Laserchirurgie

Overzicht

Lasers worden steeds vaker gebruikt in de moderne geneeskunde om een breed scala aan ziekten te behandelen naarmate de vraag naar minder opdringerige behandelingstechnieken groeit. De fysica van lasers maakt het mogelijk om dezelfde basisconcepten toe te passen op een breed scala aan weefseltypen met weinig systeemaanpassingen. Verschillende lasertechnologieën zijn onderzocht in elke discipline van de geneeskunde.

 

Wat is laserchirurgie?

Lasertherapieën zijn medische procedures die geconcentreerd licht gebruiken om patiënten te behandelen. Licht van een laser (wat staat voor lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling) wordt aangepast aan bepaalde golflengten, in tegenstelling tot de meeste andere lichtbronnen. Hierdoor kan het worden geconcentreerd in sterke balken. Laserlicht is zo krachtig dat het diamanten kan vormen en staal kan slijpen.

Laserenergie kan veilig en efficiënt worden gebruikt voor lithotripsie, kankertherapie, een verscheidenheid aan esthetische en reconstructieve operaties en de ablatie van afwijkende geleidende paden. Behandeling met lasers is gelijkwaardig aan, en misschien wel superieur dan, management met behulp van meer traditionele benaderingen voor elk van deze ziekten.

 

Laserfysica

Een basislaser bestaat uit een lasermedium (dat de golflengte van het systeem regelt) omgeven door twee parallelle spiegels, waarvan er één gedeeltelijk reflecteert en gedeeltelijk verzendt. Een elektrische bron prikkelt het medium totdat het aantal atomen in de aangeslagen toestand groter is dan het aantal in de grondtoestand (populatie-inversie).

Wanneer het lasermedium energiek is, begint het spontaan opgewonden fotonen in alle richtingen uit te zenden. Een kleine minderheid van deze fotonen reist echter in koor langs de middellijn van het lasersysteem tussen de spiegels. De spiegels reflecteren vervolgens deze fotonen, waardoor het proces van gestimuleerde emissie wordt versterkt. De deels zendspiegel maakt het dus mogelijk om een sterke, coherente straal fotonen als laserlicht uit te zenden.

 

Laser-weefsel interactie

De impact van een laser op een weefselmonster wordt bepaald door de kwaliteiten van zowel het weefsel als de laser. Structuur, watergehalte, thermische geleidbaarheid, warmtecapaciteit, dichtheid en het vermogen om uitgestraalde energie te absorberen, te verspreiden of te reflecteren zijn allemaal weefselattributen. Vermogen, dichtheid, energie-inhoud en golflengte zijn allemaal belangrijke laserkwaliteiten.

De belangrijkste biologische doelen die worden overwogen absorberen licht op vele verschillende manieren en hun optimale absorptiespectra worden bepaald door de golflengte van de inputfotonenenergie. De belangrijkste doelchromoforen (elk materiaal dat licht absorbeert) voor zichtbaar licht en sommige nabij-infraroodlasers zijn hemoglobine en melanine, maar water is de enige chromofoor voor CO2-lasers.

 Om selectieve fotothermolyse te bereiken (het gebruik van energie bij hoge piekvermogens en korte pulsbreedtes om alleen het beoogde doel te vernietigen) zonder het omliggende weefsel te beschadigen, moet het doelweefsel chromoforen bevatten die een specifieke lasergolflengte absorberen die niet in het omliggende weefsel worden aangetroffen.

De meest voorkomende lasers die worden gebruikt in de geneeskunde en chirurgie zijn de CO2-, Nd: YAG- en Argon-lasers. De CO2-laser genereert straling bij 10.600 nm en gebruikt koolstofdioxidegas als medium. CO2-lasers, hoewel ze weefselselectief zijn, kunnen niet worden gebruikt voor selectieve fotothermolyse omdat de chromofoor, water, overal voorkomt. Alle impactenergie wordt tot een bepaalde diepte in het weefselwater opgenomen, waardoor dieper weefselletsel wordt voorkomen.

