레이저 수술
개요
레이저 는 덜 침입적인 치료 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 광범위한 질병을 치료하기 위해 현대 의학에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 레이저의 물리학은 시스템 조정이 거의 없이 광범위한 조직 유형에 동일한 기본 개념을 적용할 수 있도록 합니다. 의학의 각 분야에서 여러 레이저 기술이 조사되었습니다.
레이저 수술이란 무엇입니까?
레이저 요법은 환자를 치료하기 위해 집중된 빛을 사용하는 의료 절차입니다. 레이저의 빛(방사선의 유도 방출에 의한 광 증폭을 나타냄)은 대부분의 다른 광원과 달리 특정 파장으로 조정됩니다. 이를 통해 강한 빔에 집중할 수 있습니다. 레이저 광은 매우 강력하여 다이아몬드를 형성하고 강철을 절단할 수 있습니다.
레이저 에너지는 쇄석술, 암 치료, 다양한 미용 및 재건 수술, 비정상적인 전도성 경로의 절제에 안전하고 효율적으로 활용될 수 있습니다. 레이저 치료는 이러한 각 질병에 대해보다 전통적인 접근법을 사용하는 관리와 동등하며 아마도 우월합니다.
레이저 물리학
기본 레이저는 두 개의 평행 거울로 둘러싸인 레이저 매체 (시스템의 파장을 제어)로 구성되며 그 중 하나는 부분적으로 반사되고 부분적으로 투과됩니다. 전기 소스는 여기 상태의 원자 수가 기저 상태의 수를 초과 할 때까지 매체를 여기시킵니다 (인구 반전).
레이저 매체에 전원이 공급되면 모든 방향으로 여기 된 광자를 자발적으로 방출하기 시작합니다. 그러나 이러한 광자 중 극소수는 거울 사이의 레이저 시스템 중심선을 따라 일제히 이동합니다. 그런 다음 거울은 이러한 광자를 반사하여 자극 방출 과정을 증폭시킵니다. 따라서 부분적으로 투과하는 거울은 레이저 광으로서 강력하고 일관된 광자 빔의 방출을 가능하게합니다.
레이저-조직 상호작용
조직 샘플에 대한 레이저의 영향은 조직과 레이저의 품질에 의해 결정됩니다. 구조, 수분 함량, 열전도율, 열용량, 밀도 및 복사 에너지를 흡수, 분산 또는 반사하는 능력은 모두 조직 속성입니다. 전력, 밀도, 에너지 함량 및 파장은 모두 중요한 레이저 품질입니다.
고려중인 주요 생물학적 표적은 다양한 방식으로 빛을 흡수하며, 최적의 흡수 스펙트럼은 입력 광자 에너지의 파장에 의해 결정됩니다. 가시광선과 일부 근적외선 레이저의 주요 표적 발색단(빛을 흡수하는 모든 물질)은 헤모글로빈과 멜라닌이지만 CO2 레이저의 유일한 발색단은 물입니다.
주변 조직을 손상시키지 않고 선택적 광열분해(높은 피크 전력과 짧은 펄스 폭에서 에너지를 사용하여 의도한 표적만 파괴)를 달성하려면 표적 조직에 주변 조직에서 발견되지 않는 특정 레이저 파장을 흡수하는 발색단이 포함되어야 합니다.
의학 및 수술에 가장 자주 사용되는 레이저는 CO2, Nd : YAG 및 아르곤 레이저입니다. CO2 레이저는 10,600nm에서 방사선을 생성하고 이산화탄소 가스를 매체로 사용합니다. CO2 레이저는 조직 선택적이지만 발색단인 물이 모든 곳에서 발생하기 때문에 선택적 광열분해에 사용할 수 없습니다. 모든 충격 에너지는 조직 물에 일정 깊이까지 흡수되어 더 깊은 조직 손상을 방지합니다.
