Chirurgie laser
Prezentare generală
Laserele sunt din ce în ce mai utilizate în medicina modernă pentru a trata o gamă largă de boli pe măsură ce cererea în tehnicile de tratament mai puțin intruzive crește. Fizica laserelor permite aplicarea acelorași concepte de bază la o gamă largă de tipuri de țesuturi cu mici ajustări ale sistemului. Mai multe tehnologii laser au fost investigate în fiecare disciplină a medicinei.
Ce este chirurgia cu laser?
Terapiile laser sunt proceduri medicale care folosesc lumina concentrată pentru a trata pacienții. Lumina de la un laser (care reprezintă amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiații) este ajustată la anumite lungimi de undă, spre deosebire de majoritatea celorlalte surse de lumină. Acest lucru îi permite să fie concentrat în grinzi puternice. Lumina laser este atât de puternică încât poate modela diamante și oțel tăiat.
Energia laser poate fi utilizată în condiții de siguranță și eficient pentru litotriție, terapia cancerului, o varietate de operații estetice și reconstructive și ablația căilor conductive aberante. Tratamentul cu lasere este echivalent și poate superior managementului folosind abordări mai tradiționale pentru fiecare dintre aceste boli.
Fizica laserului
Un laser de bază este alcătuit dintr-un mediu laser (care controlează lungimea de undă a sistemului) înconjurat de două oglinzi paralele, dintre care una este parțial reflectorizantă și parțial transmisă. O sursă electrică excită mediul până când numărul atomilor în stare excitată depășește numărul în starea solului (inversarea populației).
Când mediul laser este energizat, acesta începe să emită spontan fotoni excitat în toate direcțiile. Cu toate acestea, o mică minoritate a acestor fotoni călătorește la unison pe linia centrală a sistemului laser dintre oglinzi. Oglinzile reflectă apoi acești fotoni, amplificând procesul de emisie stimulată. Oglinda parțial transmițătoare permite astfel emisia unui fascicul puternic și coerent de fotoni ca lumină laser.
Interacțiunea laser-țesut
Impactul unui laser asupra unei probe de țesut este determinat atât de calitățile țesutului, cât și de cele ale laserului. Structura, conținutul de apă, conductivitatea termică, capacitatea termică, densitatea și capacitatea de a absorbi, dispersa sau reflecta energia radiată sunt toate atributele țesutului. Puterea, densitatea, conținutul de energie și lungimea de undă sunt toate calitățile importante ale laserului.
Obiectivele biologice majore luate în considerare absorb lumina în multe moduri variate, iar spectrele lor optime de absorbție sunt determinate de lungimea de undă a energiei fotonicelor de intrare. Cromoforii țintă majori (orice material care absoarbe lumina) pentru lumina vizibilă și unele lasere cu infraroșu apropiat sunt hemoglobina și melanina, dar apa este singurul cromofor pentru laserele CO2.
Pentru a realiza fototermoliză selectivă (utilizarea energiei la puteri de vârf ridicate și lățimi scurte ale pulsului pentru a distruge singur ținta dorită) fără a deteriora țesutul înconjurător, țesutul țintă trebuie să conțină cromofori care absorb o anumită lungime de undă laser care nu se găsește în țesutul înconjurător.
Cele mai frecvente lasere utilizate în medicină și chirurgie sunt laserele CO2, Nd:YAG și Argon. Laserul CO2 generează radiații la 10.600 nm și folosește gazul de dioxid de carbon ca mediu. Laserele co2, deși sunt selective din punct de vedere al țesuturilor, nu pot fi utilizate pentru fototermoliză selectivă, deoarece cromoforul său, apa, apare peste tot. Toată energia de impact este absorbită în apa țesutului la o anumită adâncime, prevenind rănirea mai profundă a țesuturilor.
