Lézeres sebészet

Áttekintés

A lézereket egyre inkább használják a modern orvostudományban a betegségek széles körének kezelésére, mivel a kevésbé tolakodó kezelési technikák iránti kereslet növekszik. A lézerek fizikája lehetővé teszi, hogy ugyanazokat az alapfogalmakat alkalmazzuk a szövettípusok széles skálájára, kevés rendszerbeállítással. Az orvostudomány minden tudományágában számos lézertechnológiát vizsgáltak.

 

Mi az a lézeres sebészet?

A lézerterápiák olyan orvosi eljárások, amelyek koncentrált fényt alkalmaznak a betegek kezelésére. A lézerből származó fény (amely a sugárzás stimulált kibocsátásával történő fényerősítést jelenti) bizonyos hullámhosszakhoz igazodik, ellentétben a legtöbb más fényforrással. Ez lehetővé teszi, hogy erős gerendákba koncentrálódjon. A lézerfény olyan erős, hogy gyémántokat formázhat és acélt vághat.

A lézerenergia biztonságosan és hatékonyan hasznosítható litotripsziára, rákterápiára, különféle esztétikai és rekonstrukciós műveletekre, valamint aberráns vezetőképességi útvonalak ablációjára. A lézerrel történő kezelés egyenértékű és talán jobb, mint a hagyományosabb megközelítéseket alkalmazó kezelés ezen betegségek mindegyikére.

 

Lézer fizika

Az alaplézer egy lézerközegből áll (amely szabályozza a rendszer hullámhosszát), amelyet két párhuzamos tükör vesz körül, amelyek közül az egyik részben visszaverődik, részben pedig továbbít. Az elektromos forrás addig gerjeszti a közeget, amíg a gerjesztett állapotban lévő atomok száma meg nem haladja a földi állapotban lévő atomok számát (populációs inverzió).

Amikor a lézeres közeg feszültség alatt van, spontán módon gerjesztett fotonokat bocsát ki minden irányban. Ezeknek a fotonoknak azonban egy elenyésző kisebbsége együtt halad a lézerrendszer középvonalán a tükrök között. A tükrök ezután visszaverik ezeket a fotonokat, felerősítve a stimulált emisszió folyamatát. A részben áteresztő tükör így lehetővé teszi egy erős, koherens fotonsugár lézerfényként történő kibocsátását.

 

Lézer-szövet kölcsönhatás

A lézernek a szövetmintára gyakorolt hatását mind a szövet, mind a lézer tulajdonságai határozzák meg. A szerkezet, a víztartalom, a hővezető képesség, a hőteljesítmény, a sűrűség és a kisugárzott energia elnyelésének, eloszlatásának vagy visszaverésének képessége mind szöveti tulajdonságok. A teljesítmény, a sűrűség, az energiatartalom és a hullámhossz mind fontos lézerminőségek.

A vizsgált fő biológiai célpontok sokféleképpen nyelik el a fényt, optimális abszorpciós spektrumukat pedig a bemenő fotonenergia hullámhossza határozza meg. A látható fény fő célkromofórjai (minden olyan anyag, amely elnyeli a fényt) és néhány közeli infravörös lézer a hemoglobin és a melanin, de a víz az egyetlen kromofór a CO2 lézerek számára.

 A szelektív fototermolízis eléréséhez (az energia felhasználása nagy csúcsteljesítményen és rövid impulzusszélességen a tervezett cél elpusztítására) anélkül, hogy károsítaná a környező szövetet, a célszövetnek olyan kromofórokat kell tartalmaznia, amelyek elnyelnek egy adott lézer hullámhosszat, amely nem található meg a környező szövetben.

Az orvostudományban és a sebészetben leggyakrabban használt lézerek a CO2, Nd:YAG és Argon lézerek. A CO2 lézer 10 600 nm-en sugárzást generál, és közegként szén-dioxid-gázt használ. A CO2 lézerek, bár szövetszelektívek, nem alkalmazhatók szelektív fototermolízisre, mert kromoforja, a víz mindenhol előfordul. Az összes ütközési energia egy bizonyos mélységig felszívódik a szöveti vízben, megakadályozva a mélyebb szöveti sérüléseket.

