precisione (ad esempio nella laringe).

Ablazione difficile ("schermatura termica") in presenza di sangue nell'area del campo chirurgico.

La necessità di raffreddamento ad aria o gas delle guide luminose durante il trasporto di radiazioni potenti (più di 40 W).

Diversa sensibilità al colore per tessuti con contenuto di melanina eterogeneo (disomogeneo).

Durante il primo periodo del nostro lavoro (1992-1998), le operazioni laser sulla trachea in clinica sono state eseguite utilizzando un'installazione laser basata sull'unità di potenza del laser tecnico SPIK-1 e sull'emettitore del modello seriale del neodimio domestico Laser YAG "Raduga-1" . Con una potenza annunciata di 100 W, questa installazione in realtà ha fornito una potenza non superiore a 40 W all'estremità della guida luminosa, che è la soglia minima richiesta per un'efficace ablazione (evaporazione) dei tessuti. Durante questo periodo, abbiamo anche effettuato test clinici sul laser domestico YAG al neodimio LASKA prodotto da Ecolab LLP.

Dall'inizio del 1998, lavoriamo con un'installazione unica basata sul laser YAG al neodimio “COMBO 1064/532 XJ” (Fig. 1.41) prodotto da Sharplan Lasers, Inc. Consente il funzionamento in due gamme spettrali: con una lunghezza d'onda di 1,06 micron, una potenza di 100 W (vicino infrarosso) e 0,53 micron (verde visibile) utilizzando la conversione della radiazione laser YAG al neodimio utilizzando un cristallo KTR non lineare. Quando si lavora con i laser YAG, sono state utilizzate guide luminose flessibili al quarzo con un diametro del nucleo di 400 e 600 μm e un accoppiamento metallico all'estremità distale. Sono stati raffreddati fornendo anidride carbonica da un cilindro o aria ambiente utilizzando un compressore. L'unicità di questo sistema è dovuta al fatto che è l'unico modello di dispositivo medico al mondo che permette di creare in un unico dispositivo una potenza all'estremità distale della guida luminosa di oltre 100 W nel campo dell'infrarosso e circa 40 W (!) nella zona verde.

Riso. 1.41. Laser YAG al neodimio “COMBO 1064/532 XJ” (“Sharplan Lasers, inc.”) con una lunghezza d'onda di 1,064 e 0,532 micron.

La nostra esperienza con la radiazione verde (0,53 μm) proveniente da un laser YAG al neodimio a frequenza raddoppiata è relativamente piccola, ma possiamo notare un effetto più superficiale di questa radiazione sui tessuti, un taglio abbastanza elevato e buone proprietà coagulative ed emostatiche, a causa delle peculiarità di l'interazione della luce verde con i tessuti. Come notato sopra, i cromofori dominanti nella regione verde dello spettro sono componenti del sangue, ma il coefficiente di diffusione della luce da parte dei tessuti in questo intervallo spettrale è elevato. Pertanto, il coefficiente di assorbimento è di circa 15 cm~", e il coefficiente di diffusione è di circa 500 cm-1. Pertanto, la profondità del rilascio di energia luminosa nei tessuti è di circa 0,5 mm (a seconda del grado di vascolarizzazione dei tessuti), il che lo rende difficile rimuovere grandi volumi di tessuto, ma consente di eseguire l'ablazione in modo più preciso (con una zona di necrosi termica più piccola) e, quindi, con maggiore parsimonia, cosa importante quando si eseguono interventi sulla laringe o nello spazio sottoglottico della trachea .

Notiamo inoltre che a causa della piccola profondità di penetrazione della radiazione verde nei tessuti, una potenza di circa 40 W all'estremità distale del conduttore di luce diventa addirittura eccessiva per il tipo di interventi endoscopici da noi eseguiti. Gli svantaggi includono il colore verde molto brillante della radiazione, che richiede l'uso di speciali filtri luminosi protettivi, che cambiano bruscamente il colore del campo operatorio e rendono difficile la navigazione nei tessuti e l'esecuzione dell'operazione nel suo complesso. Ecco le caratteristiche del lavoro con la radiazione laser nella gamma verde (0,53 micron):
Possibilità di trasmettere la radiazione attraverso una guida di luce flessibile e di utilizzarla con endoscopi a fibre ottiche. Ablazione altamente efficace con potenza di radiazione relativamente bassa (da 2 a 40 W).

Elevato coefficiente di assorbimento da parte dei tessuti (soprattutto quelli contenenti emoglobina) e coefficiente di diffusione della luce e buon effetto emostatico associato. Un effetto più superficiale sui tessuti e la possibilità di un intervento più preciso (ad esempio sulla laringe) con una piccola zona di necrosi termica, più grande rispetto a quando si utilizza un laser CO2, ma significativamente più piccola rispetto a quando si utilizza un laser YAG al neodimio. Capacità di operare in modalità continua, pulsata e pulsata-periodica.

La necessità di lavorare con occhiali protettivi con filtri che distorcono notevolmente la resa cromatica.

La necessità di modificare la natura dell'interazione della radiazione laser con i tessuti biologici per risolvere urgenti problemi medici ha portato alla comparsa di dispositivi con laser che utilizzano altri mezzi cristallini. Pertanto, abbiamo effettuato test clinici del laser chirurgico STN-10 (laser YAG all'olmio con una lunghezza d'onda di 2,09 μm) prodotto da JSC Khore (ora JSC MedOptoTech), operante in modalità impulso-periodico.

La radiazione laser con una lunghezza d'onda di 2,09 µm colpisce il massimo di assorbimento locale nell'acqua (vedi Fig. 1.39, a), quindi dà un buon effetto di taglio, l'assorbimento della radiazione risulta essere vicino a quello della radiazione con una lunghezza d'onda di 10,6 µm, ma a differenza di quest'ultimo è ben trasmesso attraverso guide luminose costituite da quarzo “essiccato”.

