Обладнання Дорньє

Рассмотренные ранее эффекты взаимодействия лазерного излучения с биотканью можно использовать для осуществления следующих лазерных процедур (типы воздействия на ткань):

• рассечение/удаление;

• лазерная термотерапия;

• фотохимическая терапия;

• оптическая диагностика;

Рассечение
В процессе рассечения образуется, причем всегда локальная, зона температурных изменений биоткани (см. рис. 6). При достижении температуры 300°C на поверхности биоткани наблюдается проявление повреждений, вызываемых эффектом испарения (вапоризации). Прилегающая зона нагревается до меньших температур, которые недостаточны для испарения ткани, но могут привести к денатурации протеина. Это зона коагуляции. Далее идет зона обратимых изменений биоткани, вызванных тепловым воздействием. Подбирая подходящие параметры лазерного излучения, оператор может требуемым образом изменять размеры перечисленных зон. Необходимо принимать во внимание тот факт, что размеры зон зависят также от оптических и тепловых характеристик биоткани, которые оператор изменить не может.

Рис. 6 Рассечение биоткани и зоны воздействия лазерного излучения

Удаление биоткани

Лазерное удаление экстремально тонких поверхностных слоев кожи является новым методом терапии в области дерматологии и пластической хирургии. Имеющиеся в настоящее время на рынке медицинских лазеров системы лазерного поверхностного удаления кожи являются либо так называемыми флэш-скан системами (flashscan), либо мощными импульсными установками. В первом случае очень быстрое, но при этом постоянное по скорости, перемещение сфокусированного лазерного пучка над обрабатываемой поверхностью осуществляется под управлением микропроцессора. Пучок высокой энергии контактирует с каждой точкой сканируемой поверхности в течение очень короткого интервала времени, благодаря этому обеспечивается лишь поверхностная вапоризация тонких слоев биоткани (в диапазоне микрометров). Таким образом возможно выполнение гомогенной абляции обширных участков кожи. Что же касается импульсных лазеров, то вся энергия, накопленная активной лазерной средой, доставляется в течение длительности импульса, представляющего собой экстремально короткий интервал времени. В соответствии с распределением энергии по закону Гаусса абляция более глубоких слоев биоткани происходит в центре лазерного пятна интенсивнее, чем по его краям. Для гомогенной абляции обширных слоев кожи необходимо наложение пятен друг на друга, обеспечиваемое специальной системой сканирования.

Несмотря на различия в технической реализаций указанных методов, существенные клинические отличия по глубине абляции отсутствуют. Оба метода хорошо проработаны и обеспечивают сравнимую глубину абляции биоткани. Любой из этих методов обеспечивает гомогенную абляцию тонких слоев обширных участков кожи при одновременном сокращении продолжительности операции. Основное различие указанных методов заключается в тепловом разрушении соседней биоткани.

Использование лазера для омоложения кожи (т.н. лазерное «обновление» кожи, Laser Skin Resurfacing) является новым терапевтическим направлением эстетической медицины. Лазерное поверхностное удаление обширных участков кожи все в большей и большей степени применяется в клинической повседневной работе также и при других показаниях.

Лазерная термотерапия

При лазерной термотерапии наблюдаются следующие реакции:

- лазерная гипертермия (LIH - laser-inducedhyperthermia);

- термическая динамическая реакция (TDR - thermic-dynamicreaction);

- лазерная коагуляция (LIC - laser-induced coagulation).

Лазерная гипертермия сама по себе не является терапией по той причине, что обеспечиваемый этим методом локальный ограниченный нагрев ткани до 43°C не приводит к необратимым изменениям клеток.

Нагревание до температуры в диапазоне от 40°C до 60°C приводит к нарушению клеточного метаболизма и функции мембран (термическая динамическая реакция) и, как следствие, к апоптозу затронутых участков.

Лазерная коагуляция (LIC), наряду с лазерным рассечением, является основным терапевтическим лазерным эффектом, используемым в медицине. Коагуляционный некроз происходит при нагреве биоткани в диапазоне температуры от 60 до 100°C.

