Давид Кочиев, Иван Щербаков
„Природа” №3, 2014г

За авторите

Давид Георгиевич Кочиев— Кандидат на физико-математическите науки, заместник-директор на Института по обща физика на името на. A. M. Prokhorov RAS за научна работа. Област на научни интереси: лазерна физика, лазери за хирургия.

Иван Александрович Щербаков— академик, академик-секретар на Отделението по физически науки на Руската академия на науките, професор, доктор на физико-математическите науки, директор на Института по обща физика на Руската академия на науките, ръководител на отдела по лазерна физика на Московския институт по физика и технологии. Награден със златен медал на името на. А. М. Прохоров RAS (2013). Работи в областта на лазерната физика, спектроскопията, нелинейната и квантовата оптика и медицинските лазери.

Уникалната способност на лазера да концентрира енергията възможно най-много в пространството, времето и в спектралния диапазон прави това устройство незаменим инструмент в много области на човешката дейност и по-специално в медицината [,]. При лечението на болестите има намеса в патологичния процес или болестното състояние, което се практикува по най-радикалния начин чрез операция. Благодарение на напредъка в науката и технологиите, механичните хирургически инструменти се заменят с фундаментално различни, включително лазерни.

Радиация и тъкан

Ако лазерното лъчение се използва като инструмент, тогава неговата задача е да предизвика промени в биологичната тъкан (например да извърши резекция по време на операция, да предизвика химични реакции по време на фотодинамична терапия). Параметрите на лазерното лъчение (дължина на вълната, интензивност, продължителност на експозиция) могат да варират в широк диапазон, което при взаимодействие с биологични тъкани позволява да се инициират различни процеси: фотохимични промени, термична и фотодеструкция, лазерна аблация, оптичен срив, генериране на ударни вълни и др.

На фиг. Таблица 1 показва дължините на вълните на лазерите, намерили приложение в медицинската практика в различна степен. Техният спектрален диапазон се простира от ултравиолетовата (UV) до средната инфрачервена (IR) област, а диапазонът на енергийната плътност обхваща 3 порядъка (1 J/cm 2 - 10 3 J/cm 2), диапазонът на плътност на мощността обхваща 18 порядъка на магнитуд (10 −3 W /cm 2 - 10 15 W/cm 2), времеви диапазон - 16 порядъка, от непрекъснато излъчване (~ 10 s) до фемтосекундни импулси (10 −15 s). Процесите на взаимодействие на лазерното лъчение с тъканта се определят от пространственото разпределение на обемната енергийна плътност и зависят от интензитета и дължината на вълната на падащото лъчение, както и от оптичните свойства на тъканта.

В първите етапи от развитието на лазерната медицина биологичната тъкан беше представена като вода с „примеси“, тъй като човек се състои от 70–80% вода и се смяташе, че механизмът на действие на лазерното лъчение върху биологичната тъкан се определя от неговото усвояване. Когато се използват лазери с непрекъсната вълна, тази концепция беше повече или по-малко работеща. Ако е необходимо да се организира излагане на повърхността на биологична тъкан, трябва да се избере дължина на вълната на радиация, която се абсорбира силно от водата. Ако се изисква обемен ефект, напротив, радиацията трябва да бъде слабо абсорбирана от него. Въпреки това, както се оказа по-късно, други компоненти на биологичната тъкан също са способни да абсорбират (по-специално във видимата област на спектъра - кръвни съставки, фиг. 2). Дошло е разбирането, че биологичната тъкан не е вода с примеси, а много по-сложен обект.

В същото време започват да се използват импулсни лазери. Ефектът върху биологичните тъкани се определя от комбинация от дължина на вълната, енергийна плътност и продължителност на радиационния импулс. Последният фактор, например, помага да се разделят термичните и нетермичните ефекти.

В практиката навлязоха импулсни лазери с широк диапазон от вариации на продължителността на импулса - от мили- до фемтосекунди. Тук влизат в действие различни нелинейни процеси: оптичен пробив на повърхността на мишената, многофотонна абсорбция, образуване и развитие на плазма, генериране и разпространение на ударни вълни. Стана очевидно, че е невъзможно да се създаде единен алгоритъм за търсене на желания лазер и всеки конкретен случай изисква различен подход. От една страна, това направи задачата изключително трудна, от друга, откри абсолютно фантастични възможности за разнообразяване на методите за въздействие върху биологичната тъкан.

Когато радиацията взаимодейства с биологичните тъкани, разсейването е от голямо значение. На фиг. Фигура 3 показва два специфични примера за разпределение на интензитета на радиация в тъканите на простатната жлеза на кучето, когато върху нейната повърхност пада лазерно лъчение с различни дължини на вълната: 2,09 и 1,064 микрона. В първия случай поглъщането преобладава над разсейването, във втория ситуацията е обратната (Таблица 1).

В случай на силно поглъщане, проникването на радиация се подчинява на закона на Бугер-Ламберт-Беер, т.е. възниква експоненциално разпадане. Във видимия и близкия инфрачервен диапазон на дължината на вълната типичните стойности на коефициентите на разсейване на повечето биологични тъкани са в диапазона 100–500 cm −1 и монотонно намаляват с увеличаване на дължината на вълната на радиацията. С изключение на UV и далечната инфрачервена област, коефициентите на разсейване на биологичната тъкан са с един до два порядъка по-големи от коефициента на абсорбция. При условия на доминиране на разсейването над поглъщането може да се получи надеждна картина на разпространението на радиацията с помощта на модела на дифузно приближение, който обаче има доста ясни граници на приложимост, които не винаги се вземат предвид.

Маса 1.Параметри на лазерното лъчение и оптични характеристики на простатна тъкан на куче

Така че, когато се използва конкретен лазер за специфични операции, трябва да се вземат предвид редица нелинейни процеси и съотношението на разсейване и поглъщане. Познаването на абсорбиращите и разсейващите свойства на избраната тъкан е необходимо за изчисляване на разпределението на радиацията в биологичната среда, определяне на оптималната доза и планиране на резултатите от експозицията.

Механизми на взаимодействие

Нека разгледаме основните видове взаимодействие на лазерното лъчение с биологичните тъкани, реализирани при използването на лазери в клиничната практика.