CO2-lasers werken in de onzichtbare infraroodgolfband, waardoor het gebruik van een richtstraal nodig is voor nauwkeurige therapie. Wanneer de laser op het weefsel wordt gericht, genereert deze een extreem hoge vermogensdichtheid, wat resulteert in snelle verdamping en ablatie van het weefsel. Omdat de bestraling van de laserstraal gerelateerd is aan de inverse van het vierkant van de diameter van de bundel, kan de chirurg de laser snel overschakelen van incisiemodus naar bulkverdamping of coagulatie door de bundel onscherp te maken.

De CO2-laser heeft verschillende straalmodi, die elk een bepaald effect hebben op het weefsel. Continue golf (CW) is de meest elementaire modus, waarin de laserstraal wordt gegenereerd, gedurende een bepaalde periode wordt gebruikt en vervolgens wordt uitgeschakeld. Meer hedendaagse lasers zijn echter quasi-CW (ultrapulsing), wat betekent dat ze korte high-peak power pulsen produceren met extreem lange interpulsintervallen. Omdat elke gegeven puls korter is dan de tijd die het doelweefsel nodig heeft om af te koelen, zorgt dit voor nauwkeurigere incisies met minder warmteopbouw.

 

Klinische toepassingen van lasers

Naarmate minimaal invasieve procedures voor de behandeling van verschillende pathologische aandoeningen prominenter worden, is het gebruik van lasers in populariteit toegenomen in de moderne geneeskunde. Lasers hebben een breed scala aan toepassingen in de oogheelkunde, lithotripsie, de detectie en behandeling van verschillende maligniteiten, evenals dermatologische en esthetische operaties, naast hun praktische gebruik in de operatiekamer.

 

Lithotripsie

De afgelopen decennia is laserlithotripsie een algemeen gevestigde therapie voor het fragmenteren van urine- en galstenen. Lasers kunnen lithotripsie uitvoeren door een fotoakoestisch /fotomechanisch effect (laser-geïnduceerde shockwave lithotripsie) of een voornamelijk fotothermisch effect. de 1-μsec pulsed-dye laser is de meest gebruikte shockwave laser in lithotripsie en heeft veel onderzoek ontvangen. De excitatie van cumarinekleurstof produceert het monochrome licht dat de calculi in dit apparaat fragmenteert.

Terwijl de steen laserlicht absorbeert, vormen de geproduceerde aangeslagen ionen een snel groeiende en pulserende wolk rond de steen, waardoor een schokgolf ontstaat die de calculus in scherven splitst. Omdat deze laser inefficiënt is tegen niet-absorberende kleurloze calculi zoals cystine, zijn fotosensitizers (kleurstof) effectief gebruikt als irrigatievloeistoffen en absorptiemiddelen om het fragmentatieproces te starten. 

De lang gepulseerde Holium:YAG-laser daarentegen fragmenteert calculi meestal door fotothermische mechanismen. De laser zendt licht uit met een golflengte van 2.100 nm dat gemakkelijk door water wordt geabsorbeerd. In de juiste atmosfeer absorbeert vloeistof de energie en wordt daarom verwarmd. Er vormt zich een wolk van damp, die het water verdeelt en het resterende laserlicht rechtstreeks op het calculusoppervlak laat vallen, gaten erin boort en het fragmenteert.

In vergelijking met pneumatische lithotripsie is Ho: YAG-laserlithotripsie een effectievere endoscopische techniek voor de behandeling van ureterale stenen, met hogere steenfragmentatiesnelheden, en een beoordeling uitgevoerd door Teichman concludeerde dat deze laser veilig en effectief is en net zo goed, zo niet beter, werkt dan andere modaliteiten, en dat het ook kan worden gebruikt voor galstenen.

 

Oncologie

Lasers worden nu veilig gebruikt om maligniteiten in meerdere orgaansystemen te behandelen. Voor personen die geen uitstekende chirurgische kandidaten zijn, is laser interstitiële thermische therapie (LITT) een favoriete therapeutische optie in de neurochirurgie. Lasers zijn sinds hun oprichting veiliger geworden om te gebruiken in neurochirurgie en ze zijn effectief gebruikt om niet-reseceerbare gliomen te behandelen, evenals harde en hemorragische tumoren zoals meniniomen, tumoren van de diepe schedelbasis en tumoren diep in de ventrikels.