A CO2 lézerek a láthatatlan infravörös hullámsávban működnek, ami szükségessé teszi egy célsugár használatát a pontos terápiához. Amikor a lézer a szövetre fókuszál, rendkívül nagy teljesítménysűrűséget generál, ami a szövet gyors elpárolgását és ablációját eredményezi. Mivel a lézersugár besugárzása a sugár átmérőjének négyzetének inverzével függ össze, a sebész gyorsan átkapcsolhatja a lézert bemetszési módból ömlesztett párologtatásra vagy koagulációra a sugár elfókuszálásával.

A CO2 lézernek több sugármódja van, amelyek mindegyike különleges hatással van a szövetre. A folyamatos hullám (CW) a legalapvetőbb mód, amelyben a lézersugár keletkezik, meghatározott ideig működik, majd kikapcsol. A korszerűbb lézerek azonban kvázi-CW (ultrapulzáló), ami azt jelenti, hogy rövid, nagy csúcsteljesítményű impulzusokat hoznak létre, rendkívül hosszú impulzusközi intervallumokkal. Mivel minden egyes adott impulzus rövidebb, mint a célszövet lehűléséhez szükséges idő, ez pontosabb bemetszéseket tesz lehetővé kevesebb hőfelhalmozódással.

 

Lézerek klinikai alkalmazásai

Mivel a különböző patológiás állapotok kezelésére szolgáló minimálisan invazív eljárások egyre hangsúlyosabbá válnak, a lézerek használata egyre népszerűbb a modern orvostudományban. A lézerek széles körben alkalmazhatók a szemészetben, a litotripsziában, a különböző rosszindulatú daganatok kimutatásában és kezelésében, valamint a bőrgyógyászati és esztétikai műveletekben, a műtőben való gyakorlati felhasználásuk mellett.

 

Lithotripszia

Az elmúlt évtizedekben a lézeres litotripszia általánosan elfogadott terápia volt a vizelet- és epekövek töredezettségére. A lézerek fotoakusztikus/fotomechanikai hatással (lézer által indukált lökéshullámú litotripszia) vagy elsősorban fototermikus hatással képesek lithotripsziát végezni. Az 1 μsec-es pulzáló festéklézer a leggyakrabban használt lökéshullámú lézer a litotripsziában, és jelentős kutatásokat kapott. A kumarinfesték gerjesztése monokromatikus fényt hoz létre, amely a kalkulusokat ebben a készülékben fragmentálja.

Ahogy a kő elnyeli a lézerfényt, a keletkező gerjesztett ionok gyorsan növekvő és pulzáló felhőt képeznek a kő körül, lökéshullámot okozva, amely a kalkulust szilánkokra osztja. Mivel ez a lézer nem hatékony a nem abszorbens színtelen kalkulusokkal, például a cisztinnel szemben, a fényérzékenyítőket (festéket) hatékonyan használták öntözőfolyadékként és abszorbensként a töredezettségi folyamat megkezdéséhez. 

A hosszú impulzusú Holium:YAG lézer viszont többnyire fototermikus mechanizmusokkal frakcionálja a kalkulusokat. A lézer 2,100 nm hullámhosszú fényt bocsát ki, amelyet a víz könnyen elnyel. A megfelelő légkörben a folyadék elnyeli az energiát, és ezért felmelegszik. Gőzfelhő képződik, amely elválasztja a vizet, és lehetővé teszi, hogy a maradék lézerfény közvetlenül elérje a számítási felületet, lyukakat fúrva bele és széttöredezve.

A pneumatikus litotripsziával összehasonlítva a Ho:YAG lézeres litotripszia hatékonyabb endoszkópos technika az ureterális kövek kezelésére, magasabb kőtöredezettségi arányokkal, és a Teichman által végzett felülvizsgálat arra a következtetésre jutott, hogy ez a lézer biztonságos, hatékony és ugyanolyan jól működik, ha nem jobban, mint más módszerek, és hogy epekövekhez is használható.