Фотохимичният механизъм на взаимодействие играе основна роля във фотодинамичната терапия, когато в тялото се въвеждат избрани хромофори (фотосенсибилизатори). Монохроматичното лъчение инициира селективни фотохимични реакции с тяхно участие, предизвикващи биологични трансформации в тъканите. След резонансно възбуждане от лазерно лъчение, молекулата на фотосенсибилизатора претърпява няколко синхронни или последователни разпадания, които причиняват реакции на вътрешномолекулен трансфер. В резултат на верига от реакции се освобождава цитотоксичен реагент, който необратимо окислява основните клетъчни структури. Експозицията възниква при ниска плътност на мощността на излъчване (~1 W/cm2) и за дълги периоди от време (от секунди до непрекъснато облъчване). В повечето случаи се използва лазерно лъчение във видимия диапазон на дължината на вълната, което има голяма дълбочина на проникване, което е важно, когато е необходимо да се повлияе на дълбоко разположени тъканни структури.

Ако фотохимичните процеси възникват поради възникването на верига от специфични химични реакции, тогава топлинните ефекти при излагане на лазерно лъчение върху тъканта по правило не са специфични. На микроскопично ниво обемната абсорбция на радиация възниква поради преходи в молекулните вибрационно-ротационни зони и последващо нерадиационно затихване. Тъканната температура се повишава много ефективно, тъй като абсорбцията на фотони се улеснява от огромния брой налични вибрационни нива на повечето биомолекули и множеството възможни канали за релаксация на сблъсъка. Типичните стойности на фотонната енергия са: 0,35 eV - за Er:YAG лазери; 1.2 eV - за Nd:YAG лазери; 6,4 eV за ArF лазери и значително надвишава кинетичната енергия на молекулата, която при стайна температура е само 0,025 eV.

Топлинните ефекти в тъканите играят доминираща роля при използване на лазери с непрекъсната вълна и импулсни лазери с продължителност на импулса от няколкостотин микросекунди или повече (свободно работещи лазери). Отстраняването на тъканта започва след нагряване на нейния повърхностен слой до температура над 100°C и се придружава от повишаване на налягането в мишената. Хистологията на този етап показва наличието на прекъсвания и образуването на вакуоли (кухини) в обема. Продължителното облъчване води до повишаване на температурата до 350–450°C и настъпва изгаряне и карбонизация на биоматериала. Тънък слой карбонизирана тъкан (≈20 µm) и слой от вакуоли (≈30 µm) поддържат висок градиент на налягане по фронта на отстраняване на тъканта, чиято скорост е постоянна във времето и зависи от вида на тъканта.

По време на импулсно лазерно облъчване развитието на фазовите процеси се влияе от наличието на екстрацелуларен матрикс (ECM). Кипенето на вода в обема на тъканта възниква, когато разликата в химичните потенциали на парата и течната фаза, необходима за растежа на мехурчетата, надвишава не само повърхностното напрежение на границата, но и еластичната енергия на разтягане на ECM, необходима за деформират матрицата на околната тъкан. Растежът на мехурчета в тъканта изисква по-голямо вътрешно налягане, отколкото в чистата течност; Увеличаването на налягането води до повишаване на точката на кипене. Налягането се увеличава, докато превиши якостта на опън на ECM тъканта и причини отстраняване и изхвърляне на тъкан. Термичното увреждане на тъканта може да варира от карбонизация и топене на повърхността до хипертермия с дълбочина няколко милиметра, в зависимост от плътността на мощността и времето на излагане на падащото лъчение.

Осъществява се пространствено ограничен хирургичен ефект (селективна фототермолиза) с продължителност на импулса, по-малка от характерното време на термична дифузия на нагрятия обем - тогава топлината се задържа в зоната на въздействие (не се премества дори на разстояние, равно на до оптичната дълбочина на проникване), а термичното увреждане на околните тъкани е малко. Излагането на радиация от непрекъснати лазери и лазери с дълги импулси (продължителност ≥100 μs) е придружено от по-голяма площ на термично увреждане на тъканите, съседни на зоната на експозиция.

Намаляването на продължителността на импулса променя картината и динамиката на топлинните процеси при взаимодействието на лазерното лъчение с биологичните тъкани. При ускоряване на доставката на енергия към биоматериала, нейното пространствено разпределение се придружава от значителни топлинни и механични преходни процеси. Поглъщайки енергията на фотоните и нагряването, материалът се разширява, стремейки се да влезе в състояние на равновесие в съответствие с неговите термодинамични свойства и външни условия на околната среда. Получената нехомогенност на разпределението на температурата води до термоеластични деформации и компресионна вълна, разпространяваща се през материала.

Въпреки това, разширяването или установяването на механично равновесие в отговор на нагряване на тъканите отнема характерно време, равно по порядък на величината на времето, необходимо за преминаване на надлъжна акустична вълна през системата. Когато продължителността на лазерния импулс надвиши това, материалът се разширява по време на импулса и стойността на предизвиканото налягане се променя заедно с интензитета на лазерното лъчение. В обратния случай въвеждането на енергия в системата става по-бързо, отколкото тя може механично да отговори на нея, а скоростта на разширение се определя от инерцията на нагрятия тъканен слой, независимо от интензитета на излъчване, а налягането се променя заедно със стойността на обемната енергия, абсорбирана в тъканта. Ако вземем много кратък импулс (с продължителност много по-кратка от времето на пътуване на акустичната вълна през областта на генериране на топлина), тъканта ще бъде „инерционно задържана“, т.е. няма да получи време за разширяване и нагряването ще възникват при постоянен обем.

Когато скоростта на освобождаване на енергия в обема на тъканта при абсорбиране на лазерно лъчение е много по-висока от скоростта на загуба на енергия поради изпаряване и нормално кипене, водата в тъканта преминава в прегрято метастабилно състояние. Когато се приближава до спинодала, флуктуационният механизъм на нуклеация (хомогенна нуклеация) влиза в действие, което осигурява бързото разграждане на метастабилната фаза. Процесът на хомогенна нуклеация се проявява най-ясно при импулсно нагряване на течната фаза, което се изразява в експлозивно кипене на прегрятата течност (фазова експлозия).