Laser-geassisteerde mucosale ablatiemethoden worden nu op grote schaal en effectief gebruikt om oppervlakkige gastro-intestinale maligniteiten te behandelen, zoals vroege maagkanker, oppervlakkige slokdarmkanker, colorectaal adenoom en hoogwaardige Barrett's slokdarm. Bovendien is laserondersteunde fotodynamische therapie (PDT) een effectieve therapeutische techniek gebleken voor sommige soorten longkankerlaesies.

Door zijn fotochemische, fotomechanische en fotothermische effecten is directe laserablatie gebruikt om kankercellen direct te vernietigen. De fotochemische reacties die optreden genereren uiteindelijk schadelijke radicalen die weefseldood veroorzaken, de fotomechanische reacties veroorzaken weefselstress en fragmentatie en de fotothermische reacties veroorzaken verwarming en stolling, die beide celdood bevorderen.

PDT werd ongeveer een eeuw geleden gemaakt om deze techniek te verbeteren en zich nauwkeuriger te richten op de beoogde tumorcellen, en het heeft sindsdien wijdverspreide aantrekkingskracht gekregen. Deze therapiebenadering omvat de levering van een fotosensibiliserende medicatie, gevolgd door de verlichting van het doelgebied met zichtbaar licht dat overeenkomt met de absorptiegolflengte van het fotosensibiliserende medicijn.

Wanneer de photosensitizer wordt geactiveerd, creëert deze eerst de geëxciteerde singlettoestand en gaat vervolgens over naar de triplettoestand, die reactieve zuurstofsoorten produceert die schadelijk zijn voor neoplastische cellen in aanwezigheid van zuurstof. Selectieve fotothermische behandeling, aan de andere kant, maakt gebruik van gerichte lichtabsorberende kleurstof om laser-geïnduceerde tumorceldood te verhogen.

 

Esthetische en reconstructieve chirurgie

Het unieke vermogen van lasers om bepaalde structuren en weefsellagen te richten, maakt ze een zeer effectief hulpmiddel bij esthetische en reconstructieve chirurgie. In moderne jaren is laser resurfacing een prominente techniek die wordt gebruikt voor anti-aging behandeling, omdat bekend is dat de productie van nieuwe collageencreatie de effecten van photoaging vermindert. De eerste huidvernieuwingsprocedures gebruikten ablatieve CO2- en Er: YAG-lasersystemen om een specifiek gebied van de dermis te targeten.

Omdat deze methoden echter ook een grote hoeveelheid epidermis verwijderen, is de hersteltijd langer en worden nadelige effecten zoals infecties en erytheem versterkt. Niet-ablatieve lasers, zoals krachtig gepulseerd licht, Nd: YAG, diode en Er: glass-lasers, die meestal infraroodlicht uitzenden, werden later gemaakt om deze problemen aan te pakken.

Het doel van deze systemen is om het water in de dermis te richten, dat collageen verwarmt en tijdens het hele proces remodellering veroorzaakt. Weefselverdamping treedt niet op en er wordt geen externe wond gegenereerd, omdat er een mechanisme is dat tegelijkertijd de opperhuid afkoelt. Onlangs is gefractioneerde laserresurfacing de standaardmethode voor huidvernieuwing geworden. Fijne stralen van hoogenergetisch licht worden gebruikt in gefractioneerde lasers om kleine zones van thermisch letsel ("microscopische thermische zones") te induceren en slechts delen van de huid tegelijk te behandelen.

Laser-geassisteerde lipolyse, waarbij een optische vezel in een canule van 1 mm wordt gestopt, wordt ook steeds populairder in cosmetische chirurgie. Vanwege de kleine omvang van de canule is een kleinere incisie nodig, wat resulteert in minder bloedingen en littekenontwikkeling. 920 nm lasers hebben de laagste absorptiecoëfficiënt in vetweefsel van elke laser die toegankelijk is voor medisch gebruik, waardoor ze diepere weefsellagen kunnen binnendringen.