CO2 레이저는 보이지 않는 적외선 파장대에서 작동하므로 정밀한 치료를 위해 조준 빔을 사용해야 합니다. 레이저가 조직에 초점을 맞추면 매우 높은 출력 밀도를 생성하여 조직의 빠른 기화 및 절제를 초래합니다. 레이저 빔의 방사조도는 빔 직경의 제곱의 역수와 관련이 있기 때문에 외과의는 빔의 초점을 흐리게 하여 레이저를 절개 모드에서 벌크 기화 또는 응고로 빠르게 전환할 수 있습니다.
CO2 레이저에는 여러 빔 모드가 있으며 각 모드는 조직에 특별한 영향을 미칩니다. 연속파 (CW)는 레이저 빔이 생성되어 일정 시간 동안 작동 한 다음 차단되는 가장 기본적인 모드입니다. 그러나 보다 현대적인 레이저는 준 CW(울트라펄싱)이며, 이는 매우 긴 펄스 간 간격으로 짧은 고피크 전력 펄스를 생성한다는 것을 의미합니다. 주어진 각 펄스는 표적 조직이 냉각되는 데 걸리는 시간보다 짧기 때문에 열 축적이 적고 더 정확한 절개가 가능합니다.
레이저의 임상 응용
다양한 병리학 적 상태를 치료하기위한 최소 침습적 절차가 더욱 두드러짐에 따라 레이저 사용은 현대 의학에서 인기를 얻고 있습니다. 레이저는 수술실에서의 실제 사용 외에도 안과, 쇄석술, 다양한 악성 종양의 감지 및 치료, 피부과 및 미용 수술에 광범위하게 적용됩니다.
쇄석술
지난 수십 년 동안 레이저 쇄석술은 비뇨기 및 담도 결석을 단편화하는 데 일반적으로 확립 된 치료법이었습니다. 레이저는 광 음향 / 광 기계적 효과 (레이저 유도 충격파 쇄석술) 또는 주로 광열 효과로 쇄석술을 수행 할 수 있습니다. 1-μsec 펄스 염료 레이저는 쇄석술에서 가장 많이 사용되는 충격파 레이저이며 상당한 연구를 받았습니다. 쿠마린 염료의 여기는이 장치에서 미적분을 조각화하는 단색 광을 생성합니다.
돌이 레이저 광선을 흡수함에 따라 생성 된 여기 이온은 돌을 둘러싸고 빠르게 성장하고 맥동하는 구름을 형성하여 충격파를 일으켜 미적분을 파편으로 나눕니다. 이 레이저는 시스틴과 같은 비흡수성 무색 미적분에 대해 비효율적이기 때문에 감광제(염료)는 단편화 과정을 시작하기 위한 관개액 및 흡수제로 효과적으로 활용되었습니다.
반면에 긴 펄스 Holium : YAG 레이저는 대부분 광열 메커니즘에 의해 계산법을 파편화합니다. 레이저는 물에 쉽게 흡수되는 2,100nm 파장의 빛을 방출합니다. 적절한 분위기에서 유체는 에너지를 흡수하므로 가열됩니다. 증기 구름이 형성되어 물을 나누고 나머지 레이저 광선이 미적분 표면에 직접 닿아 구멍을 뚫고 파편화합니다.
공압 쇄석술과 비교할 때 Ho:YAG 레이저 쇄석술은 요관 결석 치료에 더 효과적인 내시경 기술이며 결석 파편률이 더 높으며 Teichman이 수행한 검토에 따르면 이 레이저는 안전하고 효과적이며 다른 양식보다 좋지는 않더라도 잘 작동하며 담석에도 사용할 수 있습니다.
종양학
레이저는 이제 여러 장기 시스템의 악성 종양을 치료하는 데 안전하게 활용되고 있습니다. 우수한 수술 후보자가 아닌 개인의 경우 레이저 간질 열 요법(LITT)이 신경외과에서 선호되는 치료 옵션입니다. 레이저는 처음부터 신경 외과에 사용하기에 더 안전해졌으며 절제 불가능한 신경 교종뿐만 아니라 반월종, 깊은 두개골 기저부의 종양 및 심실 깊숙한 종양과 같은 경질 및 출혈성 종양을 치료하는 데 효과적으로 사용되었습니다.
