Laserkirurgi

Överblick

Lasrar används alltmer i modern medicin för att behandla ett brett spektrum av sjukdomar när efterfrågan på mindre påträngande behandlingstekniker växer. Lasrarnas fysik gör att samma grundläggande begrepp kan tillämpas på ett brett spektrum av vävnadstyper med små systemjusteringar. Flera lasertekniker har undersökts inom varje medicindisciplin.

 

Vad är laserkirurgi?

Laserterapier är medicinska procedurer som använder koncentrerat ljus för att behandla patienter. Ljus från en laser (som står för ljusförstärkning genom stimulerad strålningsemission) justeras till vissa våglängder, till skillnad från de flesta andra ljuskällor. Detta gör att den kan koncentreras till starka balkar. Laserljus är så kraftfullt att det kan forma diamanter och slipa stål.

Laserenergi kan användas säkert och effektivt för litotripsy, cancerterapi, en mängd olika estetiska och rekonstruktiva operationer och ablation av avvikande ledande vägar. Behandling med laser är likvärdig med, och kanske överlägsen än, hantering med mer traditionella metoder för var och en av dessa sjukdomar.

 

Laserfysik

En grundläggande laser består av ett lasermedium (som styr systemets våglängd) omgiven av två parallella speglar, varav en är delvis reflekterande och delvis sändande. En elektrisk källa exciterar mediet tills antalet atomer i det exciterade tillståndet överstiger antalet i marktillståndet (befolkningsinversion).

När lasermediet aktiveras börjar det spontant avge upphetsade fotoner i alla riktningar. En liten minoritet av dessa fotoner färdas dock unisont längs lasersystemets mittlinje mellan speglarna. Speglarna reflekterar sedan dessa fotoner och förstärker processen med stimulerad emission. Den delvis sändande spegeln möjliggör således utsläpp av en stark, koherent stråle av fotoner som laserljus.

 

Interaktion mellan laser och vävnad

Effekten av en laser på ett vävnadsprov bestäms av både vävnadens och laserns egenskaper. Struktur, vatteninnehåll, värmeledningsförmåga, värmekapacitet, densitet och förmågan att absorbera, sprida eller reflektera utstrålad energi är alla vävnadsattribut. Effekt, densitet, energiinnehåll och våglängd är alla viktiga laserkvaliteter.

De viktigaste biologiska målen som övervägs absorberar ljus på många olika sätt, och deras optimala absorptionsspektra bestäms av våglängden för den ingående fotonenergin. De viktigaste målkromoforerna (vilket material som helst som absorberar ljus) för synligt ljus och vissa nära infraröda lasrar är hemoglobin och melanin, men vatten är den enda kromoforen för CO2-lasrar.

 För att uppnå selektiv fototermolys (användning av energi vid höga toppkrafter och korta pulsbredder för att förstöra det avsedda målet ensamt) utan att skada den omgivande vävnaden måste målvävnaden innehålla kromoforer som absorberar en specifik laservåglängd som inte finns i den omgivande vävnaden.

De vanligaste lasrarna som används inom medicin och kirurgi är CO2-, Nd: YAG- och argonlasrarna. CO2-lasern genererar strålning vid 10 600 nm och använder koldioxidgas som medium. CO2-lasrar, även om de är vävnadselektiva, kan inte användas för selektiv fototermolys eftersom dess kromofor, vatten, förekommer överallt. All slagenergi absorberas i vävnadsvattnet till ett visst djup, vilket förhindrar djupare vävnadsskada.

CO2-lasrar arbetar i det osynliga infraröda vågbandet, vilket kräver användning av en siktstråle för exakt terapi. När lasern är fokuserad på vävnaden genererar den extremt hög effekttäthet, vilket resulterar i snabb förångning och ablation av vävnaden. Eftersom laserstrålens bestrålning är relaterad till inversen av kvadraten av strålens diameter, kan kirurgen snabbt växla lasern från snittläge till bulkförångning eller koagulering genom att defokusera strålen.