La modalità operativa a impulsi e l'elevata potenza di picco (oltre 4 kW), la breve durata degli impulsi di radiazione (circa 250 μs) e una frequenza di ripetizione sufficientemente elevata (circa 20 Hz) forniscono buone proprietà di taglio del laser. Va notato che la radiazione è ben assorbita dai tessuti e la sua profondità di penetrazione relativamente piccola (0,5 mm) rispetto a quella dell'utilizzo di un laser YAG al neodimio, provoca un effetto più superficiale e un minor danno ai tessuti circostanti, che è accompagnato dal assenza di una cicatrice ruvida durante la guarigione di una ferita laser, ma non consente la coagulazione e la rimozione simultanea di grandi volumi di tessuto.

Anche l'emostasi è abbastanza efficace e non si verifica a causa della coagulazione termica del sangue, ma come risultato della torsione e compressione dei capillari, che riduce la probabilità di formazione e separazione di grandi coaguli di sangue. Il laser YAG all'olmio, a nostro avviso, è meglio utilizzato per le alterazioni cicatriziali della laringe che per la stenosi tracheale massiva. Di seguito sono riportati i principali vantaggi e svantaggi dei laser YAG all’olmio.

Vantaggi

Assorbimento della luce sufficientemente elevato nei tessuti e ablazione e coagulazione efficaci dei tessuti con una potenza di radiazione media relativamente bassa.

Buona trasmissione della radiazione attraverso un conduttore ottico flessibile al quarzo con autopulizia dell'estremità distale del conduttore ottico sotto l'influenza della radiazione impulsiva periodica (effetto autopulente).

La possibilità di un impatto più superficiale, e quindi più preciso, rispetto a quando si lavora con un laser YAG al neodimio.

Screpolatura

Mancanza di modalità di funzionamento continuo (è possibile solo la modalità a impulsi).

La necessità di raffreddare le fibre ottiche e il reale pericolo della loro accensione quando aumenta la concentrazione di ossigeno nelle vie respiratorie.

Spesso la profondità dell’ablazione tissutale è insufficiente ed è difficile rimuovere grandi volumi di tessuto.

Eccessiva carbonizzazione dei tessuti coagulati quando si utilizzano laser a bassa pulsazione e medie potenze (inferiori a 20 W).

La necessità di utilizzare speciali guide luminose realizzate in quarzo “essiccato”.

Dispositivi basati su laser a semiconduttore

Nel 1962 furono creati i primi laser a semiconduttore (diodi laser), altamente efficienti e di piccole dimensioni. Purtroppo per molto tempo è rimasto un problema ottenere con il loro aiuto livelli di potenza di uscita sufficienti per l'intervento chirurgico e una durata operativa accettabile. Solo nell'ultimo decennio del XX secolo. I laser a semiconduttore ad alta potenza divennero disponibili e iniziarono rapidi progressi nell'aumento dell'efficienza, dell'affidabilità e dei livelli di potenza di uscita ottenibili riducendo al tempo stesso i costi. Attualmente, sulla base di essi, in Russia viene prodotto in serie un gran numero di dispositivi, che sono significativamente superiori nelle loro caratteristiche prestazionali (basso costo, basso consumo energetico, peso e dimensioni, elevata affidabilità e durata, assenza di alte tensioni) a dispositivi basati su laser a gas e laser a stato solido con lampada pompata.

I più diffusi sono i dispositivi laser a semiconduttore con lunghezze d'onda di 0,81 e 0,97 micron. Primo: hanno proprietà vicine a quelle dei laser YAG al neodimio. Questi ultimi, grazie alla profondità di assorbimento di 1-2 mm, uniscono buone proprietà taglianti e coagulanti. Tuttavia, per tali dispositivi esiste una limitazione fondamentale che impedisce il miglioramento delle loro caratteristiche. L'ampia divergenza della radiazione generata dai diodi laser ad alta potenza non consente a questa radiazione di essere introdotta nelle fibre sottili e, quindi, di creare un'elevata densità di potenza all'uscita della fibra.

Valore limite odierno: circa 30 W di radiazione continua in una fibra con un diametro di 0,4 mm e un'apertura numerica di 0,2. Questo non deve essere considerato un valore piccolo: tali caratteristiche sono sufficienti per la perforazione ossea nel trattamento dell'osteomielite e, in termini di efficienza di taglio, tali laser non sono inferiori ai laser YAG al neodimio con una potenza di uscita di circa 60 W. Abbiamo effettuato test clinici sul bisturi laser LS-0.97 (IRE-Polyus, Russia) con una potenza di uscita fino a 20 W, che fa parte della famiglia di dispositivi approvati per la produzione di massa, prodotti con il nome specificato LSP " IRE-Polyus" (Fig. 1.42 ). L'utilizzo di questo tipo di laser in chirurgia endoscopica si è dimostrato promettente, ma la sua potenza a volte è risultata insufficiente. Con l'aumento della potenza di uscita delle radiazioni, tali dispositivi sono diventati un serio concorrente dei laser YAG al neodimio.

Riso. 1.42. Laser a semiconduttore portatile LSP “IRE-Polyus” (Russia).

Ecco le caratteristiche di un laser a semiconduttore con lunghezza d'onda di 0,97 µm individuato durante gli interventi endoscopici (i laser con lunghezza d'onda di 0,81 µm hanno quasi le stesse caratteristiche di quelli con lunghezza d'onda di 1,06 µm):

• Possibilità di trasmettere la radiazione attraverso una guida di luce flessibile e di utilizzarla con endoscopi a fibre ottiche.
• Combinazione di buone proprietà di taglio e coagulazione.
• Capacità di operare in modalità continua, pulsata e pulsata-periodica.
• Elevata affidabilità, facilità di controllo, costo relativamente basso, nessuna necessità di potenza potente. Le dimensioni ridotte facilitano l'integrazione del dispositivo in un supporto endoscopico.