Laserele CO2 funcționează în banda de undă infraroșie invizibilă, necesitând utilizarea unui fascicul de țintire pentru o terapie precisă. Când laserul este concentrat pe țesut, acesta generează o densitate de putere extrem de mare, ducând la vaporizarea rapidă și ablația țesutului. Deoarece iradianța fasciculului laser este legată de inversa pătratului diametrului fasciculului, chirurgul poate comuta rapid laserul de la modul de incizie la vaporizarea sau coagularea în vrac prin defocalizarea fasciculului.
Laserul CO2 are mai multe moduri de fascicul, fiecare dintre ele având un efect special asupra țesutului. Unda continuă (CW) este modul cel mai de bază, în care fasciculul laser este generat, operat pentru o anumită perioadă de timp și apoi oprit. Cu toate acestea, laserele mai contemporane sunt cvasi-CW (ultrapulsing), ceea ce înseamnă că produc impulsuri scurte de mare putere de vârf, cu intervale inter-puls extrem de lungi. Deoarece fiecare puls dat este mai scurt decât timpul necesar pentru ca țesutul țintă să se răcească, acest lucru permite incizii mai precise cu mai puțină acumulare de căldură.
Aplicații clinice ale laserelor
Pe măsură ce procedurile minim invazive pentru tratarea diferitelor afecțiuni patologice devin mai proeminente, utilizarea laserelor a crescut în popularitate în medicina modernă. Laserele au o gamă largă de aplicații în oftalmologie, litotriție, detectarea și tratamentul diferitelor tumori maligne, precum și operații dermatologice și estetice , pe lângă utilizarea lor practică în sala de operație.
Litotripsie
În ultimele decenii, litotriția cu laser a fost o terapie în general stabilită pentru fragmentarea pietrelor urinare și biliare. Laserele pot efectua litotriție printr-un efect fotoacustic/fotomecanic (litotriție cu unde de șoc induse cu laser) sau un efect în primul rând fototermal. laserul cu colorant pulsat 1-μsec este cel mai utilizat laser cu unde de șoc în litotriție și a primit cercetări substanțiale. Excitația colorantului cumarinic produce lumina monocromatică care fragmentează calculii din acest aparat.
Pe măsură ce piatra absoarbe lumina laser, ionii excitați produși formează un nor în creștere rapidă și pulsează în jurul pietrei, provocând o undă de șoc care împarte calculul în cioburi. Deoarece acest laser este ineficient împotriva calculilor incolori neabsorbanți, cum ar fi cistina, fotosensibilizatorii (colorantul) au fost utilizați în mod eficient ca fluide de irigare și absorbanți pentru a începe procesul de fragmentare.
Laserul Holium:YAG cu puls lung, pe de altă parte, fragmentează calculi mai ales prin mecanisme fototermale. Laserul emite lumină cu o lungime de undă de 2.100 nm, care este ușor absorbită de apă. În atmosfera potrivită, lichidul absoarbe energia și, prin urmare, este încălzit. Se formează un nor de vapori, împărțind apa și permițând luminii laser rămase să lovească direct suprafața calculului, forând găuri în ea și fragmentând-o.
În comparație cu litotriția pneumatică, litotriția cu laser Ho:YAG este o tehnică endoscopică mai eficientă pentru tratamentul pietrelor ureterale, cu rate mai mari de fragmentare a pietrei, iar o analiză efectuată de Teichman a concluzionat că acest laser este sigur, eficient și funcționează la fel de bine, dacă nu chiar mai bine, decât alte modalități, și că poate fi folosit și pentru pietre biliare.
Oncologie
Laserele sunt acum utilizate în condiții de siguranță pentru a trata tumorile maligne în mai multe sisteme de organe. Pentru persoanele care nu sunt candidați chirurgicali excelenți, terapia termică interstițială cu laser (LITT) este o opțiune terapeutică favorizată în neurochirurgie. Laserele au devenit mai sigure pentru a fi utilizate în neurochirurgie încă de la începuturile lor și au fost utilizate în mod eficient pentru a trata glioamele iresecabile , precum și tumorile dure și hemoragice, cum ar fi meninomul, tumorile bazei profunde a craniului și tumorile adânci în ventricule.