레이저 보조 점막 절제 방법은 이제 조기 위암, 표재성 식도암, 결장 직장 선종 및 고급 Barrett 식도와 같은 표재성 위장 악성 종양을 치료하는 데 광범위하고 효과적으로 활용 되고 있습니다. 또한, 레이저 보조 광 역학 요법 (PDT)은 일부 종류의 폐암 병변에 효과적인 치료 기술로 밝혀졌습니다.
광화학적, 광역학적, 광열 효과를 통해 직접 레이저 절제를 활용하여 암세포를 직접 파괴했습니다. 발생하는 광화학 반응은 결국 조직 사멸을 유발하는 유해한 라디칼을 생성하고, 광기계적 반응은 조직 스트레스와 단편화를 유발하며, 광열 반응은 가열 및 응고를 유발하여 둘 다 세포 사멸을 촉진합니다.
PDT는 이 기술을 개선하고 의도한 종양 세포를 보다 정확하게 표적으로 삼기 위해 약 100년 전에 만들어졌으며 그 이후로 널리 호응을 얻었습니다. 이 요법 접근법은 감광성 약물의 전달에 이어 감광성 약물의 흡수 파장과 일치하는 가시광선으로 표적 영역의 조명을 제공하는 것으로 구성됩니다.
감광제가 활성화되면 먼저 여기 된 일중항 상태를 생성 한 다음 삼중 항 상태로 전환하여 산소가있는 상태에서 신 생물 세포에 해로운 활성 산소 종을 생성합니다. 반면에 선택적 광열 치료는 레이저 유도 종양 세포 사멸을 증가시키기 위해 표적 광 흡수 염료를 사용합니다.
미적 및 재건 수술
레이저는 특정 구조와 조직 층을 표적으로 삼는 독특한 능력으로 인해 미적 및 재건 수술에 매우 효과적인 도구입니다. 현대에는 레이저 재 포장이 노화 방지 치료에 활용되는 두드러진 기술이되어 왔으며, 새로운 콜라겐 생성의 생성이 광노화의 영향을 줄이는 것으로 알려져 있기 때문입니다. 첫 번째 피부 재 포장 절차는 절제 CO2 및 Er : YAG 레이저 시스템을 사용하여 진피의 특정 영역을 표적으로 삼았습니다.
그러나 이러한 방법은 많은 양의 표피도 제거하기 때문에 회복 시간이 길어지고 감염 및 홍반과 같은 부작용이 향상됩니다. 대부분 적외선을 방출하는 강력한 펄스 광, Nd : YAG, 다이오드 및 Er : glass 레이저와 같은 비 절제 레이저는 나중에 이러한 문제를 해결하기 위해 만들어졌습니다.
이 시스템의 목적은 진피의 물을 표적으로 삼아 콜라겐을 따뜻하게하고 과정 전반에 걸쳐 리모델링을 유발하는 것입니다. 조직 증발이 일어나지 않으며 표피를 동시에 냉각시키는 메커니즘이 있기 때문에 외부 상처가 발생하지 않습니다. 최근에는 분획 레이저 재 포장이 피부 재 포장의 표준 방법이되었습니다. 고 에너지 빛의 미세한 광선은 열 손상의 작은 영역 ( "미세한 열 영역")을 유도하고 한 번에 피부의 일부 만 치료하기 위해 분별 레이저에 사용됩니다.
1mm 캐뉼러에 광섬유를 사용하는 레이저 보조 지방 분해도 성형 수술에서 점점 인기를 얻고 있습니다. 캐뉼러의 크기가 작기 때문에 더 작은 절개가 필요하므로 출혈과 흉터 발생이 적습니다. 920nm 레이저는 의료용으로 접근 가능한 모든 레이저 중 지방 조직에서 흡수 계수가 가장 낮아 조직의 더 깊은 층을 관통할 수 있습니다.