Degenen met golflengten in het bereik van 1.320-1.444 nm hebben de hoogste absorptiecoëfficiënt in vet, wat resulteert in een ondiepere penetratiediepte en het vermogen om dergelijke weefsels oppervlakkig te behandelen. Het meest gebruikte laser lipolyse-apparaat is de Nd: YAG-laser, omdat de absorptiecoëfficiënt van vetweefsel op deze golflengte resulteert in een goede penetratiediepte met gemiddelde absorptie, waardoor slechts een milde temperatuurstijging en bijgevolg weinig weefselschade wordt gegenereerd.

Bovendien stolt laserlicht op deze golflengte kleine bloedvaten, wat resulteert in aanzienlijk verminderd bloedverlies tijdens de behandeling. In vergelijking met standaardprocedures konden Abdelaal en Aboelatta een aanzienlijke vermindering van bloedverlies aantonen (54%). Bovendien ontdekten Mordon en Plot dat laserlipolyse zorgt voor meer gelijkmatige huidresultaten.

Ten slotte, omdat lasers zich specifiek kunnen richten op zieke vasculatuur, zijn ze een uitstekende bron voor de behandeling van vasculaire afwijkingen zoals port-wijnvlekken. Patiënten hadden niet veel therapeutische opties voor dit soort anomalieën voorafgaand aan het gebruik van lasers. Lasers die bij voorkeur worden geabsorbeerd door hemoglobine boven melanine worden voor dit doel gebruikt, waardoor minder schade aan de opperhuid wordt veroorzaakt. Lasers met langere golflengten, en dus het potentieel om dieper in weefsel door te dringen, zijn onlangs geïntroduceerd.

 

Ablatie van geleidende paden

Nadat werd erkend dat de longaders (PV) een belangrijke bron van ectopische slagen zijn die atriale fibrillatie (AF) paroxysmen veroorzaken, werd de ontwikkeling van katheterablatie-apparaten voor circumferentiële PV-isolatie (PVI) gemotiveerd. De laserballonkatheter is nu een van de meest gebruikte endoscopische ablatiesystemen (EAS) voor de behandeling van AF. De katheter heeft een volgzame ballon aan de punt die voortdurend wordt gespoeld met deuteriumoxide.

Na het inbrengen van de katheter in het linker atrium, wordt een endoscoop in de katheterschacht geplaatst om direct zicht te bieden op het ablatiedoel in het hart. Een 980-nm diodelaser wordt in het middelste lumen geplaatst en zendt laserenergie loodrecht op de katheterschacht uit, die een boog van 30 ° bestrijkt en cirkelvormige ablatie rond elke PV vergemakkelijkt.

Deuteriumoxide absorbeert geen laser op deze golflengte. Als gevolg hiervan dringt het voorbij het endotheel en wordt het geabsorbeerd door watermoleculen, waardoor verwarming en stollingsnecrose ontstaan. De gegeven energie kan worden getitreerd door het vermogen te variëren in een reeks gespecificeerde instellingen. Afhankelijk van welke hartwand wordt getarget, veranderen de energieniveaus.

Een volledig transmurale laesie in het hart is vereist om met succes te resulteren in een volledig geleidingsblok. aangetoonde elektrische impulsen, zowel getimed als AF, kunnen nog steeds meer dan 1 mm gaten in de ablatielijn afleggen Wanneer de effecten van verschillende energieniveaus worden vergeleken, blijkt uit onderzoek dat het gebruik van grotere energieniveaus leidt tot hogere PVI-percentages met lagere AF-recidiefpercentages en geen compromis van het veiligheidsprofiel.

MRI-geleide laser-geïnduceerde thermische behandeling (MRgLITT) wordt op grote schaal gebruikt in neurologische chirurgie om refractaire epilepsie te behandelen, hetzij als een manier om de epileptische foci af te breken of als een ontkoppelingstechniek. MRgLITT combineert een diodelaser (980-nm) met beeldvormingstechnologie om intraoperatieve gegevens te bieden die nodig zijn voor het regelen van de hoeveelheid geleverde energie.