Metodele de ablație a mucoaselor asistate cu laser sunt acum utilizate pe scară largă și eficient pentru a trata tumorile maligne gastro-intestinale superficiale, cum ar fi cancerul gastric precoce, cancerul esofagian superficial, adenomul colorectal și esofagul Barrett de grad înalt. În plus, terapia fotodinamică asistată cu laser (PDT) s-a dovedit a fi o tehnică terapeutică eficientă pentru unele tipuri de leziuni ale cancerului pulmonar.
Prin efectele sale fotochimice, fotomecanice și fototermale, ablația directă cu laser a fost utilizată pentru a distruge direct celulele canceroase. Reacțiile fotochimice care apar în cele din urmă generează radicali dăunători care provoacă moartea țesuturilor, răspunsurile fotomecanice provoacă stres și fragmentare tisulară, iar reacțiile fototermale provoacă încălzire și coagulare, ambele promovând moartea celulară.
PDT a fost creat aproximativ un secol în urmă pentru a îmbunătăți această tehnică și mai precis țintă celulele tumorale destinate, și a atras recurs pe scară largă de atunci. Această abordare terapeutică cuprinde livrarea unui medicament fotosensibilizant, urmat de iluminarea regiunii țintă cu lumină vizibilă care se potrivește cu lungimea de undă de absorbție a medicamentului fotosensibilizant.
Când fotosensibilizatorul este activat, acesta creează mai întâi starea excitată de singlet și apoi trece la starea tripletă, care produce specii reactive de oxigen care sunt dăunătoare celulelor neoplazice în prezența oxigenului. Tratamentul fototermal selectiv, pe de altă parte, utilizează colorant orientat care absoarbe lumina pentru a crește moartea celulelor tumorale induse de laser.
Chirurgie estetică și reconstructivă
Capacitatea unică a laserelor de a viza anumite structuri și straturi de țesut le face un instrument foarte eficient în chirurgia estetică și reconstructivă. În anii moderni, resurfacing cu laser a fost o tehnică proeminentă utilizată pentru tratamentul anti-îmbătrânire, deoarece producția de noi creații de colagen este cunoscută pentru a reduce efectele fotoagingului. Primele proceduri de refacere a pielii au folosit CO2 ablativ și Er: sisteme laser YAG pentru a viza o anumită regiune a dermei.
Cu toate acestea, deoarece aceste metode elimină, de asemenea, o cantitate mare de epidermă, timpul de recuperare este mai lung și efectele adverse, cum ar fi infecțiile și eritemul sunt îmbunătățite. Laserele nonablative, cum ar fi lumina pulsată puternică, Nd:YAG, dioda și laserele Er:glass, care emit în cea mai mare parte lumină infraroșie, au fost create mai târziu pentru a răspunde acestor preocupări.
Scopul acestor sisteme este de a viza apa din derm, care încălzește colagenul și provoacă remodelarea pe tot parcursul procesului. Evaporarea țesuturilor nu are loc și nu se generează nicio rană externă, deoarece există un mecanism care răcește simultan epiderma. Recent, resurfacing cu laser fracționat a devenit metoda standard de resurfacing pielii. Fasciculele fine de lumină de mare energie sunt utilizate în lasere fracționate pentru a induce zone mici de leziuni termice ("zone termice microscopice") și pentru a trata doar secțiuni ale pielii la un moment dat.
Lipoliza asistată cu laser, care utilizează o fibră optică pusă într-o canulă de 1 mm, devine, de asemenea, din ce în ce mai populară în chirurgia estetică. Din cauza dimensiunilor mici ale canulei, este necesară o incizie mai mică, ceea ce duce la mai puține sângerări și dezvoltarea cicatricilor. Laserele de 920 nm au cel mai mic coeficient de absorbție în țesutul adipos al oricărui laser accesibil pentru uz medical, permițându-le să pătrundă în straturile profunde ale țesutului.