CO2-lasern har flera strållägen, som var och en har en särskild effekt på vävnaden. Kontinuerlig våg (CW) är det mest grundläggande läget, där laserstrålen genereras, drivs under en viss tidsperiod och sedan stängs av. Mer moderna lasrar är dock kvasi-CW (ultrapulserande), vilket innebär att de producerar korta högeffektpulser med extremt långa interpulsintervall. Eftersom varje puls som ges är kortare än den tid det tar för målvävnaden att svalna, möjliggör detta mer exakta snitt med mindre värmeuppbyggnad.

 

Kliniska tillämpningar av lasrar

Eftersom minimalt invasiva förfaranden för behandling av olika patologiska tillstånd blir mer framträdande har användningen av lasrar ökat i popularitet inom modern medicin. Lasrar har ett brett spektrum av applikationer inom oftalmologi, litotripsy, detektering och behandling av olika maligniteter, såväl som dermatologiska och estetiska operationer, förutom deras praktiska användning i operationssalen.

 

Litotripsy

Under de senaste decennierna har laser litotripsy varit en allmänt etablerad terapi för fragmentering av urin- och gallstenar. Lasrar kan utföra litotripsy genom en fotoakustisk/fotomekanisk effekt (laserinducerad chockvågslitotripsi) eller en primärt fototermisk effekt. 1-μsec pulserad färglaser är den mest använda stötvågslasern i litotripsy och har fått omfattande forskning. Excitationen av kumarinfärgämne producerar det monokromatiska ljuset som fragmenterar beräkningarna i denna apparat.

När stenen absorberar laserljus bildar de upphetsade jonerna som produceras ett snabbt växande och pulserande moln som omger stenen, vilket orsakar en chockvåg som delar kalkylen i skärvor. Eftersom denna laser är ineffektiv mot icke-absorberande färglösa beräkningar såsom cystin, har fotosensibiliserare (färgämne) effektivt använts som bevattningsvätskor och absorbenter för att påbörja fragmenteringsprocessen. 

Den långpulserade Holium: YAG-lasern, å andra sidan, fragmenterar beräkningar mestadels av fototermiska mekanismer. Lasern avger ljus med en våglängd på 2 100 nm som lätt absorberas av vatten. I lämplig atmosfär absorberar vätska energin och värms därför upp. Ett moln av ånga bildas, delar vattnet och låter det återstående laserljuset direkt träffa kalkylytan, borra hål i det och fragmentera det.

Jämfört med pneumatisk litotripsy är Ho: YAG laser litotripsy en mer effektiv endoskopisk teknik för behandling av ureterala stenar, med högre stenfragmenteringshastigheter, och en granskning utförd av Teichman drog slutsatsen att denna laser är säker, effektiv och fungerar lika bra, om inte bättre, än andra metoder, och att den också kan användas för gallstenar.

 

Onkologi

Lasrar används nu säkert för att behandla maligniteter i flera organsystem. För individer som inte är utmärkta kirurgiska kandidater är laser interstitiell termisk terapi (LITT) ett gynnat terapeutiskt alternativ inom neurokirurgi. Lasrar har blivit säkrare att använda inom neurokirurgi sedan starten, och de har effektivt använts för att behandla icke-resektabla gliom samt hårda och hemorragiska tumörer som meniniomer, tumörer i den djupa skallbasen och tumörer djupt i ventriklarna.

Laserassisterade slemhinneablationsmetoder används nu i stor utsträckning och effektivt för att behandla ytliga gastrointestinala maligniteter som tidig magcancer, ytlig matstrupscancer, kolorektal adenom och högkvalitativ Barretts matstrupe. Dessutom har laserassisterad fotodynamisk terapi (PDT) visat sig vara en effektiv terapeutisk teknik för vissa typer av lungcancerskador.

Genom dess fotokemiska, fotomekaniska och fototermiska effekter har direkt laserablation använts för att direkt förstöra cancerceller. De fotokemiska reaktionerna som uppstår genererar så småningom skadliga radikaler som orsakar vävnadsdöd, de fotomekaniska svaren orsakar vävnadsstress och fragmentering, och de fototermiska reaktionerna orsakar uppvärmning och koagulering, som båda främjar celldöd.

PDT skapades för ungefär ett sekel sedan för att förbättra denna teknik och mer exakt rikta in sig på de avsedda tumörcellerna, och det har fått stor dragningskraft sedan dess. Denna terapimetod omfattar leverans av en fotosensibiliserande medicin, följt av belysning av målområdet med synligt ljus som matchar det fotosensibiliserande läkemedlets absorptionsvåglängd.