In conclusione verranno brevemente discusse le ulteriori prospettive di utilizzo della tecnologia laser in chirurgia endoscopica, in particolare endotoracica.

Attualmente è stato raggiunto il livello necessario di comprensione della natura degli effetti della radiazione laser con diverse lunghezze d'onda su vari tessuti biologici. Sono stati formulati i requisiti medici e tecnici di base per le apparecchiature endochirurgiche laser, sono stati mostrati i vantaggi e gli svantaggi dei vari tipi di laser a livello clinico, le caratteristiche operative ed ergonomiche dei sistemi laser sono state notevolmente migliorate, metodi efficaci per l'utilizzo delle apparecchiature laser nella pratica clinica sono stati sviluppati, laser promettenti sono ampiamente testati, ecc.

Tenendo conto delle realtà dell'assistenza sanitaria domestica, non ci soffermeremo su opzioni costose, come i laser a elettroni liberi, e prenderemo in considerazione laser più convenienti. Fino all'avvento di guide luminose efficaci, rimanderemo le discussioni sui laser a CO2 e sui laser a CO, soprattutto da quando sono comparsi dispositivi basati su laser a fibra: laser su fibra attivata dal tulio con una lunghezza d'onda di lavoro
1,9 micron. Questa radiazione avviene con un massimo di assorbimento locale nell'acqua; la natura dell'effetto sui tessuti è simile all'effetto della radiazione con una lunghezza d'onda di 10,6 micron e può essere trasmessa lungo una fibra di quarzo "essiccato".

Inoltre, sono stati sviluppati e approvati per l'uso laser a fibra operanti a una lunghezza d'onda di 1,56 μm (fibra attivata da erbio) e 1,06 μm (fibra attivata da irterbio). Le potenzialità di questi laser sono testimoniate dal fatto che nelle versioni industriali in modalità continua monomodale sono state raggiunte rispettivamente potenze superiori a 600 e 150 W. Inoltre, tali laser sono molto più efficienti e affidabili e hanno dimensioni più piccole rispetto ai laser a cristallo. Inoltre, lo sviluppo delle tecnologie delle fibre ha reso possibile la creazione di dispositivi medici che utilizzano due radiazioni controllate in modo indipendente con diverse lunghezze d'onda e la radiazione può essere emessa attraverso fibre separate o attraverso una fibra funzionante. Tali dispositivi consentono al chirurgo di modificare la natura dell'effetto sui tessuti a seconda dell'attuale compito dell'intervento chirurgico (e questo non è più difficile della scelta della temperatura dell'acqua del rubinetto).

L'analisi dell'uso di vari sistemi laser nella chirurgia generale, nonché l'esperienza accumulata in oltre 10 anni nell'uso dei laser YAG al neodimio e dell'olmio, dei laser YAG a duplicazione di frequenza e dei laser CO2 nella pratica chirurgia endotracheale, ci consente di guardare con ottimismo nel futuro della chirurgia laser.

SONO. Shulutko, A.A.Ovchinnikov, O.O.Yasnogorodsky, I.Ya.Mogus

La chirurgia laser si basa sull’utilizzo di tecnologie avanzate. Sono dispositivi contenenti un mezzo gassoso (anidride carbonica, xeno o argon) e che restituiscono potenti raggi luminosi.

Esistono due tipi di laser. I laser a bassa frequenza vengono utilizzati in terapia e servono a trattare molte malattie, a cominciare dall’eliminazione delle cellule tumorali. I laser ad alta frequenza sono più ampiamente utilizzati nelle operazioni di rimozione delle cicatrici.

Il laser è praticamente senza sangue (il laser cauterizza la superficie dei vasi sanguigni) e non lascia cicatrici o. La guarigione delle ferite dopo si verifica a causa della rigenerazione della normale struttura della pelle. Le ferite stesse rimangono sterili per lungo tempo e lo sviluppo del processo infiammatorio è ridotto al minimo.

I primissimi “clienti” della chirurgia laser furono per il trattamento delle anomalie oculari (ipermetropia, miopia, astigmatismo e altre patologie). I tessuti dell'occhio sono superfici ideali su cui focalizzare i raggi laser.

Le operazioni stesse non sono considerate complesse. Gli ultimi modelli laser garantiscono un lavoro indolore, la possibilità di eseguirlo su entrambi gli occhi in un giorno e un breve periodo di riabilitazione.

Con l'aiuto della chirurgia laser si possono eliminare anche molte altre malattie, tra le quali vorrei segnalare: formazioni cutanee maligne, alcune malattie maligne del bordo rosso delle labbra o della mucosa orale, malattie otorinolaringoiatriche, malattie vascolari, infiammatorie purulente della pelle e del grasso sottocutaneo, nonché disturbi dell'area genitale femminile.

La chirurgia laser è utilizzata attivamente in cosmetologia e chirurgia plastica. Permette di eliminare molti problemi che fino a poco tempo fa sembravano insolubili e di correggere quasi tutti i difetti del corpo. Tali procedure includono la depilazione laser, la rimozione di tatuaggi, macchie senili, verruche, vasi sottocutanei, nei, cicatrici postoperatorie, papillomi, smagliature, chirurgia delle unghie incarnite e resurfacing della pelle con laser.

A seconda del tipo di operazione, vengono utilizzati uno o più tipi di raggi laser. Viene selezionato un programma individuale, che può consistere in una o più sessioni. Di solito non è necessaria l’anestesia durante l’intervento laser.