 

Onkológia

A lézereket ma már biztonságosan használják több szervrendszer rosszindulatú daganatainak kezelésére. Azok számára, akik nem kiváló sebészeti jelöltek, a lézeres intersticiális hőterápia (LITT) kedvelt terápiás lehetőség az idegsebészetben. A lézerek a kezdetektől fogva biztonságosabbá váltak az idegsebészetben, és hatékonyan alkalmazták őket a nem reszekálható gliómák, valamint a kemény és vérzéses daganatok, például a meniniómák, a mély koponyaalap daganatai és a kamrák mélyén lévő daganatok kezelésére.

A lézerrel segített nyálkahártya-ablációs módszereket ma már széles körben és hatékonyan alkalmazzák a felületes gyomor-bélrendszeri rosszindulatú daganatok, például a korai gyomorrák, a felületes nyelőcsőrák, a vastagbél adenoma és a kiváló minőségű Barrett-nyelőcső kezelésére. Ezenkívül a lézerrel segített fotodinamikus terápiát (PDT) hatékony terápiás technikának találták bizonyos típusú tüdőrákos elváltozások esetén.

Fotokémiai, fotomechanikai és fototermikus hatásai révén közvetlen lézeres ablációt alkalmaztak a rákos sejtek közvetlen elpusztítására. A bekövetkező fotokémiai reakciók végül káros gyököket hoznak létre, amelyek szöveti halált okoznak, a fotomechanikai válaszok szöveti stresszt és fragmentációt okoznak, a fototermikus reakciók pedig hevülést és koagulációt okoznak, mindkettő elősegíti a sejthalált.

A PDT-t körülbelül egy évszázaddal ezelőtt hozták létre, hogy javítsa ezt a technikát, és pontosabban megcélozza a tervezett tumorsejteket, és azóta széles körű vonzerőt kapott. Ez a terápiás megközelítés magában foglalja egy fényérzékenyítő gyógyszer beadását, majd a célterület megvilágítását a fényérzékenyítő gyógyszer abszorpciós hullámhosszának megfelelő látható fénnyel.

Amikor a fényérzékenyítő aktiválódik, először létrehozza a gerjesztett szingulett állapotot, majd áttér a triplett állapotra, amely reaktív oxigénfajokat hoz létre, amelyek oxigén jelenlétében károsak a neoplasztikus sejtekre. A szelektív fototermikus kezelés viszont célzott fényelnyelő festéket alkalmaz a lézer által kiváltott tumorsejtek halálának növelésére.

 

Esztétikai és rekonstrukciós sebészet

A lézerek egyedülálló képessége, hogy bizonyos szövetszerkezeteket és rétegeket céloznak meg, nagyon hatékony eszközzé teszi őket az esztétikai és rekonstrukciós sebészetben. A modern években a lézeres felújítás kiemelkedő technika volt az öregedésgátló kezelésben, mivel az új kollagén képződés termelése köztudottan csökkenti a fotoaging hatásait. Az első bőrmegújító eljárások ablatív CO2 és Er: YAG lézerrendszereket használtak a dermis egy adott régiójának megcélzására.

Mivel azonban ezek a módszerek nagy mennyiségű epidermiszt is eltávolítanak, a gyógyulási idő hosszabb, és a káros hatások, például a fertőzések és az erythema fokozódnak. A nem ablatív lézereket, például az erős impulzusos fényt, az Nd: YAG-ot, a diódát és az Er: üveg lézereket, amelyek többnyire infravörös fényt bocsátanak ki, később hozták létre ezen aggályok kezelésére.

Ezeknek a rendszereknek az a célja, hogy megcélozzák a dermisben lévő vizet, amely felmelegíti a kollagént és átalakítást okoz a folyamat során. A szövetek elpárolgása nem fordul elő, és nem keletkezik külső seb, mivel van egy mechanizmus, amely egyidejűleg lehűti az epidermiszt. A közelmúltban a frakcionált lézeres felületkezelés a bőr újrafelfedezésének standard módszerévé vált. A frakcionált lézerekben nagy energiájú fénysugarakat alkalmaznak, hogy apró hőkárosodási zónákat ("mikroszkopikus termikus zónákat") indukáljanak, és egyszerre csak a bőrrészeket kezeljék.