Cei cu lungimi de undă în intervalul 1.320-1.444 nm au cel mai mare coeficient de absorbție în grăsime, rezultând o adâncime de penetrare mai mică și capacitatea de a trata aceste țesuturi superficial. Cel mai utilizat dispozitiv de lipoliză cu laser este laserul Nd:YAG, deoarece coeficientul de absorbție a țesutului adipos la această lungime de undă duce la o adâncime bună de penetrare cu absorbție medie, generând doar o creștere ușoară a temperaturii și, prin urmare, leziuni tisulare mici.
În plus, lumina laser la această lungime de undă coagulează vasele mici de sânge, ducând la reducerea substanțială a pierderilor de sânge în timpul tratamentului. În comparație cu procedurile standard, Abdelaal și Aboelatta au reușit să demonstreze o reducere considerabilă a pierderilor de sânge (54%). Mai mult, Mordon și Plot au descoperit că lipoliza cu laser creează rezultate mai uniforme ale pielii.
În cele din urmă, deoarece laserele pot viza în mod specific vasculatura bolnavă, ele sunt o sursă excelentă pentru tratarea anomaliilor vasculare, cum ar fi petele de vin de port. Pacienții nu au avut multe opțiuni terapeutice pentru aceste tipuri de anomalii înainte de utilizarea laserelor. Laserele care sunt absorbite preferențial de hemoglobină față de melanină sunt utilizate în acest scop, provocând mai puțin rău epidermei. Laserele cu lungimi de undă mai lungi și, prin urmare, potențialul de a pătrunde mai adânc în țesut, au fost introduse recent.
Ablația căilor conductive
După ce s-a recunoscut că venele pulmonare (PV) sunt o sursă majoră de bătăi ectopice care provoacă paroxisme de fibrilație atrială (AF), a fost motivată dezvoltarea dispozitivelor de ablație a cateterului pentru izolarea PV circumferențială (PVI). Cateter cu balon cu laser este acum una dintre cele mai utilizate în mod regulat sisteme de ablatie endoscopica (EAS) pentru tratamentul AF. Cateterul are un balon conform la vârful său, care este continuu spălat cu oxid de deuteriu.
După introducerea cateterului în atriul stâng, un endoscop este plasat în arborele cateterului pentru a oferi o vedere directă a țintei de ablație din interiorul inimii. Un laser cu diodă de 980 nm este plasat în lumenul central și emite energie laser perpendiculară pe arborele cateterului, acoperind un arc de 30° și facilitând ablația circulară în jurul fiecărui PV.
Oxidul de deuteriu nu absoarbe laserul la această lungime de undă. Ca urmare, pătrunde dincolo de endoteliul și este absorbit de moleculele de apă, provocând necroză de încălzire și coagulare. Energia dată poate fi titrată prin variația puterii într-o serie de setări specificate. În funcție de peretele inimii vizat, nivelurile de energie se schimbă.
O leziune total transmurală în inimă este necesară pentru a duce cu succes la un bloc complet de conducere. impulsuri electrice demonstrate, atât temporizat și AF, ar putea călători în continuare peste 1 mm lacune în linia de ablație Atunci când efectele diferitelor niveluri de energie sunt comparate, cercetările arată că utilizarea unor niveluri mai mari de energie duce la rate mai mari de PVI cu rate mai mici de recurență AF și nici un compromis al profilului de siguranță.
Tratamentul termic indus de laser ghidat de RMN (MRgLITT) este utilizat pe scară largă în chirurgia neurologică pentru a trata epilepsia refractară, fie ca o modalitate de abla focarele epileptice, fie ca tehnică de deconectare. MRgLITT combină un laser cu diodă (980 nm) cu tehnologia imagistică pentru a oferi date intraoperatorii necesare pentru reglarea cantității de energie furnizată.
Cum se utilizează laserele în timpul intervenției chirurgicale pentru cancer?