1,320-1,444 nm 범위의 파장을 가진 사람들은 지방에서 가장 높은 흡수 계수를 가지므로 침투 깊이가 얕아지고 그러한 조직을 표면적으로 치료할 수 있습니다. 가장 광범위하게 사용되는 레이저 지방 분해 장치는 Nd : YAG 레이저입니다.이 파장에서 지방 조직의 흡수 계수는 중간 흡수로 좋은 침투 깊이를 초래하여 약간의 온도 상승 만 발생시키고 결과적으로 조직 손상이 거의 없습니다.
또한이 파장의 레이저 광선은 작은 혈관을 응고시켜 치료 중 혈액 손실을 크게 줄입니다. 표준 절차와 비교할 때 Abdelaal과 Aboelatta는 상당한 혈액 손실 감소 (54 %)를 입증 할 수있었습니다. 또한 Mordon과 Plot은 레이저 지방 분해가 더 균일 한 피부 결과를 생성한다는 것을 발견했습니다.
마지막으로, 레이저는 특히 병든 혈관계를 표적으로 삼을 수 있기 때문에 포트 와인 얼룩과 같은 혈관 이상을 치료하는 훌륭한 공급원입니다. 환자는 레이저를 사용하기 전에 이러한 종류의 이상에 대한 치료 옵션이 많지 않았습니다. 멜라닌보다 헤모글로빈에 우선적으로 흡수되는 레이저가 이러한 목적으로 사용되어 표피에 덜 해를 끼칩니다. 더 긴 파장을 가진 레이저, 따라서 조직 깊숙이 침투 할 수있는 잠재력이 최근에 도입되었습니다.
전도성 경로의 제거
폐정맥 (PV)이 심방 세동 (AF) 발작을 유발하는 이소성 박동의 주요 원인이라는 것이 인식 된 후 , 원주 PV 격리 (PVI)를위한 카테터 절제 장치의 개발이 동기가되었습니다. 레이저 풍선 카테터는 이제 AF 치료에 가장 정기적으로 사용되는 내시경 절제 시스템(EAS) 중 하나입니다. 카테터의 끝 부분에는 산화 중수소로 지속적으로 플러시되는 준수 풍선이 있습니다.
카테터를 좌심방에 삽입한 후 내시경을 카테터 샤프트에 삽입하여 심장 내부의 절제 대상을 직접 볼 수 있습니다. 980nm 다이오드 레이저는 중앙 루멘에 배치되고 카테터 샤프트에 수직으로 레이저 에너지를 방출하여 30° 호를 덮고 각 PV 주변의 원형 제거를 용이하게 합니다.
산화 중수소는이 파장에서 레이저를 흡수하지 않습니다. 결과적으로 내피를 통과하여 물 분자에 흡수되어 가열 및 응고 괴사를 일으 킵니다. 주어진 에너지는 일련의 지정된 설정에서 전력을 변화시킴으로써 적정될 수 있다. 어떤 심장 벽이 목표로하는지에 따라 에너지 수준이 변경됩니다.
완전한 전도 차단을 성공적으로 수행하려면 심장의 완전히 경벽 병변이 필요합니다. 시한 전기 충격(시간 제한 및 AF 모두)은 여전히 절제 라인에서 1mm 간격을 초과할 수 있습니다. 서로 다른 에너지 레벨의 효과를 비교할 때 연구에 따르면 더 높은 에너지 레벨을 사용하면 AF 재발률이 낮고 안전성 프로파일이 손상되지 않으면서 PVI 비율이 높아집니다.
MRI 유도 레이저 유도 열처리 (MRgLITT)는 간질 병소를 절제하거나 단절 기술로 난치성 간질을 치료하기 위해 신경 수술에 광범위하게 사용됩니다. MRgLITT는 다이오드 레이저(980nm)와 이미징 기술을 결합하여 공급되는 에너지의 양을 조절하는 데 필요한 수술 중 데이터를 제공합니다.