Per qualche tempo dopo il completamento del lavoro, sulla pelle rimane un'area rosa uniforme. Dovrebbe essere protetto dall'esposizione ai raggi ultravioletti. In caso contrario, potrebbe verificarsi la pigmentazione della pelle.

La chirurgia laser è diventata una vera svolta nel trattamento delle palpebre varicose e un vero assistente per i flebologi. A questo scopo viene utilizzato il metodo endovasale che utilizza laser ad alta energia. Tali operazioni sono caratterizzate da indolore, alta efficienza e un periodo postoperatorio facile.

Dalla creazione del primo laser da parte di Maiman nel 1960, i sistemi laser sono diventati ampiamente utilizzati in vari campi della scienza, inclusa la pratica medica quotidiana. La parola laser è un acronimo formato dalle lettere iniziali di parole che indicano il principio del suo funzionamento: l ight UN amplificazione di S stimolato E missione di R adiazione - amplificazione della luce mediante emissione stimolata. Il numero dei diversi laser è aumentato in modo significativo negli ultimi anni, ma tutti i dispositivi laser sono costituiti da tre componenti principali: una fonte di energia, un mezzo attivo e una cavità laser. Il raggio laser ottenuto per emissione stimolata a seguito della riflessione multipla della luce tra gli specchi della cavità laser ha le seguenti tre proprietà specifiche:

• coerenza- tutte le onde del raggio laser hanno la stessa fase;
• collimazione(direzionalità) - divergenza molto piccola dei raggi del raggio laser anche a lunghe distanze, ad es. raggi quasi paralleli;
• monocromatico- tutte le onde hanno la stessa lunghezza e frequenza (banda spettrale della radiazione estremamente stretta).

Il meccanismo della fotocoagulazione selettiva consiste nell'assorbimento selettivo dell'energia laser di una certa lunghezza d'onda da parte di vari componenti dei tessuti biologici, che porta alla loro distruzione selettiva senza causare danni al tessuto circostante. Nel trattamento delle patologie di origine vascolare, l'uso principale è stato trovato nei laser a diodi ad alta energia che generano un fascio nell'intervallo dei picchi di assorbimento dell'emoglobina e della carbossiemoglobina (810-980 nm). Nella nostra pratica di trattamento complesso delle malattie vascolari, utilizziamo il laser a diodi Medilas D Skin Puls S (Dornier, Germania) con una lunghezza d'onda di 940 nm (Fig. 1).

Figura 1. Laser a diodi “Medilas D Skin Puls S”

Il laser a diodi viene utilizzato per le seguenti patologie:

Displasia vascolare:

• macchie di vino porto
• displasie venose e artero-venose
• linfangiomatosa, displasia mista

Emangiomi

• capillare
• cavernoso

Teleangectasie sul viso

Vene del ragno

Angiomi delle labbra della bocca:

• piccolo
• grande

Emangiomi senili

Vene varicose degli arti inferiori:

• Sistema della vena grande safena (GSV).
• sistema della piccola vena safena (SSV).
• forme miste

Tromboflebite delle vene varicose:

• tratti dei tronchi principali (BPV e/o MPV)
• rami dei tronchi principali
• forme miste

Le vene varicose degli arti inferiori (VLVV), essendo una delle malattie più comuni, è accompagnata da una vasta gamma di manifestazioni di natura funzionale e organica, difetti estetici, peggiorando significativamente la qualità della vita dei pazienti. L'elevata morbilità degli interventi tradizionali di VVVNK, un lungo periodo di disabilità postoperatoria e l'aumento del numero di pazienti operati ogni anno determinano il significato medico e sociale di questo problema. L’eliminazione delle secrezioni veno-venose elevate e delle vene varicose principali nel sistema della grande vena safena (GSV) è l’obiettivo principale del trattamento nella stragrande maggioranza dei pazienti con VSVNK. Nella pratica quotidiana, per risolvere questo problema, l'operazione Babcock viene solitamente utilizzata nella sua forma classica o in modifiche più moderne (flebectomia con inversione, PIN stripping, crioflebectomia, ecc.). Tuttavia, i metodi con sonda per la rimozione delle vene sono traumatici, gli affluenti venosi sono spesso danneggiati, le vene comunicanti sono rotte, i collettori linfatici e i tronchi nervosi sono danneggiati, estesi ematomi nel canale della VGS e il grasso sottocutaneo della coscia causano dolore postoperatorio prolungato e rallentano il ritmo della riabilitazione medica e sociale dei pazienti.

Ecco perché, tenendo conto delle tendenze moderne nello sviluppo della flebologia, lo sviluppo e l’implementazione di tecnologie fondamentalmente nuove per il trattamento delle principali vene varicose sta diventando sempre più importante. La coagulazione laser endovenosa (EVLC) delle vene varicose utilizzando un laser a diodi ad alta energia da 940 nm Dorier Medilas D Skin Pulse S è un'alternativa ai metodi tradizionali di trattamento chirurgico con sonda. Secondo diversi autori, l'EVLT porta all'occlusione dei vasi nel 95%, il che è un risultato relativamente buono rispetto alla chirurgia classica. Le procedure possono essere eseguite in regime ambulatoriale o in ospedale, sotto infiltrazione locale, conduzione o anestesia endovenosa. Nella versione classica, secondo il metodo descritto da Proebstle et al., nella caviglia mediale o nel terzo superiore della gamba lungo la superficie mediale sotto controllo visivo e palpatorio o sotto controllo ecografico, si perfora il tronco della VGS con un ago da puntura spesso (16-18G) e un filo metallico a J flessibile, quindi un normale catetere angiografico da 5-6F (Cook, Cordis). Il conduttore viene rimosso e attraverso il catetere viene inserita una guida luminosa flessibile, come “AngioSpot”, con un diametro esterno di 1 mm, collegata ad un laser a diodi. In condizioni di intensa infiltrazione dei tessuti paravasali, la coagulazione laser viene eseguita in modalità pulsata, mentre il catetere con la guida luminosa viene rimosso con incrementi di 3-5 mm al secondo (per impulso) (Fig. 2). La durata della manipolazione EVLT stessa non supera i 3,5-4,5 minuti, la durata totale della procedura è in media di 60 minuti.