A lézerrel segített lipolízis, amely egy 1 mm-es kanülbe helyezett optikai szálat alkalmaz, szintén egyre népszerűbb a kozmetikai sebészetben. A kanül apró mérete miatt kisebb bemetszésre van szükség, ami kevesebb vérzést és hegfejlődést eredményez. A 920 nm-es lézerek az orvosi felhasználásra hozzáférhető lézerek zsírszövetében a legalacsonyabb abszorpciós együtthatóval rendelkeznek, lehetővé téve számukra, hogy behatoljanak a szövetek mélyebb rétegeibe.

Az 1,320-1,444 nm tartományban lévő hullámhosszúságúak rendelkeznek a legmagasabb abszorpciós együtthatóval a zsírban, ami sekélyebb behatolási mélységet és az ilyen szövetek felületes kezelésének képességét eredményezi. A legszélesebb körben használt lézeres lipolízis eszköz az Nd:YAG lézer, mivel a zsírszövet abszorpciós együtthatója ezen a hullámhosszon jó behatolási mélységet eredményez közepes abszorpcióval, ami csak enyhe hőmérséklet-emelkedést és következésképpen kevés szövetkárosodást okoz.

Ezenkívül a lézerfény ezen a hullámhosszon apró ereket koagulál, ami jelentősen csökkenti a vérveszteséget a kezelés során. A szokásos eljárásokhoz képest az Abdelaal és az Aboelatta a vérveszteség jelentős csökkenését tudta bizonyítani (54%). Ezenkívül Mordon és Plot felfedezték, hogy a lézeres lipolízis egyenletesebb bőreredményeket hoz létre.

Végül, mivel a lézerek kifejezetten a beteg érrendszert célozhatják meg, kiváló forrást jelentenek az érrendszeri rendellenességek, például a port-bor foltok kezelésére. A betegeknek nem volt sok terápiás lehetőségük az ilyen típusú anomáliákra a lézerek használata előtt. Erre a célra olyan lézereket alkalmaznak, amelyeket a hemoglobin előnyben részesít a melaninnal szemben, ami kevesebb kárt okoz az epidermisznek. A közelmúltban bevezették a hosszabb hullámhosszúságú lézereket, és ezáltal a szövetekbe való mélyebb behatolás lehetőségét.

 

A vezetőképes útvonalak ablációja

Miután felismerték, hogy a tüdővénák (PV) a pitvarfibrillációs (AF) paroxiszmákat okozó méhen kívüli ütések egyik fő forrása , motiválták a katéter ablációs eszközök kifejlesztését a kerületi PV izoláláshoz (PVI). A lézeres ballonkatéter ma az egyik leggyakrabban használt endoszkópos ablációs rendszer (EAS) az AF kezelésére. A katéter csúcsán egy megfelelő ballon található, amelyet folyamatosan deutérium-oxiddal öblítenek le.

Miután behelyezte a katétert a bal pitvarba, endoszkópot helyeznek a katéter tengelyébe, hogy közvetlen képet kapjanak a szív belsejében lévő ablációs célpontról. A 980 nm-es dióda lézer a középső lumenbe kerül, és a katéter tengelyére merőleges lézerenergiát bocsát ki, 30 ° -os ívet lefedve és elősegítve a körkörös ablációt az egyes PV-k körül.

A deutérium-oxid ezen a hullámhosszon nem nyeli el a lézert. Ennek eredményeként behatol az endotheliumba, és a vízmolekulák elnyelik, ami fűtési és koagulációs nekrózist okoz. Az adott energia titrálható a teljesítmény meghatározott beállítások sorozatában történő változtatásával. Attól függően, hogy melyik szívfalat célozzák meg, az energiaszint változik.

A szívben teljesen transzmurális lézióra van szükség ahhoz, hogy sikeresen eredményezzen egy teljes vezetési blokkot. a demonstrált elektromos impulzusok, mind az időzített, mind az AF, még mindig több mint 1 mm-es réseket tudnak megtenni az ablációs vezetékben Amikor összehasonlítják a különböző energiaszintek hatásait, a kutatások azt mutatják, hogy a nagyobb energiaszintek használata magasabb PVI-arányt eredményez, alacsonyabb AF ismétlődési arányokkal és a biztonsági profil veszélyeztetése nélkül.