Метод проведения лазерной коагуляции может подбираться в зависимости от анатомической локализации участка, подвергаемого лазерному воздействию.

Для поверхностных процедур на поверхности биоткани можно применять метод прямого лазерного облучения.

Как и при лазерном рассечении, зона температурного изменения ткани при лазерной коагуляции всегда имеет локальный характер (см. рис. 7).

Рис. 7 Лазерная поверхностная коагуляция биоткани

В верхнем участке биоткани при достижении температуры нагревания 60-100°C происходит денатурация протеина. В прилегающей зоне температура нагревания ниже, и изменения биоткани носят обратимый характер (зона гипертермии). Подбирая подходящие параметры лазерного излучения, оператор может требуемым образом изменять размеры указанных зон. Как и при лазерном рассечении, необходимо учитывать тот факт, что размеры зон зависят также от динамически изменяющихся оптических и тепловых характеристик биоткани, которые оператор изменить не может.

Для разрушения расположенных глубже пораженных участков биоткани или же объемных поражений подходит так называемая индуцированная лазером интерстициальная термотерапия, далее лазерная интерстициальная термотерапия (LITT - laser-induced interstitial thermotherapy), в ходе которой лазерный пучок подводится непосредственно к участку внутри биоткани, подвергаемому лазерной терапии (см. рис. 8).

При LITT через катетер в центр пораженного участка ткани, который будет подвергнут лазерной терапии, с обеспечением минимальной инвазивности вводится конец световода или специальный LITT-аппликатор для доставки лазерного излучения по световоду. Поглощение фотонов и нагревание приводит к достижению эффектов коагуляции и гипертермии, следствием чего является немедленное или происходящее с некоторой задержкой по времени разрушение биоткани. Выбором соответствующих параметров терапии можно добиться ограничения эффекта LITT только участком пораженной биоткани без разрушения при этом окружающих этот участок тканей. Через 3-6 недель после проведения лечения на месте участка, подвергнутого LITT, образуется фиброзная ткань.

Рис. 8 Схема LITT

В зависимости от локализации области, которая должна подвергаться лазерной термотерапии, процедура LITT проводится чрескожно, эндоскопически или при проведении открытого хирургического вмешательства. Выбор вида пункции и системы подвода лазерного излучения, а также локальная перфузия в зоне интереса существенны для получения нужного объема коагуляции и хода терапии. В принципе, объем поражения и тепловое распределение зависят от оптических и тепловых свойств биоткани, подвергаемой лазерной терапии, а также от характеристик системы подвода лазерного излучения и его параметров.

В отличие от многих других методов лазерной терапии, при интерстициальной коагуляции ткани используется относительно большое время экспозиции (от 2 до 20 мин) при относительно низкой мощности (от 3 до 20 Вт) в режиме непрерывного излучения (для индуцированной лазером коагуляции (ILC) (далее – лазерная коагуляции) предстательной железы используется меньшее время экспозиции при большей мощности). Для проведения интерстициальной коагуляции могут применяться оголенные концы световодов с небольшим диаметром сердечника или специальные насадки, т.н. LITT-аппликаторы. Аппликаторы различных типов существенно отличаются друг от друга по характеристикам пучка излучения, плотности мощности на участке аппликатор-биоткань, максимальной мощности лазера, геометрическим размерам, гибкости, адгезивным характеристикам и совместимости с методами мониторинга.

Эндоскопические процедуры

При выполнении эндоскопических процедур лазерное излучение, доставляемое в область, подвергаемую лазерной терапии, может использоваться как для коагуляции, так и для рассечения ткани. В принципе для бесконтактной коагуляции и для контактного рассечения может использоваться, при условии выбора надлежащих параметров лазерного излучения, один и тот же оголенный конец световода. Такой метод применяется, например, для реканализации опухолевых стенозов бронхиального и желудочно-кишечного трактов. В 75-90 % случаев рассматриваемый метод обеспечивает восстановление прохода.