Figura 2. Stadio dell'EVLT del tronco GSV sulla terza gamba.

Il meccanismo dell'EVLT è stato studiato in un modello sperimentale da Proebstle et al. (2003) dall'Ospedale Universitario di Magonza (Germania). Questo studio ha mostrato la perforazione delle pareti venose nell’area di esposizione diretta al laser e danni termici alle aree adiacenti delle pareti venose. L'autore ritiene che l'effetto del danno termico (e, di conseguenza, dell'occlusione trombotica della vena) sia dovuto alla formazione di bolle di vapore durante l'esposizione al laser. In questo caso, il sangue è un cromoforo che assorbe l'energia della radiazione laser. I risultati dello studio morfologico indicano la presenza di necrosi coagulativa locale dell'endotelio, che a sua volta è la base per la formazione di trombosi occlusiva della vena coagulata. Questa patogenesi della trombosi teoricamente non richiede la liberazione della vena dal sangue e non limita il diametro della vena coagulata.

Nella nostra pratica utilizziamo l’EVLT non come metodo isolato, ma in combinazione con la crossectomia tradizionale e la miniflebectomia. Questa combinazione aumenta la radicalità dell'intervento e riduce la percentuale di possibili recidive, oltre a consentire l'utilizzo del metodo per la tromboflebite dei principali tronchi venosi e delle vene varicose.

Dopo il completamento dell'operazione, viene eseguito il bendaggio elastico dell'arto per un massimo di 24 ore. Successivamente, la calzetteria compressiva viene utilizzata per un periodo massimo di 1 mese o più, a seconda della gravità dei cambiamenti patologici nelle vene. Nel primo periodo postoperatorio vengono prescritti farmaci antinfiammatori non steroidei (diclofenac, chetonal) per alleviare il dolore, nonché eparine a basso peso molecolare (Fraxiparin, Clexane) in dosi profilattiche fino a 5 giorni per prevenire la tromboflebite. Dal primo giorno di osservazione postoperatoria si nota una leggera iperemia lungo il decorso della vena coagulata, alla palpazione si rileva un cordone denso moderatamente doloroso e in alcuni casi lieve febbre serale. Gli interventi vengono eseguiti nell'ambito di un “one day Hospital” e l'85% dei pazienti è pronto a lasciare la clinica entro 24 ore dall'intervento, il che suggerisce una significativa riduzione dell'invasività dell'intervento.

Non si osservano complicazioni gravi derivanti dall'uso dell'EVLT. In rari casi, lungo il corso delle vene coagulate, si osservano tromboflebiti frammentarie, parestesie transitorie lungo la superficie mediale della gamba e del piede, iperpigmentazione lungo la vena per 2-3 mesi, che vengono facilmente eliminate con i metodi conservativi convenzionali.

Così:

• Il metodo EVLT è un’alternativa minimamente invasiva alla flebectomia tradizionale.
• L'EVLT è applicabile in tutti gli stadi del VSVV per la coagulazione del GSV e del SSV, dei loro affluenti, nonché per le vene di grande diametro. È applicabile anche in presenza di tromboflebiti con crossectomia preliminare obbligatoria.
• L’utilizzo dell’EVLT riduce significativamente il trauma chirurgico, determina una bassa percentuale di complicanze postoperatorie e riduce la durata della degenza del paziente in ospedale.

Una delle manifestazioni più comuni dell'insufficienza venosa cronica è lo sviluppo di teleangectasie: "stelle", "reti" vascolari, "ragni" visibili sulla pelle ad occhio nudo. Il diametro dei vasi sanguigni normali nella pelle è di circa 20 micron. I vasi dilatati con un diametro di 100 micron (0,1 mm) o più formano teleangectasie. Il termine telangiectasia deriva da tre parole latine: tel, angio, ectasia, che significano punta dilatata del vaso. Circa l’80% delle persone che soffrono di vene varicose hanno le cosiddette “vene varicose”. Spesso si trovano non solo sulle gambe, ma anche sul collo e sul viso. Vene varicose, vene varicose e vene varicose si riscontrano più spesso nelle donne, che sono più sensibili a questo tipo di difetti estetici. A questo proposito, le questioni relative al trattamento acquisiscono un significato speciale. Attualmente, i metodi più efficaci per trattare tali condizioni sono la scleroterapia compressiva e la coagulazione laser percutanea (PLC) utilizzando il laser a diodi Medilas D Skin Pulse S. L'erogazione dell'energia laser durante la chirurgia maxillo-facciale viene effettuata utilizzando un attacco di messa a fuoco manuale con elementi ottici sostituibili del tipo “AngioSpot”, che fornisce una dimensione del punto focale di 0,5; 1,0; 1,5 mm (figura 3).

Figura 3. Coagulazione laser percutanea delle teleangectasie sulla parte inferiore della gamba.