När fotosensibiliseraren aktiveras skapar den först det upphetsade singlet-tillståndet och övergår sedan till tripletttillståndet, vilket producerar reaktiva syrearter som är skadliga för neoplastiska celler i närvaro av syre. Selektiv fototermisk behandling, å andra sidan, använder riktat ljusabsorberande färgämne för att öka laserinducerad tumörcellsdöd.

 

Estetisk och rekonstruktiv kirurgi

Lasers unika förmåga att rikta in sig på särskilda strukturer och lager av vävnad gör dem till ett mycket effektivt verktyg inom estetisk och rekonstruktiv kirurgi. Under moderna år har laserresurfacing varit en framträdande teknik som används för anti-aging-behandling, eftersom produktionen av ny kollagenbildning är känd för att minska effekterna av fotografering. De första hudbeläggningsprocedurerna använde ablativ CO2 och Er: YAG-lasersystem för att rikta in sig på en specifik region i dermis.

Men eftersom dessa metoder också tar bort en stor mängd epidermis är återhämtningstiden längre och negativa effekter som infektioner och erytem förbättras. Nonablativa lasrar, såsom kraftfullt pulserande ljus, Nd: YAG, diod och Er: glaslasrar, som mestadels avger infrarött ljus, skapades senare för att ta itu med dessa problem.

Syftet med dessa system är att rikta in sig på vattnet i dermis, vilket värmer kollagen och orsakar ombyggnad under hela processen. Vävnadsindunstning sker inte, och inget yttre sår genereras, eftersom det finns en mekanism som samtidigt kyler epidermis. Nyligen har fraktionerad laserresurfacing blivit standardmetoden för hudresurfacing. Fina strålar av högenergiljus används i fraktionerade lasrar för att inducera små zoner med termisk skada ("mikroskopiska termiska zoner") och behandla bara huddelar åt gången.

Laserassisterad lipolys, som använder en optisk fiber som sätts i en 1 mm kanyl, blir också mer populär inom kosmetisk kirurgi. På grund av kanylens lilla storlek krävs ett mindre snitt, vilket resulterar i mindre blödning och ärrutveckling. 920 nm lasrar har den lägsta absorptionskoefficienten i fettvävnad av någon laser som är tillgänglig för medicinskt bruk, vilket gör att de kan tränga igenom djupare lager av vävnad.

De med våglängder i intervallet 1 320-1 444 nm har den högsta absorptionskoefficienten i fett, vilket resulterar i ett grundare penetrationsdjup och förmågan att behandla sådana vävnader ytligt. Den mest använda laserlipolysanordningen är Nd: YAG-lasern, eftersom absorptionskoefficienten för fettvävnad vid denna våglängd resulterar i bra penetrationsdjup med medium absorption, vilket endast genererar mild temperaturökning och följaktligen liten vävnadsskada.

Dessutom koagulerar laserljus vid denna våglängd små blodkärl, vilket resulterar i väsentligt minskad blodförlust under behandlingen. Jämfört med standardprocedurer kunde Abdelaal och Aboelatta visa en avsevärd minskning av blodförlusten (54%). Dessutom upptäckte Mordon och Plot att laserlipolys skapar jämnare hudresultat.

Slutligen, eftersom lasrar specifikt kan rikta in sig på sjuka kärl, är de en utmärkt källa för behandling av vaskulära abnormiteter som portvinsfläckar. Patienterna hade inte många terapeutiska alternativ för denna typ av anomalier före användning av lasrar. Lasrar som företrädesvis absorberas av hemoglobin över melanin används för detta ändamål, vilket orsakar mindre skada på epidermis. Lasrar med längre våglängder, och därmed potentialen att tränga djupare in i vävnaden, har nyligen introducerats.

 

Ablation av ledande vägar

Efter att det erkändes att lungvenerna (PV) är en viktig källa till ektopiska slag som orsakar förmaksflimmer (AF) paroxysmer, motiverades utvecklingen av kateterablationsanordningar för omkrets PV-isolering (PVI). Laserballongkatetern är nu ett av de mest regelbundet använda endoskopiska ablationssystemen (EAS) för behandling av AF. Katetern har en följsam ballong vid spetsen som kontinuerligt spolas med deuteriumoxid.