Лазерното лъчение може също директно да унищожи биоматериалите. Енергията на дисоциация на химичните връзки на органичните молекули е по-малка или сравнима с енергията на фотоните на лазерното лъчение в UV диапазона (4,0–6,4 eV). При облъчване на тъкани такива фотони, когато се абсорбират от сложни органични молекули, могат да причинят директно разкъсване на химически връзки, причинявайки „фотохимично разлагане“ на материала. Механизмът на взаимодействие в диапазона на продължителност на лазерния импулс 10 ps - 10 ns може да се класифицира като електромеханичен, което предполага генериране на плазма в интензивно електрическо поле (оптичен пробив) и отстраняване на тъкан поради разпространението на ударни вълни, кавитация и образуване на струи.

Образуването на плазма върху повърхността на тъканта е характерно за кратки импулси при интензитет на радиация от порядъка на 10 10 –10 12 W/cm 2, съответстващ на локална напрегнатост на електрическото поле от ~ 10 6 –10 7 V/cm. В материали, които изпитват повишаване на температурата поради висок коефициент на абсорбция, плазмата може да възникне и да се поддържа поради топлинното излъчване на свободни електрони. В среди с ниска абсорбция се образува при високи интензитети на радиация поради освобождаването на електрони по време на многофотонна абсорбция на радиация и лавинообразна йонизация на тъканните молекули (оптичен пробив). Оптичното разграждане ви позволява да „изпомпвате“ енергия не само в добре абсорбиращи пигментирани тъкани, но и в прозрачни, слабо абсорбиращи тъкани.

Отстраняването на тъкан при излагане на импулсно лазерно лъчение изисква разрушаване на ECM и не може да се разглежда просто като процес на дехидратация по време на нагряване. Разрушаването на ECM тъканта се причинява от налягания, генерирани по време на фазова експлозия и ограничено кипене. Резултатът е експлозивно освобождаване на материал без пълно изпаряване. Енергийният праг на такъв процес се оказва по-нисък от специфичната енталпия на водното изпаряване. Тъканите с висока якост на опън изискват по-високи температури, за да разрушат ECM (праговата обемна енергийна плътност трябва да бъде сравнима с енталпията на изпарение).

Инструменти за избор

Един от най-разпространените хирургични лазери е Nd:YAG лазерът, използван за интервенции с ендоскопски достъп в пулмологията, гастроентерологията, урологията, в естетичната козметология за обезкосмяване и за интерстициална лазерна коагулация на тумори в онкологията. В режим Q-switched, с продължителност на импулса от 10 ns, се използва в офталмологията, например при лечение на глаукома.

Повечето тъкани при неговата дължина на вълната (1064 nm) имат нисък коефициент на абсорбция. Ефективната дълбочина на проникване на такова лъчение в тъканта може да бъде няколко милиметра и осигурява добра хемостаза и коагулация. Въпреки това, обемът на отстранения материал е сравнително малък и тъканната дисекция и аблация могат да бъдат придружени от термично увреждане на близките области, подуване и възпалителни процеси.

Важно предимство на Nd:YAG лазера е възможността за доставяне на радиация в засегнатата зона чрез оптични световоди. Използването на ендоскопски и фиброинструменти позволява лазерно лъчение да се достави до долния и горния стомашно-чревен тракт по практически неинвазивен начин. Увеличаването на продължителността на импулса на този лазер в режим Q-switched до 200–800 ns направи възможно използването на тънки оптични влакна с диаметър на сърцевината 200–400 μm за фрагментиране на камъни. За съжаление, абсорбцията в оптичното влакно предотвратява доставянето на лазерно лъчение при дължини на вълните, по-ефективни за тъканна аблация, като 2,79 μm (Er:YSGG) и 2,94 μm (Er:YAG). За транспортиране на радиация с дължина на вълната 2,94 микрона в Института по обща физика (IOF) на името на. А. М. Прохоров RAS разработи оригинална технология за растеж на кристални влакна, с помощта на която беше произведено уникално кристално влакно от левкосапфир, преминало успешни тестове. Пренасянето на радиация през наличните в търговската мрежа световоди е възможно за радиация с по-къси дължини на вълната: 2,01 μm (Cr:Tm:YAG) и 2,12 μm (Cr:Tm:Ho:YAG). Дълбочината на проникване на радиацията на тези дължини на вълната е достатъчно малка за ефективна аблация и минимизиране на свързаните с нея топлинни ефекти (тя е ~170 μm за тулиев лазер и ~350 μm за холмиев лазер).

Дерматологията е приела лазери както с видими (рубин, александрит, лазери с генериране на втора хармоника от нелинейни кристали на калиев титанил фосфат, KTP), така и с инфрачервени дължини на вълната (Nd:YAG). Селективната фототермолиза е основният ефект, използван при лазерно лечение на кожна тъкан; Показания за лечение са различни съдови кожни лезии, доброкачествени и злокачествени тумори, пигментация, премахване на татуировки и козметични интервенции.

ErCr:YSGG (2780 nm) и Er:YAG (2940 nm) лазери се използват в денталната медицина за въздействие върху твърди зъбни тъкани при лечение на кариес и подготовка на зъбната кухина; По време на манипулацията няма термични ефекти, увреждане на зъбната структура и дискомфорт за пациента. KTP, Nd:YAG, ErCr:YSGG и Er:YAG лазери се използват в хирургията на меките тъкани на устната кухина.

В исторически план първата област на медицината, която овладява новия инструмент, е офталмологията. Работата по лазерното заваряване на ретината започва в края на 60-те години. Понятието „лазерна офталмология“ стана широко разпространено, невъзможно е да си представим съвременна клиника от този профил без използването на лазери. Светлинното заваряване на ретината се обсъжда от много години, но едва с появата на лазерни източници фотокоагулацията на ретината навлезе в широко разпространената рутинна клинична практика.

В края на 70-те - началото на 80-те години на миналия век започва работа с лазери на базата на импулсен Nd:YAG лазер за разрушаване на капсулата на лещата при вторична катаракта. Днес капсулотомията, извършвана с помощта на Q-switched неодимов лазер, е стандартната хирургична процедура за лечение на това заболяване. Революция в офталмологията беше направена с откриването на способността да се променя кривината на роговицата с помощта на късовълнова UV радиация и по този начин да се коригира зрителната острота. Операциите за лазерна корекция на зрението вече са широко разпространени и се извършват в много клиники. Значителен напредък в рефрактивната хирургия и редица други минимално инвазивни микрохирургични интервенции (трансплантация на роговица, създаване на интрастромални канали, лечение на кератоконус и др.) се постига с въвеждането на лазери с къса и ултракъса продължителност на импулса.