Chirurgia cu laser este un tip de intervenție chirurgicală în care fascicule laser specifice, mai degrabă decât dispozitive, cum ar fi țapi ispășitori, sunt folosite pentru a executa proceduri chirurgicale. Există diferite tipuri de lasere, fiecare cu caracteristici unice care îndeplinesc scopuri specializate în timpul intervenției chirurgicale. Lumina laser poate fi administrată continuu sau intermitent și poate fi utilizată împreună cu fibra optică pentru a trata părți ale corpului care sunt adesea dificil accesibile. Unele dintre numeroasele tipuri de lasere utilizate pentru terapia cancerului sunt după cum urmează:
- Lasere cu dioxid de carbon (CO2):
Laserele co2 pot elimina un strat foarte subțire de țesut de pe suprafața pielii fără a deteriora straturile mai profunde. Tumorile cutanate și unele celule precanceroase pot fi îndepărtate cu laserul CO2.
- Neodim:lasere ytriu-aluminiu-granat (Nd:YAG):
Laserele care conțin neodim:ytriu-aluminiu-granat (Nd:YAG) pot pătrunde mai adânc în țesut și pot determina coagularea mai rapidă a sângelui. Lumina laser poate fi trimisă cu ajutorul cablurilor optice pentru a ajunge la mai puțin accesibile în interiorul organelor. Laserul Nd:YAG, de exemplu, poate fi utilizat pentru a trata cancerul de gât.
- Termoterapie interstițială indusă cu laser (LITT):
termoterapie interstițială indusă cu laser (LITT) încălzește anumite părți ale corpului cu lasere. Laserele sunt concentrate în regiuni interstițiale (între organe) în apropierea tumorilor. Căldura laserului ridică temperatura tumorii, micșorând, rănind sau eliminând celulele canceroase.
- Lasere cu argon:
Laserele cu argon pot penetra doar straturile cele mai superficiale ale țesutului, cum ar fi pielea. Terapia fotodinamică (PDT) este un tratament care utilizează lumina laser argon pentru a activa moleculele din celulele canceroase.
Cine nu ar trebui să aibă terapie cu laser?
Operațiile cosmetice ale pielii și ochilor, de exemplu, sunt considerate intervenții chirurgicale elective cu laser. Unii pacienți determină că pericolele acestor tipuri de operații depășesc avantajele. Procedurile cu laser, de exemplu, pot agrava unele probleme de sănătate sau de piele. Starea de sănătate generală precară, ca și în cazul intervențiilor chirurgicale tradiționale, îți crește șansele de probleme.
Înainte de a alege să aibă o intervenție chirurgicală cu laser pentru orice tip de operație, consultați-vă cu medicul dumneavoastră. Medicul dumneavoastră vă poate sfătui să alegeți tratamente chirurgicale tradiționale în funcție de vârsta dumneavoastră, starea generala de sanatate, planul de asistență medicală, precum și costul de chirurgie cu laser. De exemplu, dacă aveți sub 18 ani, nu ar trebui să obțineți o intervenție chirurgicală la ochi Lasik.
Cum mă pregătesc pentru terapia cu laser?
Planificați din timp pentru a permite timpul de recuperare după procedură. Asigurați-vă că aveți pe cineva care să vă conducă acasă după operație. Aproape sigur veți fi sub efectele anestezicului sau medicamentelor. Vi se poate recomanda să luați măsuri, cum ar fi renunțarea la orice medicamente care ar putea afecta coagularea sângelui, cum ar fi diluanții sângelui, cu câteva zile înainte de operație.
Cum se face terapia cu laser?
Procedurile de tratament cu laser diferă în funcție de operație. Un endoscop (un tub subțire, iluminat, flexibil) poate fi utilizat pentru a conduce laserul și a observa țesuturile din organism atunci când se tratează o tumoare. Endoscopul este introdus printr-un orificiu corporal, cum ar fi gura. Chirurgul direcționează apoi laserul pentru a reduce sau elimina tumora. Laserele sunt de obicei folosite direct pe piele în timpul operațiilor cosmetice.