Efter att katetern har satts in i det vänstra förmaket placeras ett endoskop i kateteraxeln för att ge direkt bild av ablationsmålet inuti hjärtat. En 980 nm diodlaser placeras i mittlumen och avger laserenergi vinkelrätt mot kateteraxeln, täcker en 30 ° båge och underlättar cirkulär ablation runt varje PV.

Deuteriumoxid absorberar inte laser vid denna våglängd. Som ett resultat tränger det förbi endotelet och absorberas av vattenmolekyler, vilket orsakar uppvärmning och koagulationsnekros. Den givna energin kan titreras genom att variera effekten i en serie specificerade inställningar. Beroende på vilken hjärtvägg som är riktad förändras energinivåerna.

En helt transmural lesion i hjärtat krävs för att framgångsrikt resultera i ett fullständigt ledningsblock. demonstrerade elektriska impulser, både tidsinställda och AF, kan fortfarande färdas över 1 mm luckor i ablationslinjen När effekterna av olika energinivåer jämförs visar forskning att användning av högre energinivåer leder till högre frekvenser av PVI med lägre AF-återfallshastigheter och ingen kompromiss med säkerhetsprofilen.

MR-styrd laserinducerad värmebehandling (MRgLITT) används i stor utsträckning inom neurologisk kirurgi för att behandla eldfast epilepsi, antingen som ett sätt att ablatera de epileptiska foci eller som en frånkopplingsteknik. MRgLITT kombinerar en diodlaser (980 nm) med bildteknik för att erbjuda intraoperativa data som krävs för att reglera mängden tillförd energi.

 

Hur används lasrar under cancerkirurgi?

Laserkirurgi är en typ av kirurgi där specifika laserstrålar, snarare än enheter som scapels, används för att utföra kirurgiska ingrepp. Det finns olika typer av lasrar, var och en med unika egenskaper som utför specialiserade ändamål under operationen. Laserljus kan administreras kontinuerligt eller intermittent, och det kan användas tillsammans med fiberoptik för att behandla delar av kroppen som ofta är svåra att nå. Några av de många typer av lasrar som används för cancerbehandling är följande:

• Koldioxidlasrar (CO2): 

CO2-lasrar kan ta bort ett mycket tunt lager av vävnad från hudens yta utan att skada djupare lager. Hudtumörer och vissa precancerösa celler kan avlägsnas med CO2-lasern.

• Neodym:yttrium-aluminium-granat (Nd:YAG) lasrar:

Lasrar som innehåller neodym: yttrium-aluminium-granat (Nd: YAG) kan tränga djupare in i vävnaden och få blod att koagulera snabbare. Laserljus kan skickas med optiska kablar för att nå mindre tillgängliga inuti organ. Nd:YAG-lasern kan till exempel användas för att behandla halscancer.

• Laserinducerad interstitiell termoterapi (LITT): 

laserinducerad interstitiell termoterapi (LITT) värmer specifika delar av kroppen med lasrar. Lasrarna är fokuserade på interstitiella regioner (mellan organ) nära tumörer. Laserns värme höjer tumörens temperatur, krymper, skadar eller eliminerar cancerceller.

• Argon lasrar:

Argonlasrar kan bara tränga igenom de mest ytliga vävnadsskikten, såsom hud. Fotodynamisk terapi (PDT) är en behandling som använder argonlaserljus för att aktivera molekyler i cancerceller.

 

Vem ska inte ha laserterapi?

Kosmetiska hud- och ögonoperationer betraktas till exempel som elektiva laseroperationer. Vissa patienter bestämmer att farorna med denna typ av operationer överstiger fördelarna. Laserprocedurer kan till exempel förvärra vissa hälso- eller hudproblem. Dålig allmän hälsa, som med traditionell kirurgi, ökar risken för problem.

Innan du väljer att genomgå laserkirurgi för någon typ av operation, kontakta din läkare. Din läkare kan råda dig att välja traditionella kirurgiska behandlingar baserat på din ålder, allmänna hälsa, vårdplan och kostnaden för laserkirurgi. Om du till exempel är under 18 år bör du inte operera Lasik ögon.