La dimensione del punto focale durante il trattamento deve essere selezionata secondo le indicazioni. I vasi di grandi dimensioni vengono trattati molto più rapidamente con una macchia focale ampia, mentre i vasi piccoli e piccoli vengono spesso trattati con una macchia focale più piccola, consentendo un trattamento di precisione. Le tabelle 1 e 2 mostrano i parametri tipici per il trattamento delle tleangectasie a seconda della loro dimensione e localizzazione:

Tabella 1: Parametri tipici per il trattamento delle lesioni dei vasi superficiali (teleangectasie facciali)

Diametro del vaso (mm)	Diametro del punto (mm)	Durata dell'impulso (SM)	Densita 'energia (J/cm2)
0,1-0,3		30-40
0,3-0,6		40-50
>0,6		60-70

Tabella 2: Parametri tipici per il trattamento delle lesioni vascolari profonde (telangectasie degli arti inferiori)

Diametro del vaso (mm)	Diametro del punto (mm)	Durata dell'impulso (SM)	Densita 'energia (J/cm2)
<0,3		30-40	500-800
0,3-0,6		50-60	300-360
>0,6		60-70

Durante l'intervento può verificarsi un dolore moderato, che praticamente non richiede anestesia; in rari casi può essere offerta l'anestesia locale con crema Emla; nella nostra pratica utilizziamo il raffreddamento locale con ghiaccio. Il processo di trattamento inizia con la selezione della densità energetica ottimale, alla quale il trattamento è visivamente accompagnato dalla scomparsa o dal forte sbiancamento della nave. Le navi vengono elaborate dalla periferia al centro con incrementi di 1-2 mm in 1-2 transizioni. Circa 5 minuti dopo la fine della procedura, sulla pelle appare un rossore che scompare dopo 3-6 ore. La compressione elastica non viene utilizzata dopo PCI. Autori americani hanno valutato l'efficacia della compressione dopo PCI per le teleangectasie degli arti inferiori e non hanno evidenziato differenze statisticamente significative nei risultati del trattamento con e senza compressione. Come risultato del trattamento, in circa il 95% dei pazienti si osserva un grado di purificazione del 75-100% per la localizzazione sugli arti inferiori. La maggior parte dei vasi scompaiono dopo la prima seduta di trattamento, ma per rimuovere la maggior parte dei vasi potrebbero essere necessarie 2, 3 o anche 4 sedute. La scomparsa completa o quasi completa delle teleangectasie facciali si osserva nel 90% dei pazienti. I vasi dilatati delle guance si possono trattare senza problemi; i più difficili da trattare sono le teleangectasie localizzate sulle ali del naso.

Con i parametri correttamente selezionati, gli effetti collaterali sono moderati e reversibili:

1. Sensazione di bruciore nell'area della procedura per 1-2 ore.
2. Iperemia e moderato gonfiore della pelle durante il giorno.
3. Ipopigmentazione per diverse settimane.
4. Formazione di croste puntiformi che scompaiono entro 7 giorni.

Nel caso di vasi con diametro superiore a 1,5 mm, la scleroterapia rimane il metodo più efficace. Una sapiente combinazione di questi due metodi dà un risultato cosmetico buono e duraturo.

Il laser a diodi viene utilizzato con grande successo anche nel trattamento delle malattie vascolari congenite (CVD - disturbi vascolari congeniti), come ad esempio le patologie più comuni di questo gruppo: macchie vinose ed emangiomi capillari. Queste patologie vascolari colpiscono dall'1 al 3% della popolazione; oltre al rischio di complicanze, queste patologie sfigurano notevolmente il paziente e sono una fonte costante di disagio psicologico, soprattutto nei bambini e negli adolescenti. Il trattamento si basa sul concetto di fototermolisi selettiva dei vasi anomali che formano macchie vinose ed emangiomi, senza danneggiare la pelle stessa. La coagulazione laser viene eseguita utilizzando il metodo punto per punto. Potrebbero essere necessarie più sedute con un intervallo di 2-3 mesi l'una dall'altra. Dopo l'intervento le zone trattate si schiariscono, il terzo giorno si ricoprono di una crosta, dopo una settimana le croste si staccano e rimane una macchia rosa o rossa, che dura da una settimana e mezza a due settimane, poi la macchia diventa brunastro e rimane tale per un'altra settimana e mezza o due. Dopo 2-3 mesi la zona trattata acquisisce il colore caratteristico della pelle del paziente.

Si può quindi affermare che le tecnologie laser hanno trovato un uso persistente in medicina, inclusa la chirurgia vascolare ed estetica. Tuttavia, per esprimere un giudizio definitivo sulle reali capacità dei laser e sulle indicazioni per questo metodo, sono necessari un ulteriore accumulo di materiale clinico e uno studio dei risultati a lungo termine degli interventi.

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La chirurgia laser utilizza una sorgente di luce laser (raggio laser) per rimuovere il tessuto malato o curare i vasi sanguigni. In alternativa, il laser viene utilizzato per scopi cosmetici; può rimuovere rughe, nei o tatuaggi.

Esistono diversi tipi di laser, ciascuno con usi e specifiche diverse. I centri di chirurgia laser utilizzano tre tipi di laser: ad anidride carbonica (CO 2); Laser YAG; e impulso.

Obiettivi della chirurgia laser

La chirurgia laser viene utilizzata per:

• tagliare o distruggere il tessuto malato senza danneggiare il tessuto sano,
• riduzione o distruzione di tumori e lesioni,
• chiusura delle terminazioni nervose per ridurre il dolore postoperatorio,
• cauterizzazione (indurimento) dei vasi sanguigni per ridurre la perdita di sangue,
• sigillare i vasi linfatici per ridurre al minimo il gonfiore,
• rimozione di nei, verruche, tatuaggi,
• riducendo la comparsa delle rughe sulla pelle.

Misure precauzionali

Alcuni tipi di chirurgia laser non devono essere eseguiti su donne incinte, persone con gravi malattie cardiache, malattie cardiache o altri gravi problemi di salute.

Inoltre, poiché alcune procedure chirurgiche laser vengono eseguite in anestesia generale, i rischi dell’intervento chirurgico dovrebbero essere discussi approfonditamente con l’anestesista.