Понастоящем в офталмологичната практика най-популярни са твърдотелните Nd:YAG и Nd:YLF лазери (непрекъснати, импулсни, Q-switched с продължителност на импулса от порядъка на няколко наносекунди и фемтосекунди), и в по-малка степен Nd :YAG лазери с дължина на вълната 1440 nm в свободен режим, Ho- и Er-лазери.

Тъй като различните части на окото имат различен състав и различни коефициенти на поглъщане за една и съща дължина на вълната, изборът на последната определя както сегмента на окото, където ще се осъществи взаимодействието, така и локалния ефект в областта на фокусиране. Въз основа на характеристиките на спектралното предаване на окото е препоръчително да се използват лазери с дължина на вълната в диапазона 180–315 nm за хирургично лечение на външните слоеве на роговицата и предния сегмент. По-дълбоко проникване, чак до лещата, може да се постигне в спектралния диапазон от 315–400 nm, а за всички отдалечени региони е подходящо лъчение с дължина на вълната над 400 nm и до 1400 nm, когато има значително поглъщане на вода започва.

Физика - медицина

Въз основа на отчитането на свойствата на биологичните тъкани и вида на взаимодействието, реализирано по време на падащо лъчение, Институтът по обща физика разработва лазерни системи за използване в различни области на хирургията, като си сътрудничи с много организации. Последните включват академични институти (Институт по проблеми на лазерните и информационни технологии - ИПЛИТ, Институт по спектроскопия, Институт по аналитична апаратура), Московски държавен университет. М. В. Ломоносов, водещи медицински центрове в страната (MNTK "Микрохирургия на очите" на името на S. N. Fedorov, Московски научноизследователски онкологичен институт на име на P. A. Herzen на Руската федерация, Руската медицинска академия за следдипломно образование, Научен център по сърдечно-съдова хирургия на име на A. N. Bakulev на Руската академия на медицинските науки, Централна клинична болница № 1 на АО "Руски железници", както и редица търговски компании ("Optosystems", "Visionics", "Нови енергийни технологии", "Лазерни технологии в медицината", „Клъстер“, STC „Оптични системи“).

Така нашият институт създаде лазерен хирургичен комплекс „Лазурит“, който може да действа както като скалпел-коагулатор, така и като литотриптер, т.е. устройство за унищожаване на камъни в човешки органи. Освен това литотриптерът работи на нов оригинален принцип - използва се лъчение с две дължини на вълната. Това е лазер, базиран на кристал Nd:YAlO 3 (с основна дължина на вълната на лъчение 1079,6 nm и втори хармоник в зелената област на спектъра). Инсталацията е оборудвана с блок за видео обработка и ви позволява да наблюдавате работата в реално време.

Двувълновото лазерно облъчване с продължителност микросекунда осигурява фотоакустичен механизъм на раздробяване на камък, който се основава на оптико-акустичния ефект, открит от А. М. Прохоров и неговите колеги - генериране на ударни вълни по време на взаимодействието на лазерно лъчение с течност. Въздействието се оказва нелинейно [, ] (фиг. 4) и включва няколко етапа: оптичен пробив на повърхността на камъка, образуване на плазмена искра, развитие на кавитационен мехур и разпространение на ударна вълна при срутването му.

В резултат на това, след ~700 μs от момента на попадане на лазерното лъчение върху повърхността на камъка, последният се разрушава от въздействието на ударната вълна, генерирана при срутването на кавитационния мехур. Предимствата на този метод на литотрипсия са очевидни: първо, той осигурява безопасността на въздействието върху меките тъкани около камъка, тъй като ударната вълна не се абсорбира в тях и следователно не им причинява вредата, присъща на други лазери методи на литотрипсия; второ, постига се висока ефективност при фрагментиране на камъни с всякакво местоположение и химичен състав (Таблица 2); трето, гарантира се висока степен на фрагментация (вижте таблица 2: продължителността на разрушаване на камъните варира в диапазона от 10–70 s в зависимост от техния химичен състав); четвърто, влакнестият инструмент не се поврежда по време на доставяне на радиация (поради оптимално избраната продължителност на импулса); накрая, броят на усложненията е радикално намален и следоперативният период на лечение е съкратен.

Таблица 2.Химичен състав на камъни и параметри на лазерното лъчение по време на фрагментация в експерименти инвитро

Комплексът Lazurit (фиг. 5) включва и скалпел-коагулатор, който позволява по-специално успешно извършване на уникални операции на пълни с кръв органи, като бъбреците, за отстраняване на тумори с минимална загуба на кръв, без компресия на бъбречните съдове и без създаване на изкуствен исхемичен орган, придружаващ приетите в момента методи на хирургична интервенция. Резекцията се извършва чрез лапароскопски метод. При ефективна дълбочина на проникване на импулсно едномикронно лъчение от ~1 mm се извършват едновременно резекция на тумора, коагулация и хемостаза и се постига абластичност на раната. Разработена е нова медицинска технология за лапароскопска резекция на бъбрек при рак T 1 N 0 M 0.

Резултатите от изследователската работа в областта на офталмологията бяха разработването на офталмологични лазерни системи "Microscan" и неговата модификация "Microscan Visum" за рефрактивна хирургия на базата на ArF ексимерен лазер (193 nm). С помощта на тези настройки се коригират миопия, далекогледство и астигматизъм. Реализира се методът на така нареченото „летящо петно”: роговицата на окото се осветява от петно от радиация с диаметър около 0,7 мм, което сканира повърхността й по зададен от компютър алгоритъм и променя формата си . Корекцията на зрението с един диоптър при честота на повторение на импулса 300 Hz се осигурява за 5 s. Ефектът остава повърхностен, тъй като радиацията с тази дължина на вълната се абсорбира силно от роговицата на окото. Системата за проследяване на очите позволява висококачествена хирургия, независимо от подвижността на очите на пациента. Инсталацията Microscan е сертифицирана в Русия, страните от ОНД, Европа и Китай; Офталмологичните ексимерни системи за рефрактивна хирургия, разработени в нашия институт, в момента заемат 55% от вътрешния пазар.