 

Hur förbereder jag mig för laserterapi?

Planera i förväg för att möjliggöra återhämtningstid efter proceduren. Se till att du har någon som kör dig hem efter operationen. Du kommer nästan säkert att vara under effekterna av bedövningsmedel eller droger. Du kan rekommenderas att vidta åtgärder som att sluta med läkemedel som kan påverka blodkoagulering, såsom blodförtunnande medel, några dagar före operationen.

 

Hur görs laserterapi?

Laserbehandlingsprocedurer varierar beroende på operationen. Ett endoskop (ett tunt, upplyst, flexibelt rör) kan användas för att styra lasern och observera vävnader i kroppen vid behandling av en tumör. Endoskopet införs genom en kroppsöppning, såsom munnen. Kirurgen riktar sedan lasern för att minska eller eliminera tumören. Lasrar används vanligtvis direkt på huden under kosmetiska operationer.

Vilka är riskerna?

Laserterapi har vissa risker. Riskerna för hudterapi inkluderar:

• Blödning
• Infektion
• Smärta
• Ärrbildning
• Förändringar i hudfärg

Dessutom kan de förväntade resultaten av behandlingen inte vara hållbara, vilket kräver ytterligare sessioner. Vissa laseroperationer utförs medan du är nedsövd, som har sin egen uppsättning faror. De är följande:

• Lunginflammation
• Förvirring efter att ha vaknat från operationen
• Hjärtinfarkt
• Stroke

Behandlingar kan också vara kostsamma, vilket gör dem otillgängliga för alla. Beroende på din vårdplan och den utövare eller anläggning du väljer för ditt ingrepp kan laserögonkirurgi kosta allt från $ 600 till $ 8,000 eller mer. 

 

Vad händer efter laserbehandling?

Återhämtning efter laserkirurgi är jämförbar med traditionell kirurgi. Du kan behöva koppla av i några dagar efter operationen och använda receptfria smärtstillande medel tills obehaget och svullnaden har avtagit.

Hur lång tid det tar att återhämta sig efter laserbehandling beror på vilken typ av behandling du hade och hur mycket av din kropp som påverkades av behandlingen. Du bör strikt följa alla anvisningar som utfärdats av din läkare. Om du till exempel har en laserprostataoperation kan du behöva bära en urinkateter. Detta kan hjälpa dig att urinera strax efter operationen.

Du kan drabbas av svullnad, klåda och råhet som omger den behandlade regionen om du hade behandling på huden. Din läkare kan applicera en salva och klä upp den drabbade regionen för att göra den lufttät och vattentät. Var noga med att utföra följande under de första veckorna efter behandlingen:

• Använd receptfria läkemedel mot smärta, såsom ibuprofen (Alvedon) eller paracetamol (Tylenol).
• Rengör området regelbundet med vatten.
• Applicera salvor, såsom vaselin.
• Använd ispaket.
• Undvik att plocka sårskorpor.

När regionen har överskridits med ny hud kan du applicera foundation eller annan kosmetika för att dölja synlig rodnad.

 

Behandla nerver

Perifera nerver, som inte finns i hjärnan eller ryggmärgen, är ansvariga för mycket av smärtan och domningarna som orsakas av nervskada. Neuropati är den medicinska termen för denna form av nervskada. Lasrar används i neuropati laserterapi för att förbättra blodcirkulationen till de drabbade regionerna. Eftersom blod överför näringsämnen och syre till regionen har nerverna större chans att läka och smärtan minskar.

Energi släpps ut i den omgivande vävnaden när lasern tränger in i huden. Ljusenergin från lasern omvandlas till cellulär energi och används för att öka blodcirkulationen. Skelettmuskler är viktiga för blodcirkulationen. Dessa muskler böjer sig runt blodartärer för att hjälpa hjärtat att pumpa blod. Infraröda lasrar absorberar energi från muskelceller, vilket gör dem mer aktiva och effektiva.

 

Slutsats

Laserkirurgi är användningen av en laser (som står för ljusförstärkning genom stimulerad strålningsemission) för en mängd olika medicinska och estetiska operationer. En laser är en typ av ljuskälla som kan användas i en rad kirurgiska applikationer. Beroende på procedurens placering och mål väljs flera laservåglängder.