 

Hoe worden lasers gebruikt tijdens kankerchirurgie?

Laserchirurgie is een type operatie waarbij specifieke laserstralen, in plaats van apparaten zoals scapels, worden gebruikt om chirurgische procedures uit te voeren. Er zijn verschillende soorten lasers, elk met unieke kenmerken die gespecialiseerde doeleinden uitvoeren tijdens de operatie. Laserlicht kan continu of met tussenpozen worden toegediend en kan worden gebruikt in combinatie met glasvezel om delen van het lichaam te behandelen die vaak moeilijk te bereiken zijn. Enkele van de vele soorten lasers die worden gebruikt voor kankertherapie zijn als volgt:

• Kooldioxide (CO2) lasers: 

CO2-lasers kunnen een zeer dunne laag weefsel van het huidoppervlak verwijderen zonder diepere lagen te beschadigen. Huidtumoren en sommige precancereuze cellen kunnen worden verwijderd met de CO2-laser.

• Neodymium:yttrium-aluminium-granaat (Nd:YAG) lasers:

Lasers die neodymium:yttrium-aluminium-granaat (Nd:YAG) bevatten, kunnen dieper in weefsel doordringen en bloed sneller laten stollen. Laserlicht kan worden verzonden met behulp van optische kabels om minder toegankelijk te worden in organen. De Nd:YAG-laser kan bijvoorbeeld worden gebruikt om keelkanker te behandelen.

• Laser-geïnduceerde interstitiële thermotherapie (LITT): 

laser-geïnduceerde interstitiële thermotherapie (LITT) verwarmt specifieke delen van het lichaam met lasers. De lasers zijn gericht op interstitiële gebieden (tussen organen) in de buurt van tumoren. De warmte van de laser verhoogt de temperatuur van de tumor, krimpt, verwondt of elimineert kankercellen.

• Argon lasers:

Argonlasers kunnen alleen de meest oppervlakkige weefsellagen binnendringen, zoals de huid. Fotodynamische therapie (PDT) is een behandeling die argonlaserlicht gebruikt om moleculen in kankercellen te activeren.

 

Wie zou geen lasertherapie moeten hebben?

Cosmetische huid- en oogoperaties worden bijvoorbeeld beschouwd als electieve laseroperaties. Sommige patiënten stellen vast dat de gevaren van dit soort operaties groter zijn dan de voordelen. Laserprocedures kunnen bijvoorbeeld sommige gezondheids- of huidproblemen verergeren. Een slechte algemene gezondheid, zoals bij traditionele chirurgie, verhoogt uw kans op problemen.

Voordat u ervoor kiest om laserchirurgie te ondergaan voor elk type operatie, raadpleegt u uw arts. Uw arts kan u adviseren om traditionele chirurgische behandelingen te kiezen op basis van uw leeftijd, algehele gezondheid, gezondheidszorgplan en de kosten van laserchirurgie. Als u bijvoorbeeld jonger bent dan 18 jaar, moet u geen Lasik-oogoperatie ondergaan.

 

Hoe bereid ik me voor op lasertherapie?

Plan van tevoren om hersteltijd na de procedure mogelijk te maken. Zorg ervoor dat u iemand heeft om u na de operatie naar huis te brengen. U zult vrijwel zeker onder de effecten van verdoving of medicijnen zijn. U kunt worden aanbevolen om maatregelen te nemen, zoals het stoppen met geneesmiddelen die de bloedstolling kunnen beïnvloeden, zoals bloedverdunners, een paar dagen voor de operatie.

 

Hoe wordt lasertherapie gedaan?

Laserbehandelingsprocedures verschillen afhankelijk van de operatie. Een endoscoop (een dunne, verlichte, flexibele buis) kan worden gebruikt om de laser te sturen en weefsels in het lichaam te observeren bij de behandeling van een tumor. De endoscoop wordt ingebracht via een lichaamsopening, zoals de mond. De chirurg stuurt vervolgens de laser aan om de tumor te verminderen of te elimineren. Lasers worden meestal direct op de huid gebruikt tijdens cosmetische operaties.