Care sunt riscurile?
Terapia cu laser are unele riscuri. Riscurile pentru terapia pielii includ:
- Sângerare
- Infecție
- Durere
- Cicatrici
- Modificări ale culorii pielii
În plus, rezultatele anticipate ale terapiei pot să nu fie durabile, necesitând sesiuni suplimentare. Unele intervenții chirurgicale cu laser se efectuează în timp ce sunteți sedat, care are propriul set de pericole. Acestea sunt după cum urmează:
Tratamentele pot fi, de asemenea, costisitoare, făcându-le inaccesibile pentru toată lumea. În funcție de planul de asistență medicală și de medicul sau facilitatea pe care o alegeți pentru procedura dvs., chirurgia ochilor cu laser poate costa oriunde de la $ 600 la $ 8,000 sau mai mult.
Ce se întâmplă după terapia cu laser?
Recuperarea după o intervenție chirurgicală cu laser este comparabilă cu cea a chirurgiei tradiționale. Poate fi necesar să vă relaxați timp de câteva zile după operație și să utilizați antialgice over-the-counter până când disconfortul și umflarea s-au diminuat.
Timpul necesar pentru a vă recupera după tratamentul cu laser depinde de tipul de terapie pe care l-ați avut și de cât de mult din corpul dumneavoastră a fost afectat de terapie. Trebuie să respectați cu strictețe orice instrucțiuni emise de medicul dumneavoastră. Dacă aveți o intervenție chirurgicală de prostată cu laser, de exemplu, poate fi necesar să purtați un cateter urinar. Acest lucru vă poate ajuta să urinați la scurt timp după operație.
Este posibil să suferiți umflături, mâncărime și cruzime în jurul regiunii tratate dacă ați avut tratament pe piele. Medicul dumneavoastră vă poate aplica un unguent și poate îmbrăca regiunea afectată pentru a o face etanșă și impermeabilă. Aveți grijă să efectuați următoarele în primele câteva săptămâni după tratament:
- Utilizați over-the-counter medicamente pentru durere, cum ar fi ibuprofen (Advil) sau acetaminofen (Tylenol).
- Curățați zona în mod regulat cu apă.
- Aplicați unguente, cum ar fi jeleu de petrol.
- Utilizați pachete de gheață.
- Evitați să alegeți cruste.
Odată ce regiunea a fost depășită cu o piele nouă, puteți aplica fond de ten sau alte produse cosmetice pentru a ascunde orice roșeață vizibilă.
Tratarea nervilor
Nervii periferici, care nu se găsesc în creier sau măduva spinării, sunt responsabili pentru o mare parte din durerea și amorțeala produsă de leziunile nervoase. Neuropatia este termenul medical pentru această formă de leziuni nervoase. Laserele sunt utilizate în terapia cu laser neuropatie pentru a îmbunătăți circulația sângelui în regiunile afectate. Deoarece sângele transferă nutrienți și oxigen în regiune, nervii au o șansă mai mare de vindecare și durerea este redusă.
Energia este evacuată în țesutul înconjurător atunci când laserul penetrează pielea. Energia luminoasă de la laser este transformată în energie celulară și utilizată pentru a crește circulația sângelui. Muschii scheletici sunt esentiali pentru circulatia sangelui. Acești mușchi se flexează în jurul arterelor sanguine pentru a ajuta inima să pompeze sânge. Laserele cu infraroșu absorb energia din celulele musculare, făcându-le mai active și mai eficiente.
Concluzie
Chirurgia cu laser este utilizarea unui laser (care reprezintă amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiații) pentru o varietate de operații medicale și estetice. Un laser este un tip de sursă de lumină care poate fi utilizată într-o serie de aplicații chirurgicale. În funcție de locația și scopul procedurii, sunt alese mai multe lungimi de undă laser.