암 수술 중 레이저는 어떻게 사용됩니까?
레이저 수술은 스카펠과 같은 장치가 아닌 특정 레이저 빔을 사용하여 수술 절차를 수행하는 수술 유형입니다. 다양한 유형의 레이저가 있으며 각각 수술 중에 특수 목적을 수행하는 고유한 기능이 있습니다. 레이저 광은 지속적으로 또는 간헐적으로 투여 될 수 있으며 광섬유와 함께 사용하여 자주 도달하기 어려운 신체 부위를 치료할 수 있습니다. 암 치료에 사용되는 수많은 유형의 레이저 중 일부는 다음과 같습니다.
- 이산화탄소 (CO2) 레이저 :
CO2 레이저는 더 깊은 층을 손상시키지 않고 피부 표면에서 매우 얇은 조직 층을 제거 할 수 있습니다. 피부 종양 및 일부 전암 세포는 CO2 레이저로 제거 할 수 있습니다.
- 네오디뮴 : 이트륨 알루미늄 석류석 (Nd : YAG) 레이저 :
네오디뮴 : 이트륨-알루미늄-가닛 (Nd : YAG)을 함유 한 레이저는 조직 깊숙이 침투하여 혈액이 더 빨리 응고되도록 유도 할 수 있습니다. 레이저 광은 접근하기 어려운 내부 기관에 도달하기 위해 광 케이블을 사용하여 보낼 수 있습니다. 예를 들어 Nd : YAG 레이저는 인후암 치료에 사용할 수 있습니다.
- 레이저 유도 간질 온열 요법(LITT):
레이저 유도 간질 온열 요법(LITT)은 레이저로 신체의 특정 부위를 가열합니다. 레이저는 종양 근처의 간질 영역 (장기 사이)에 집중됩니다. 레이저의 열은 종양의 온도를 높여 암세포를 수축, 손상 또는 제거합니다.
- 아르곤 레이저:
아르곤 레이저는 피부와 같은 조직의 가장 표면적인 층에만 침투할 수 있습니다. 광역학 치료(PDT)는 아르곤 레이저 광을 사용하여 암세포의 분자를 활성화하는 치료법입니다.
레이저 요법을 받아서는 안되는 사람은 누구입니까?
예를 들어, 미용 피부 및 눈 수술은 선택적 레이저 수술로 간주됩니다. 일부 환자는 이러한 종류의 수술의 위험이 이점을 초과한다고 판단합니다. 예를 들어, 레이저 시술은 일부 건강 또는 피부 문제를 악화시킬 수 있습니다. 전통적인 수술과 마찬가지로 전반적인 건강이 좋지 않으면 문제가 발생할 가능성이 높아집니다.
모든 유형의 수술을 위해 레이저 수술을 선택하기 전에 의사와 상담하십시오. 의사는 연령, 전반적인 건강, 건강 관리 계획 및 레이저 수술 비용에 따라 전통적인 수술 치료법을 선택하도록 조언할 수 있습니다. 예를 들어, 18 세 미만인 경우 라식 눈 수술을받지 않아야합니다.
레이저 치료를 어떻게 준비합니까?
절차 후 복구 시간을 허용하도록 미리 계획하십시오. 수술 후 집으로 데려다 줄 사람이 있는지 확인하십시오. 당신은 거의 확실히 마취제나 약물의 영향을 받게 될 것입니다. 수술 며칠 전에 혈액 희석제와 같이 혈액 응고에 영향을 줄 수 있는 약물을 끊는 것과 같은 조치를 취하는 것이 좋습니다.
레이저 요법은 어떻게 이루어 집니까?
레이저 치료 절차는 수술에 따라 다릅니다. 내시경 (얇고 조명되고 유연한 튜브)을 사용하여 레이저를 조종하고 종양을 치료할 때 신체 내 조직을 관찰 할 수 있습니다. 내시경은 입과 같은 신체 구멍을 통해 도입됩니다. 외과의 사는 다음으로 레이저를 지시하여 종양을 줄이거 나 제거합니다. 레이저는 일반적으로 미용 수술 중에 피부에 직접 사용됩니다.