Wat zijn de risico's?

Lasertherapie heeft enkele risico's. De risico's voor huidtherapie omvatten:

• Bloeding
• Infectie
• Pijn
• Littekenvorming
• Veranderingen in huidskleur

Bovendien zijn de verwachte resultaten van de therapie mogelijk niet duurzaam, waardoor verdere sessies nodig zijn. Sommige laserchirurgie wordt uitgevoerd terwijl u verdoofd bent, wat zijn eigen reeks gevaren heeft. Ze zijn als volgt:

• Longontsteking
• Verwarring na het ontwaken uit de operatie
• Hartinfarct
• Aaien

Behandelingen kunnen ook duur zijn, waardoor ze voor iedereen ontoegankelijk zijn. Afhankelijk van uw zorgplan en de behandelaar of faciliteit die u kiest voor uw procedure, kan ooglaseren overal van $ 600 tot $ 8.000 of meer kosten. 

 

Wat gebeurt er na lasertherapie?

Herstel na laserchirurgie is vergelijkbaar met dat van traditionele chirurgie. Mogelijk moet u een paar dagen na de operatie ontspannen en vrij verkrijgbare pijnstillers gebruiken totdat het ongemak en de zwelling zijn verdwenen.

De hoeveelheid tijd die nodig is om te herstellen na een laserbehandeling hangt af van het type therapie dat u heeft gehad en hoeveel van uw lichaam is beïnvloed door de therapie. U moet zich strikt houden aan alle aanwijzingen van uw arts. Als u bijvoorbeeld een prostaatlaseroperatie ondergaat, moet u mogelijk een urinekatheter dragen. Dit kan u helpen om kort na de operatie te plassen.

U kunt last krijgen van zwelling, jeuk en rauwheid rond het behandelde gebied als u een behandeling op uw huid heeft gehad. Uw arts kan een zalf aanbrengen en het getroffen gebied aankleden om het luchtdicht en waterdicht te maken. Zorg ervoor dat u het volgende uitvoert in de eerste paar weken na de behandeling:

• Gebruik vrij verkrijgbare medicijnen voor pijn, zoals ibuprofen (Advil) of paracetamol (Tylenol).
• Reinig het gebied regelmatig met water.
• Breng zalven aan, zoals vaseline.
• Gebruik ijspakken.
• Vermijd het plukken van korstjes.

Zodra de regio is overspoeld met een nieuwe huid, kunt u foundation of andere cosmetica aanbrengen om zichtbare roodheid te verbergen.

 

Zenuwen behandelen

Perifere zenuwen, die niet in de hersenen of het ruggenmerg worden aangetroffen, zijn verantwoordelijk voor veel van de pijn en gevoelloosheid veroorzaakt door zenuwletsel. Neuropathie is de medische term voor deze vorm van zenuwletsel. Lasers worden gebruikt in neuropathie lasertherapie om de bloedcirculatie naar de getroffen regio's te verbeteren. Doordat bloed voedingsstoffen en zuurstof overdraagt aan de regio, hebben de zenuwen een grotere kans op genezing en wordt de pijn verminderd.

Energie wordt afgevoerd naar het omliggende weefsel wanneer de laser de huid binnendringt. De lichtenergie van de laser wordt omgezet in cellulaire energie en gebruikt om de bloedcirculatie te verhogen. Skeletspieren zijn essentieel voor de bloedcirculatie. Deze spieren buigen rond bloedslagaders om het hart te helpen bloed te pompen. Infraroodlasers absorberen energie uit spiercellen, waardoor ze actiever en efficiënter worden.

 

Conclusie

Laserchirurgie is het gebruik van een laser (wat staat voor lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling) voor een verscheidenheid aan medische en esthetische operaties. Een laser is een soort lichtbron die kan worden gebruikt in een reeks chirurgische toepassingen. Afhankelijk van de locatie en het doel van de procedure, worden verschillende lasergolflengten gekozen.