Chirurgia laser: descrizione

Il laser può essere utilizzato per eseguire quasi tutte le procedure chirurgiche. Le cliniche di chirurgia laser utilizzano una varietà di sistemi laser in grado di tagliare, coagulare, vaporizzare e rimuovere i tessuti. La maggior parte dei centri di chirurgia laser utilizza dispositivi laser originali per eseguire procedure sia standard che non standard. Utilizzando un laser, un chirurgo esperto e formato può eseguire una varietà di compiti, riducendo significativamente la perdita di sangue, il disagio postoperatorio del paziente, la probabilità di infezione della ferita, la diffusione di alcuni tumori e minimizzando l’entità dell’intervento chirurgico (in alcuni casi ).

I laser sono estremamente utili negli interventi chirurgici aperti e laparoscopici. Le applicazioni chirurgiche comuni del laser includono la chirurgia del seno, la rimozione della cistifellea, la resezione intestinale, l'emorroidectomia e molte altre.

Applicazione laser

La chirurgia laser è spesso una procedura standard per gli specialisti nel campo di:

L'uso regolare del laser è praticato per:

• eliminare nei,
• rimozione di tessuti o tumori benigni, precancerosi o cancerosi,

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• rimozione delle tonsille,
• depilazione o trapianto.

I laser vengono utilizzati anche per trattare:

Vantaggi della chirurgia laser

Spesso definita “chirurgia senza sangue”, le procedure laser in genere provocano meno sanguinamento rispetto alla chirurgia convenzionale. Il calore generato dal laser riduce il rischio di infezione. Poiché è necessaria un’incisione più piccola, le procedure laser spesso richiedono meno tempo rispetto agli interventi chirurgici tradizionali. La sigillatura dei vasi sanguigni e dei nervi riduce il sanguinamento, il gonfiore, le cicatrici, il dolore e i tempi di recupero.

Diagnostica e preparazione

Poiché la chirurgia laser viene utilizzata per trattare un'ampia varietà di condizioni, il paziente deve ricevere istruzioni dettagliate dal medico su come prepararsi per la procedura specifica.

Dopo cura

La maggior parte degli interventi chirurgici laser possono essere eseguiti in regime ambulatoriale e in genere i pazienti possono lasciare l'ospedale o lo studio medico una volta che i loro segni vitali si sono stabilizzati.

Il medico può prescrivere un analgesico (antidolorifico) dopo l'intervento chirurgico. Il tempo necessario per il recupero dopo l'intervento chirurgico dipende dalla complessità dell'operazione e dalle caratteristiche individuali del paziente.

Chirurgia laser: rischi

La chirurgia laser può comportare rischi non associati alle procedure chirurgiche tradizionali. Il raggio laser, se combinato con energia e assorbimento sufficientemente elevati, può incendiare indumenti, carta e capelli. Il rischio di fuoco laser aumenta in presenza di ossigeno. È anche importante proteggersi dalle scosse elettriche, poiché i laser richiedono alta tensione.

Il raggio laser può colpire i tessuti sani, nel qual caso provoca danni dolorosi. Errori o imprecisioni nella chirurgia laser possono compromettere la vista del paziente o lasciare cicatrici sulla pelle.

Tutti i rischi, le precauzioni e le possibili complicanze devono essere discussi con il paziente dal medico.

Negazione di responsabilità: Le informazioni presentate in questo articolo sulla chirurgia laser hanno lo scopo esclusivo di informare il lettore. Non intende sostituire il consiglio di un operatore sanitario.

Per la coagulazione o la necrosi di ampie aree di tessuto vengono utilizzati i laser, la cui radiazione è debolmente assorbita (m bassa). In questo caso, a causa della diffusione, è possibile un effetto su aree situate al di fuori dell'azione del raggio.

Per il taglio e l'evaporazione è necessario utilizzare un laser la cui radiazione è altamente assorbita (m è grande).

Laser applicati:

laser a CO2 a gas;

laser YAG:Nd a stato solido (comprese le armoniche superiori della lunghezza d'onda fondamentale della radiazione);

laser ionici (argon, kripton); laser liquidi; laser ad erbio; laser a vapori di rame;

laser ad eccimeri.

Le guide luminose in fibra ottica sono state sviluppate per laser al neodimio, argon e liquidi per l'esposizione locale in aree difficili da raggiungere. Le fibre ottiche non sono ancora state sviluppate per il laser a CO2 e per il laser ad erbio.

Laser ad anidride carbonica (laser CO2, l0 = 10600 nm). I tessuti costituiti per l'80% da acqua assorbono fortemente la radiazione laser CO2, quindi il laser CO2 viene utilizzato esclusivamente come bisturi per il taglio e l'escissione dei tessuti. L'azione di taglio si basa sull'evaporazione esplosiva dell'acqua intracellulare ed extracellulare nell'area di messa a fuoco. Dopo che l'acqua è evaporata, la temperatura sale sopra i 100 °C, il che porta alla carbonizzazione e all'evaporazione. L'allargamento necrotico del taglio ha uno spessore di 30...40 micron. Ad una distanza di 300...600 micron il tessuto non viene danneggiato. I vasi con un diametro di 0,5...1 mm si chiudono spontaneamente. La perdita di sangue è molto piccola, ciò è particolarmente evidente durante le operazioni al fegato, ai polmoni e al cuore. Quando le pareti dello stomaco vengono tagliate, non c'è sanguinamento. Le ustioni vengono facilmente asportate e il tessuto necrotico viene rimosso. Nella chirurgia purulenta il laser è indispensabile perché elimina completamente la ferita dall'infezione (nel modo consueto non è possibile). La rimozione delle croste nelle malattie infiammatorie purulente e nelle ustioni viene effettuata utilizzando il metodo di escissione (evaporazione). Allo stesso tempo, la velocità di lavorazione di un laser CO2 da 60 W è paragonabile alla velocità di lavorazione di un bisturi convenzionale.