Az MRI-vezérelt lézer által indukált hőkezelést (MRgLITT) széles körben alkalmazzák a neurológiai sebészetben a refrakter epilepszia kezelésére, akár az epilepsziás gócok ablációjának módjaként, akár leválasztási technikaként. Az MRgLITT egy dióda lézert (980 nm) kombinál a képalkotó technológiával, hogy intraoperatív adatokat szolgáltasson a szolgáltatott energia mennyiségének szabályozásához.

 

Hogyan használják a lézereket a rákműtét során?

A lézeres sebészet olyan típusú műtét, amelyben a műtéti eljárások végrehajtására speciális lézersugarakat használnak, nem pedig olyan eszközöket, mint a bűnképek. Különböző típusú lézerek léteznek, amelyek mindegyike egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek speciális célokat szolgálnak a műtét során. A lézerfény folyamatosan vagy szakaszosan adagolható, és száloptikával együtt használható a test gyakran nehezen elérhető részeinek kezelésére. A rákterápiában használt számos lézertípus közül néhány a következő:

• Szén-dioxid (CO2) lézerek: 

A CO2 lézerek eltávolíthatnak egy nagyon vékony szövetréteget a bőr felszínéről anélkül, hogy károsítanák a mélyebb rétegeket. A bőrdaganatok és néhány rákmegelőző sejt eltávolítható a CO2 lézerrel.

• Neodímium:ittrium-alumínium-gránát (Nd:YAG) lézerek:

A neodímium:ittrium-alumínium-gránát (Nd:YAG) tartalmú lézerek mélyebben behatolhatnak a szövetekbe, és gyorsabb koagulációra késztethetik a vért. A lézerfény optikai kábeleken keresztül is elküldhető, hogy elérje a kevésbé hozzáférhető belső szerveket. Az Nd:YAG lézer például torokrák kezelésére használható.

• Lézer által indukált intersticiális termoterápia (LITT): 

a lézer által indukált intersticiális termoterápia (LITT) lézerrel melegíti a test bizonyos részeit. A lézerek a daganatok közelében lévő intersticiális régiókra (szervek között) fókuszálnak. A lézer hője megemeli a daganat hőmérsékletét, zsugorodik, károsítja vagy megszünteti a rákos sejteket.

• Argon lézerek:

Az argon lézerek csak a szövetek legfelületesebb rétegeibe, például a bőrbe tudnak behatolni. A fotodinamikus terápia (PDT) olyan kezelés, amely argon lézerfényt alkalmaz a rákos sejtek molekuláinak aktiválására.

 

Kinek ne lehetne lézerterápiája?

A kozmetikai bőr- és szemműtétek például elektív lézeres műtéteknek számítanak. Egyes betegek úgy vélik, hogy az ilyen típusú műveletek veszélyei meghaladják az előnyöket. A lézeres eljárások például súlyosbíthatják bizonyos egészségügyi vagy bőrproblémákat. A rossz általános egészségi állapot, mint a hagyományos műtéteknél, növeli a problémák esélyét.

Mielőtt bármilyen típusú műtéthez lézeres műtétet választana, konzultáljon orvosával. Orvosa azt tanácsolhatja, hogy életkora, általános egészségi állapota, egészségügyi terve és a lézeres műtét költségei alapján válasszon hagyományos sebészeti kezeléseket. Például, ha 18 év alatti, akkor ne végezzen Lasik szemműtétet.

 

Hogyan készüljek fel a lézerterápiára?

Tervezzen előre, hogy az eljárást követő helyreállítási idő álljon rendelkezésre. Győződjön meg róla, hogy van valaki, aki hazavezeti a műtét után. Szinte biztosan érzéstelenítő vagy gyógyszerek hatása alatt áll. Javasoljuk, hogy néhány nappal a műtét előtt tegyen olyan intézkedéseket, mint például a véralvadást befolyásoló gyógyszerek, például a vérhígítók abbahagyása.

 

Hogyan történik a lézerterápia?