С подкрепата на Федералната агенция за наука и иновации с участието на Института по обща физика на Руската академия на науките, IPLIT RAS и Московския държавен университет е създаден офталмологичен комплекс, който включва Microscan Visum, диагностично оборудване, състоящо се от аберометър и сканиращ офталмоскоп, както и уникална фемтосекундна лазерна офталмологична система "Femto Visum". Раждането на този комплекс стана пример за ползотворно сътрудничество между академичните организации и Московския държавен университет в рамките на една програма: в IOP е разработен хирургически инструмент, а в MSU и IPLIT е разработено диагностично оборудване, което позволява редица уникални офталмологични операции. Принципът на работа на фемтосекундната офталмологична единица трябва да бъде обсъден по-подробно. За негова основа е избран неодимов лазер с дължина на вълната на излъчване 1064 nm. Ако при използване на ексимерен лазер роговицата поглъща силно, то при дължина на вълната ~1 μm линейната абсорбция е слаба. Въпреки това, поради кратката продължителност на импулса (400 fs) при фокусиране на лъчението, е възможно да се постигне висока плътност на мощността и следователно многофотонните процеси стават ефективни. Чрез организиране на подходящо фокусиране става възможно да се повлияе на роговицата по такъв начин, че нейната повърхност да не бъде засегната по никакъв начин, а в обема да настъпи многофотонна абсорбция. Механизмът на действие е фотодеструкция на тъканта на роговицата по време на многофотонна абсорбция (фиг. 6), когато няма термично увреждане на близките слоеве тъкан и е възможно да се извърши интервенция с прецизна точност. Ако при ексимерното лазерно лъчение енергията на фотона (6,4 eV) е сравнима с енергията на дисоциация, то при едномикронното лъчение (1,2 eV) тя е поне наполовина или дори седем пъти по-малка, което осигурява описания ефект и отваря нови възможности в лазерната офталмология.

Днес фотодинамичната диагностика и терапията на рака се развиват интензивно въз основа на използването на лазер, чието монохроматично лъчение възбужда флуоресценцията на фотосенсибилизиращото багрило и инициира селективни фотохимични реакции, които причиняват биологични трансформации в тъканите. Дозите за приложение на багрилото са 0,2–2 mg/kg. В този случай фотосенсибилизаторът се натрупва предимно в тумора и неговата флуоресценция позволява да се определи локализацията на тумора. Благодарение на ефекта на пренос на енергия и увеличаване на мощността на лазера се образува синглетен кислород, който е силен окислител, което води до разрушаване на тумора. По този начин, съгласно описания метод, се извършва не само диагностика, но и лечение на онкологични заболявания. Трябва да се отбележи, че въвеждането на фотосенсибилизатор в човешкото тяло не е напълно безвредна процедура и затова в някои случаи е по-добре да се използва така наречената лазерно индуцирана автофлуоресценция. Оказа се, че в някои случаи, особено при използването на късовълново лазерно лъчение, здравите клетки не флуоресцират, докато раковите клетки проявяват флуоресцентен ефект. Тази техника е за предпочитане, но все още служи предимно за диагностични цели (въпреки че напоследък се предприемат стъпки за постигане на терапевтичен ефект). Нашият институт е разработил серия от устройства както за флуоресцентна диагностика, така и за фотодинамична терапия. Това оборудване е сертифицирано и е оборудвано с него в 15 московски клиники.

За ендоскопски и лапароскопски операции необходим компонент на лазерна инсталация е средството за доставяне на радиация и формиране на нейното поле в зоната на взаимодействие. Ние сме проектирали такива устройства на базата на многомодови оптични влакна, позволяващи работа в спектралната област от 0,2 до 16 микрона.

С подкрепата на Федералната агенция за наука и иновации, IOF разработва техника за търсене на разпределението на размера на наночастиците в течности (и по-специално в човешка кръв), използвайки квазиеластична спектроскопия на разсейване на светлината. Установено е, че наличието на наночастици в течност води до разширяване на централния пик на разсейването на Rayleigh и измерването на големината на това разширение дава възможност да се определи размерът на наночастиците. Изследване на размерните спектри на наночастиците в кръвния серум на пациенти със сърдечно-съдови заболявания показва наличието на големи протеиново-липидни клъстери (фиг. 7). Установено е също, че големи частици са характерни и за кръвта на пациенти с рак. Освен това, при положителен резултат от лечението, пикът, отговорен за големите частици, изчезна, но в случай на рецидив той се появи отново. По този начин предложената техника е много полезна за диагностициране както на онкологични, така и на сърдечно-съдови заболявания.

Преди това институтът разработи нов метод за откриване на изключително ниски концентрации на органични съединения. Основните компоненти на устройството бяха лазер, времепролетен масспектрометър и наноструктурирана плоча, върху която беше адсорбиран изследваният газ. Днес тази инсталация се модифицира за анализ на кръвта, което също ще отвори нови възможности за ранна диагностика на много заболявания.

Решаването на редица медицински проблеми е възможно само чрез комбиниране на усилия в няколко области: това включва фундаментални изследвания в областта на лазерната физика, подробно изследване на взаимодействието на радиацията с материята, анализ на процесите на пренос на енергия, медицински и биологични изследвания и развитието на медицински лечебни технологии.

4 YSGG - Итриев скандиев галиев гранат(итриев скандиев галиев гранат).

YLF- Итриев литиев флуорид(итрий-литиев флуорид).

Лазерите се използват в хирургическата практика отдавна и много клиники активно използват тази технология. Но пациентите все още се чудят колко е безболезнено и ефективно? Заместник-главният лекар по хирургия на мрежата от клиники за възрастни и деца MEGI, докторът на науките Айдар Галямов даде интервю за вестник ProUfu.ru и отговори на този въпрос.

– Как работи медицинският лазер?

– Лазерното устройство е уникално устройство, което излъчва тънък лъч светлина. Той съдържа огромно количество енергия, която може да реже и споява тъкани и да спира кървенето. На този принцип на действие се основава така нареченият лазерен скалпел.

Използването на лазер всъщност е безболезнено и ефективно, защото осигурява:

1. Операцията е безкръвна, тъй като при разрез краищата на дисектираните тъкани се коагулират и дисектираните кръвоносни съдове се запечатват. Загубата на кръв е практически нулева.