Principali vantaggi:

sterilità e azione locale; coagulazione spontanea dei tessuti e dei vasi tagliati (diminuita

molte volte perdita di sangue); nessuna irritazione durante interventi chirurgici al cervello e al cuore;

la capacità di tagliare i tessuti molli senza fissazione; trauma tissutale minimo.

Screpolatura:

velocità di taglio inferiore rispetto a un bisturi convenzionale; la profondità di taglio è scarsamente controllata.

Pertanto, il laser CO2 viene utilizzato principalmente nei seguenti casi:

intervento chirurgico per sanguinamento e scarsa coagulazione del sangue;

chirurgia e microchirurgia delle cavità corporee e degli organi interni.

In microchirurgia, un raggio laser CO2 viene puntato nel campo visivo di un microscopio operatorio. A questo scopo viene utilizzato un raggio “pilota”. Per la chirurgia generale la potenza del laser CO2 è di 50...100 W, per la microchirurgia 10...20 W.

YAG: laser Nd (λ0 = 1064 nm). Sotto l'influenza della radiazione intensa di un laser al neodimio, si forma un fuoco di coagulazione abbastanza profondo. L'effetto di taglio è insignificante rispetto a un laser CO2. Pertanto, il laser al neodimio viene utilizzato principalmente per la coagulazione di sanguinamenti e per la necrotizzazione di aree di tessuto patologicamente alterate (tumori) in quasi tutti i settori della chirurgia. L'uso della fibra polimerica di quarzo unipolare per la trasmissione del fascio offre grandi opportunità per la chirurgia nelle cavità corporee.

Le più importanti applicazioni del laser Nd.

Fotocoagulazione endoscopica del sanguinamento gastrointestinale. Un laser ad argon può essere utilizzato per arrestare il sanguinamento acuto nel tratto gastrointestinale superiore, ma la profondità di penetrazione della radiazione laser al neodimio è 4-5 volte maggiore. Con l'aiuto di un laser Nd, i grandi vasi vengono chiusi meglio e le emorragie maggiori vengono fermate (ad esempio, con le vene varicose dell'esofago). Nell'endoscopio viene installata una fibra di polimero di quarzo (o polimero-polimero) e l'estremità della guida luminosa viene soffiata con un flusso di gas. La dose di radiazioni ottimale per la coagulazione è 600...2000 J/cm2 a phi = 1...2 s.

Chirurgia endoscopica. Con l'aiuto della fibra e di un endoscopio, i tumori nel tratto gastrointestinale, nei sistemi tracheobronchiale e genito-urinario sono necrotici.

Oftalmologia. Si riferisce alla microchirurgia non termica e verrà descritta più avanti.

La conversione armonica consente di ampliare notevolmente i campi di applicazione di questi tipi di laser.

Laser a ioni (argon) (l0 = 480 nm). L'elevata capacità di assorbimento dell'emoglobina nella regione blu-verde della radiazione laser ad argon consente di arrestare il sanguinamento o di chiudere i tessuti abbondantemente irrorati. La radiazione del laser ad argon viene assorbita debolmente dall'acqua, quindi la coagulazione è possibile dietro uno strato d'acqua (ad esempio sul fondo).

Principali ambiti di applicazione.

Fotocoagulazione in oftalmologia. In precedenza qui venivano utilizzati coagulatori allo xeno (lampade ad arco allo xeno). Poi sono comparsi i laser a rubino: per saldare la retina (in modalità di generazione libera), per il trattamento del glaucoma (modalità Q-switched). Nel primo caso viene effettuata un'azione termica, nel secondo un'azione d'urto. Ma la luce rossa del laser a rubino è scarsamente assorbita dal sangue e sono inefficaci contro le lesioni vascolari dell'organo della vista. Più tardi apparve il laser ad argon. Nella maggior parte dei casi è sufficiente un coagulatore allo xeno, ma per gli interventi locali è indispensabile un laser ad argon. La potenza di radiazione di un laser ad argon è di diversi watt. L'impatto avviene sul polo posteriore dell'occhio per la coagulazione di piccoli focolai (dimensione ~50 µm per un tempo di 50...100 ms). È usato per trattare la retinopatia diabetica, la trombosi delle vene, della retina, ecc.

Fotocoagulazione endoscopica del sanguinamento gastrointestinale. L'azione è simile a quella di un laser al neodimio, solo la profondità di penetrazione è inferiore (~0,2 mm). La dose ottimale di coagulazione è di 150...500 J/cm2 per pochi secondi. In caso di sanguinamento abbondante è meglio utilizzare il laser Nd. Un laser ad argon non solo può distruggere, ma anche stimolare le funzioni visive della retina con un flusso a bassa energia.

Trattamento delle lesioni cutanee. Il trattamento avviene attraverso la chiusura mirata dei vasi sanguigni. Viene utilizzato un cavo ottico. La dose tipica è 12 J/cm2 a phi = 0,5 s, db = 3 mm. L'emangioma è ben trattato.

Laser a vapori di rame (l0 = 512; 570 nm). Il laser emette nella regione verde dello spettro. Potenza fino a 10 W. Utilizzato come bisturi per la resezione degli organi interni. Nel tagliare il fegato presenta un vantaggio rispetto ai laser CO2.

Laser ad eccimeri (l0 = 308 nm, l0 = 193 nm, ecc.). L'applicazione principale è l'oftalmologia. Utilizzato per correggere i difetti della vista: ipermetropia, miopia, astigmatismo, ecc.