A lézeres kezelési eljárások a művelettől függően eltérőek. Endoszkóp (vékony, megvilágított, hajlékony cső) használható a lézer irányítására és a testben lévő szövetek megfigyelésére daganat kezelésekor. Az endoszkópot egy testnyíláson, például a szájon keresztül vezetik be. A sebész ezután irányítja a lézert a daganat csökkentésére vagy megszüntetésére. A lézereket általában közvetlenül a bőrre használják a kozmetikai műveletek során.

Mik a kockázatok?

A lézerterápia bizonyos kockázatokkal jár. A bőrterápia kockázatai a következők:

• Vérző
• Fertőzés
• Fájdalom
• Hegesedés
• A bőr színének megváltozása

Ezenkívül előfordulhat, hogy a terápia várható eredményei nem tartósak, ami további üléseket tesz szükségessé. Néhány lézeres műtétet szedálás közben végeznek, amelynek megvannak a maga veszélyei. Ezek a következők:

• Tüdőgyulladás
• Zavartság a műveletből való ébredés után
• Szívroham
• Cirógat

A kezelések költségesek is lehetnek, így mindenki számára elérhetetlenek. Az egészségügyi tervtől és az eljáráshoz kiválasztott orvostól vagy létesítménytől függően a lézeres szemműtét 600 és 8,000 dollár között vagy annál többe kerülhet.

 

Mi történik a lézerterápia után?

A lézeres műtét utáni helyreállítás hasonló a hagyományos műtéthez. Előfordulhat, hogy a műtétet követően néhány napig pihennie kell, és vény nélkül kapható fájdalomcsillapítókat kell használnia, amíg a kellemetlen érzés és a duzzanat el nem múlik.

A lézeres kezelés utáni felépüléshez szükséges idő attól függ, hogy milyen típusú terápiában részesült, és hogy a terápia mekkora testet érintett. Szigorúan be kell tartania az orvos által kiadott utasításokat. Ha például lézeres prosztata műtéten esik át, előfordulhat, hogy vizeletkatétert kell viselnie. Ez segíthet a vizelésben röviddel a műtét után.

Duzzanatot, viszketést és nyersességet szenvedhet a kezelt terület körül, ha a bőrén kezelték. Orvosa kenőcsöt alkalmazhat, és felöltöztetheti az érintett régiót, hogy légmentesen és vízállóan készüljön. Ügyeljen arra, hogy a kezelést követő első néhány hétben elvégezze a következőket:

• Használjon vény nélkül kapható gyógyszereket fájdalomra, például ibuprofent (Advil) vagy acetaminofent (Tylenol).
• Rendszeresen tisztítsa meg a területet vízzel.
• Alkalmazzon kenőcsöket, például vazelint.
• Használjon jégcsomagokat.
• Kerülje a kopás szedését.

Miután a régiót elárasztotta az új bőr, alapozót vagy más kozmetikumot alkalmazhat, hogy elrejtse a látható bőrpírt.

 

Idegek kezelése

A perifériás idegek, amelyek nem találhatók meg az agyban vagy a gerincvelőben, felelősek az idegkárosodás okozta fájdalom és zsibbadás nagy részéért. A neuropátia az idegkárosodás ezen formájának orvosi kifejezése. A lézereket neuropátia lézerterápiában használják az érintett régiók vérkeringésének fokozására. Mivel a vér tápanyagokat és oxigént szállít a régióba, az idegeknek nagyobb esélyük van a gyógyulásra, és a fájdalom csökken.

Az energia a környező szövetbe kerül, amikor a lézer behatol a bőrbe. A lézer fényenergiáját sejtenergiává alakítják, és a vérkeringés fokozására használják. A vázizmok elengedhetetlenek a vérkeringéshez. Ezek az izmok a vér artériái körül hajlanak, hogy segítsék a szív vérpumpálását. Az infravörös lézerek elnyelik az izomsejtek energiáját, aktívabbá és hatékonyabbá téve őket.

 

Következtetés

A lézeres sebészet a lézer (amely a fényerősítést jelenti a sugárzás stimulált kibocsátásával) használata különféle orvosi és esztétikai műveletekhez. A lézer egyfajta fényforrás, amely számos sebészeti alkalmazásban hasznosítható. Az eljárás helyétől és céljától függően több lézer hullámhosszat választanak.