2. Точността на работата на хирурга. Линията на рязане се оказва абсолютно равномерна, независимо от плътността на тъканта (например, когато удари плътна тъкан или костна област, лъчът, за разлика от конвенционалния скалпел, не се отклонява настрани).

3. Пълна стерилност, постига се поради факта, че при манипулиране на лазера няма контакт с тъканите, освен това излъчването има антибактериален и антисептичен ефект.

4. Безболезнено. Лазерното лечение е практически безболезнено и не изисква продължителна следоперативна рехабилитация.

– Има мнение, че с помощта на лазер можете да премахнете само бенки, папиломи и да лекувате разширени вени, вярно ли е?

- Само отчасти. Всичко зависи от клиниката. Някои се специализират само в тези лазерни процедури, докато други използват лазера за по-широк спектър от процедури. Във всеки случай е много важно кой медицински лазерен център ще изберете. Основното е, че клиниката разполага с най-модерното оборудване. В Уфа мрежата от клиники MEGI за възрастни и деца наскоро отвори център за лазерна хирургия. Този център представя най-новото оборудване: седем полупроводникови лазерни системи, четири от които от IPG (IPG), най-добрите в света по отношение на качество и възможности на оборудването.

– Каква е медицинската употреба на лазерното лъчение във вашия център?

– Използвайки лазерни устройства в MEGI, можете да получите медицинска помощ в следните области: проктология, урология, гинекология, мамология, хирургия, флебология.

В проктологията се извършва лазерно отстраняване на хемороиди, изрязване на фисури в аналния канал, премахване на новообразувания на ректума (полипи и кондиломи), с помощта на лазер се извършват минимално инвазивни операции, изпаряване на хемороиди без хирургия; единичен разрез.

В урологията се извършва ендоурологично лазерно отстраняване на полипи и тумори на пикочния мехур, новообразувания на урогениталната област (полипи и кондиломи) и се използва при извършване на обрязване. Използва се лазер за разрушаване на камъни в пикочните пътища, това се нарича контактна лазерна литотрипсия.

В гинекологията лазерите се използват за отстраняване на маточни фиброиди и извършване на операции на яйчниците. Използва се и при лечение на ерозия на шийката на матката и отстраняване на тумори.

В мамологията почти всички операции се извършват с лазерни системи. При кистозна мастопатия широко се използва пункционен метод на лечение - лазерна аблация на кисти и други неоплазми на млечните жлези.

В хирургията се отстраняват неоплазми на кожата и меките тъкани (папиломи, различни бенки, атероми, липоми, фиброми); използва се за операции в коремната кухина (при ендоскопски операции лазерът е незаменим при операции на черен дроб, далак, панкреас), премахване на старчески петна и татуировки.

Във флебологията лазерите се използват за лечение на разширени вени, флебектомия, лазерна радиочестотна облитерация на вени и паяжини, както и за склеротерапия.

– Как да се решим да се подложим на медицинска лазерна хирургия?

– Като хирург твърдя, че няма нужда да се страхуваме от лазера. Ако сте избрали добра клиника с модерни операционни зали, където хирургичните лечения се извършват бързо и безболезнено за пациента, бъдете сигурни в отличен резултат. Нашият MEGI център е създал всички условия за това. При необходимост и желание в ранния следоперативен период пациентът може да прекара известно време в отделението под наблюдението на опитен медицински персонал.

Операцията на ухото за коригиране на естетически дефекти вече няма да изненада никого. В съвременната пластична хирургия тя заема водещо място, наред с ринопластиката (операция на носа). Висококвалифицираните лекари и модерното оборудване позволяват тази процедура да се извърши максимално бързо, безболезнено и най-вече успешно.

Традиционната хирургия включва използването на скалпел. Този хирургически инструмент се използва от много векове. Но днес той има мощен конкурент - лазерен лъч, с помощта на който се извършват много операции на различни части на човешкото тяло, включително на ушите. Появата на алтернатива поражда логичен въпрос: „Кое е по-добро отопластика, лазер или скалпел, каква е разликата?“

За да разберете разликата между скалпел и лазер, трябва да решите какво е общото между тях:

индикации за корекция на ухото;
цели на ушната хирургия;
противопоказания за отопластика;
подготовка за операция;
методика за провеждане на корекционната процедура;
възстановителен период.

Корекцията на ушната мида се извършва предимно за естетически цели. Индикация за това трябва да бъде желанието на клиента да промени формата на ушите си, ако те не изглеждат естетически. Друга цел на отопластиката е да възстанови липсващите части на ухото. Такъв дефицит може да възникне поради необичайно развитие на ухото или нараняване поради изгаряния, измръзване или механично натоварване.

Какво коригира отопластиката:

елиминира стърчащите уши (отстранява хипертрофираната хрущялна тъкан, образува антихеликс);
подобрява външния вид на ушната мида;
намалява големите уши (макротия);
елиминира асиметрията;
възстановява малки, извити уши (микротия);
възстановява или намалява ушната мида.

Противопоказанията за отопластика са еднакви за всеки вид операция. Те включват кръвни заболявания, заболявания на ендокринната система, инфекциозни заболявания, възпаление на ушите, обостряне на хронични заболявания и предразположение към келоидни белези.

Ако пациент с противопоказания се подложи на отопластика, са възможни сериозни усложнения. Затова операция на ушите може да се извършва само след преглед от общопрактикуващ лекар и УНГ лекар. Изследванията на кръв и урина са задължителни. Взема се кръв за биохимичен анализ, изключване на СПИН и хепатит и определяне на съсирването на кръвта.

Ходът и методологията на операцията зависят от дефекта на ухото, който трябва да бъде отстранен.

Лекарят извършва предварителна подготовка: прави измервания на ухото и извършва компютърно моделиране.
Преди да направи разрез, хирургът прави белези върху ухото.
След това с помощта на скалпел или лазерен лъч прави необходимите разрези, отделя кожата от хрущяла и коригира ушната мида.
Ако стърчащите уши се елиминират, тогава операцията се извършва с разрез на гърба на ухото, близо до кожната гънка, и хрущялът се зашива, изрязва или излишъкът му се отстранява.
При намаляване на ухото се прави разрез отпред в областта на спираловидната гънка и се изрязват излишните участъци от хрущяла.
Корекцията на ушната мида включва зашиване на разкъсвания или премахване на излишната мастна тъкан и кожа.
Операцията е с продължителност от 30 минути до 2 часа.