위험은 무엇입니까?
레이저 요법에는 몇 가지 위험이 있습니다. 피부 치료의 위험은 다음과 같습니다.
- 출혈
- 감염
- 통증이 있습니다
- 흉터
- 피부색의 변화
또한, 예상되는 치료 결과가 지속되지 않아 추가 세션이 필요할 수 있습니다. 일부 레이저 수술은 진정제를 투여하는 동안 수행되며 자체 위험이 있습니다. 그들은 다음과 같습니다 :
치료는 또한 비용이 많이 들고 모든 사람이 접근할 수 없게 만들 수 있습니다. 귀하의 건강 관리 계획과 귀하의 시술을 위해 선택한 개업의 또는 시설에 따라 레이저 눈 수술 비용은 $600에서 $8,000 또는 그 이상일 수 있습니다.
레이저 요법 후에는 어떻게됩니까?
레이저 수술 후 회복은 전통적인 수술과 비슷합니다. 수술 후 며칠 동안 긴장을 풀고 불편함과 부기가 가라앉을 때까지 처방전 없이 살 수 있는 진통제를 사용해야 할 수도 있습니다.
레이저 치료 후 회복하는 데 걸리는 시간은 치료 유형과 치료의 영향을 받은 신체의 양에 따라 다릅니다. 의사가 발행 한 지시 사항을 엄격히 준수해야합니다. 예를 들어 레이저 전립선 수술을 받은 경우 요도 카테터를 착용해야 할 수 있습니다. 이것은 수술 직후 소변을 보는 데 도움이 될 수 있습니다.
피부 치료를 받은 경우 치료 부위 주변의 부기, 가려움증 및 생생함을 겪을 수 있습니다. 의사는 연고를 바르고 환부를 차려 밀폐 및 방수 기능을 만들 수 있습니다. 치료 후 처음 몇 주 동안 다음을 수행하십시오.
- 통증에 대해 이부프로펜(Advil) 또는 아세트아미노펜(타이레놀)과 같은 일반 의약품을 사용하십시오.
- 해당 부위를 물로 정기적으로 청소하십시오.
- 석유 젤리와 같은 연고를 바르십시오.
- 얼음 주머니를 사용하십시오.
- 딱지를 따지 마십시오.
해당 부위가 새로운 피부로 가득 차면 파운데이션이나 다른 화장품을 발라 눈에 띄는 발적을 숨길 수 있습니다.
신경 치료
뇌나 척수에서 발견되지 않는 말초 신경은 신경 손상으로 인한 통증과 무감각의 대부분을 담당합니다. 신경 병증은 이러한 형태의 신경 손상에 대한 의학 용어입니다. 레이저는 신경 병증 레이저 요법에 사용되어 영향을받는 부위로의 혈액 순환을 향상시킵니다. 혈액은 영양분과 산소를 해당 부위로 전달하기 때문에 신경이 치유 될 가능성이 높아지고 통증이 줄어 듭니다.
레이저가 피부를 관통 할 때 에너지가 주변 조직으로 배출됩니다. 레이저의 빛 에너지는 세포 에너지로 변환되어 혈액 순환을 증가시키는 데 사용됩니다. 골격근은 혈액 순환에 필수적입니다. 이 근육은 심장 펌프가 혈액을 펌핑하는 데 도움이 되도록 혈액 동맥 주위를 구부립니다. 적외선 레이저는 근육 세포에서 에너지를 흡수하여보다 활동적이고 효율적으로 만듭니다.
결론
레이저 수술은 다양한 의료 및 미용 수술을 위해 레이저 (방사선의 유도 방출에 의한 광 증폭을 나타냄)를 사용하는 것입니다. 레이저는 다양한 수술 응용 분야에서 활용될 수 있는 광원 유형입니다. 절차의 위치와 목표에 따라 여러 레이저 파장이 선택됩니다.