Периодът на възстановяване се състои в спазване на редица правила и грижа за ухото.

През първата седмица ще трябва да носите превръзка за отопластика и да сменяте превръзките всеки ден.

Не мокрете ухото си и не мийте косата си, преди да премахнете шевовете.

Най-малко два месеца е забранено да посещавате басейн, сауна и да спортувате. Пълното излекуване на ухото настъпва след шест месеца.

Основната разлика между скалпелната и лазерната отопластика са следните фактори:

времето за лазерна хирургия е по-кратко, отколкото при класическата хирургия;
загубата на кръв при скалпелна отопластика е значителна, а при използване на скалпел е минимална;
инфекциозното замърсяване се изключва с лазерна корекция, докато недостатъчните антисептици при работа със скалпел могат да доведат до сериозни възпалителни процеси;
след лазерна отопластика болката е минимална, но в резултат на работа със скалпел ухото боли дълго време и силно;
Лазерната корекция на ушната мида позволява по-бързото заздравяване на ухото и следователно намалява периода на възстановяване.

Какъв вид отопластика се извършва, лазер или скалпел, зависи от квалификацията на хирурга и наличието на модерно оборудване в клиниката. Центрове за пластична хирургия, оборудвани с най-новото лазерно оборудване, могат да бъдат намерени в почти всички големи и средни градове на Русия: Воронеж, Челябинск, Самара, Нижни Новгород, Екатеринбург и много други.

Отопластика със скалпел и лазерна корекция на уши

Независимо с какъв инструмент се извършва корекцията, хирургът трябва да го владее. Майсторът на занаята си усеща разликата в работата със скалпел и лазерен лъч. Но това също представлява интерес за пациента, още повече че лазерната корекция на ушите се счита за безкръвна и безболезнена операция. Нека да разгледаме по-отблизо как работят лазерите и скалпелите.

Отопластика със скалпел: характеристики на инструмента и операция

Скалпелът е хирургически нож, изработен от медицинска неръждаема стомана. Състои се от острие, заострен връх и дръжка. Целта на инструмента е да изреже меките тъкани по време на операция. В зависимост от предназначението, скалпелите могат да бъдат с различни размери и недостатъци.

При корекция на ушите разрезът и работата с хрущялната тъкан се извършва със скалпел. Първо се прави разрез на кожата, след което кожната тъкан се отстранява от хрущяла. При тази манипулация от раната изтича обилно кръв, която периодично трябва да се отстранява.

Работата с хрущяла често изисква много малки разрези по линиите на промяна, с други думи, възниква перфорация на хрущялната тъкан. Това е упорита работа, която изисква прецизност на движенията на хирурга и тънкост на разрезите.

Премахването на излишния хрущял е не по-малко важно, тъй като неточността може да повлияе негативно на резултата и да доведе до образуване на белег. Отопластиката със скалпел изисква повишена антисептика на работното пространство. Тъй като дори леко замърсяване допринася за проникването на инфекция в отворени рани.

Недостатъците на корекцията на ушите със скалпел са очевидни:

значителна загуба на кръв, обилно течаща кръв може да се натрупа под кожата и да доведе до такова усложнение като хематом, което може да причини некроза на хрущяла;
повишен риск от инфекция на раната и в резултат на това усложнения под формата на перихондрит, отит на средното ухо, възпаление и нагнояване на меките тъкани;
дълъг период на възстановяване поради тежко нараняване на ухото;
образуването на тъканни белези в резултат на неточни разрези.

Въпреки недостатъците, операцията със скалпел е доста безопасна и точна.

Освен това инфекцията по време на операция е рядка, а уменията на професионалните хирурзи не оставят белези.

Лазерна отопластика: характеристики на инструмента и операция

Лазерът за извършване на операции (лазерен скалпел) се състои от две части. Стационарната част съдържа самия генератор на радиация и контролни блокове. Движещата се част е компактен излъчвател, свързан към основното устройство чрез световод. Лазерният лъч се предава през светлинен проводник към излъчвателя, с помощта на който лекарят извършва необходимите манипулации. Самото излъчване е прозрачно, което позволява на хирурга да вижда цялата оперирана зона.

Тъканните разрези с лазерен скалпел се правят възможно най-тънки, тъй като въздействието на лъча върху оперираната област е ограничено до ширина от приблизително 0,01 mm. На мястото на експозиция температурата на тъканта се повишава до приблизително 400 градуса, в резултат на което кожата незабавно изгаря и частично се изпарява, т.е. протеините се коагулират и течността преминава в газообразно състояние.

Тази причина обяснява минималното количество кръв по време на операцията и невъзможността за заразяване с инфекция. Лазерният лъч действа много внимателно върху хрущяла, без да го уврежда извън необходимостта. Ръбовете са заоблени и гладки, което ви позволява да промените формата на ушната мида възможно най-точно.

Лазерната отопластика има следните предимства:

инфекцията на тъканите е изключена;
минимално количество кръв по време и след операцията;
настъпва бърза регенерация на тъканите;
рехабилитационният период намалява;
ушите изглеждат възможно най-естествени (без белези).

Цената за лазерна отопластика в Москва е от 33 000 рубли, в Санкт Петербург - от 30 000 рубли.

Говорейки за CO 2 лазера, трябва да се отбележи неговата общопризната ефективност в хирургията на меките тъкани. Лъчът на този лазер с дължина на вълната 10 600 nm е най-чувствителен към водните молекули (H 2 O). Въз основа на факта, че човешките меки тъкани се състоят от 60–80% вода, абсорбцията на CO 2 лазерното лъчение в тях се осъществява най-изразено и ефективно, причинявайки ефекта на аблация, с други думи, ефекта на „лазерния скалпел“. Аблацията на меките тъкани е необходимо и клинично значимо условие за извършване на различни видове операции.

Универсалността на техниката "лазерен скалпел".

Разнообразието на нашия операционен отдел ни позволява да използваме тази техника – техниката „лазерен скалпел” – в хирургия, гинекология, пластична хирургия и урология.

Нека подчертаем характеристиките и предимствата на взаимодействието на „лазерния скалпел“ с биологичните тъкани:

няма директен контакт с тъканта, което означава, че няма риск от инфекция. Лъчът не може да носи вируси и бактерии (включително ХИВ, вирусен хепатит B и C). Направеният с лазер разрез е стерилен при всякакви условия;
стерилизация на тъкан в хирургичното поле, която е била третирана с лазерно лъчение, и способност за работа с инфектирани тъканни зони. Тази възможност изглежда наистина огромна за хирурзите;
възможността за едноетапно отстраняване на инфектирана дермална киста с прилагане на първичен шев, при условие че няма загуба на кръв и страх от хематом на раната;
коагулиращ ефект на радиацията, позволяващ да се получат практически безкръвни разфасовки. Удобство и бързина на работа. Безкръвността е състояние, което позволява на хирурга да работи удобно, когато е необходимо. От личен опит: корекция на вродени и придобити деформации на устните може да се извърши качествено и симетрично само с лазерен лъч;
минималните топлинни ефекти върху околните тъкани и известният биостимулиращ ефект на лазера предизвикват бързо зарастване на рани и забележимо намаляване на следоперативния период.

Благодарение на иновативните възможности на съвременните CO 2 лазери, а именно модулирани форми на лазерния импулс, независимо регулиране на дълбочината на аблация, мощността и дължината на импулса, стана възможно да се направят лазерните операции възможно най-ефективни и физиологични при работа с различни видове тъкани и индикации.

Важно е да се разбере, че безопасността на пациента зависи от компетентността на специалиста, поради което обучението на лекари по лазерна технология е необходимо условие за използването на лазерни технологии в медицинската практика.

Като класически хирург имах амбивалентно отношение към лазерния лъч. По време на професионалното ми израстване ми се наложи да работя с няколко лазерни системи, но мога да считам за начало на съзнателния ми подход към лазерната хирургия моментът, в който DEKA CO 2 лазерната система SmartXide2 беше въведена в клиничната практика в нашия Център. Изборът на тази система се дължи на нейната универсалност за различни области на медицината и наличието в нея на редица иновативни възможности, които пряко влияят върху повишаването на ефективността и индивидуализацията на подходите в хирургическата практика:

модулирани лазерни импулсни форми Pulse Shape Design и възможността да ги избирате и променяте,
стъпаловидно регулиране на дълбочината на аблация, така наречените стекове,
независима настройка на параметрите на лазерното лъчение: мощност, дължина на импулса, разстояние между точките, форма на импулса, стекове, геометрия на сканираната област, ред на сканиране.

Първата употреба на CO 2 лазер в моята практика беше отстраняването на доброкачествени кожни лезии. Използването на лазерна система дава безспорни предимства, сред които простота и бързина на процеса, ясна визуализация на ръба на образуванието, възможност за работа върху всяка част от тялото, включително лигавиците и подвижната част на клепач, естетиката на резултата и бързото заздравяване.

Недостатък на лазерното излагане е трудността при вземане на биопсия.

По този начин лазерното излагане може да се счита за най-приемливия начин за отстраняване на доброкачествени образувания.

Ефективно е и използването на SmartХide2 DOT лазер за отстраняване на подкожни образувания като атероми, фиброми и др. Лазерният лъч позволява прецизна дисекция на слоеве кожа. Мембраните на кистата се визуализират добре. Този метод е незаменим при наличие на перифокално възпаление и повишено кървене поради тъканно изобилие. Във всички тези случаи образуванието беше напълно отстранено, следоперативната рана беше суха и без кървене, включително капилярно кървене. Във всички случаи раните са зашити без дренаж. Предписана е антибиотична терапия. По време на контролните прегледи се отбелязва положителна динамика и заздравяване на рани с първично намерение.

Клинични примери

Клиничен случай 1

Пациент, 32 години.Предложена е трансконюнктивална двустранна блефаропластика с лазер. През долния форникс на конюнктивалния сак се осъществява достъп до параорбиталната тъкан (SP 3 W), излишъкът се аблира (SP 6 W). Раната беше затворена с единични конци Vicryl 6.0. В следоперативния период се наблюдават отоци и синини в по-малка степен в сравнение с класическата техника. Нямаше рискове от електрическо нараняване на окото, тъй като не беше използван електрокоагулатор.

минуси:необходимостта от използване на конюнктивални екрани за еднократна употреба, което от своя страна увеличава ефектите от следоперативния конюнктивит.

Изводи:Техниката значително улеснява работата на хирурга и осигурява по-малко травма на тъканите по време на операцията. За едновременно фракционно лазерно излагане на кожата на периорбиталната област (псевдоблефаропластика) този метод е незаменим.

Ориз. 1 а.Снимка преди операцията

Ориз. 1 б.Снимка на 6-ия ден след операцията.

Клиничен случай 2

Пациент, 23 години.Посттравматична деформация на устната. Направен е опит за симетризиране на устните. В операционна зала с електрокоагулатор с помощта на маркировка е извършено моделиране на горната устна. Операцията продължи 20 минути, стабилна хемостаза - +40 минути. Резултат: пациентът е 80% доволен. След анализ на резултатите на пациента беше предложена корекция на устните с лазер SmartХide2. В режим Smart Pulse 6W, използвайки 7” накрайник, беше извършена аблация на излишната и белег тъкан на горната устна. Бяха поставени конци с Vicryl Rapide 5.0. На пациента се препоръчва да се грижи за раната, докато отокът изчезне (до 14 дни). Два месеца след операцията резултатът е 100% задоволителен за пациента и хирурга.

минусиметод за лазерна корекция: не е идентифициран.

Изводи:На този етап считам корекцията на деформации на устните с CO 2 лазер за възможно най-добрия метод.

Клиничен случай 3

Пациент, 44 години.Предложена е пластична хирургия на горните клепачи. Извършено е изрязване на излишната кожа на горния клепач. Аблация на участък от orbicularis oculi мускул, неговата дисекция и отстраняване на излишната параорбитална тъкан. Предимствата на използването на лазер са бързината на операцията и чистотата на раната.

минуси:Поради големия размер на лазерните накрайници са необходими идеално калибрирани и прецизни движения на хирурга, за да се получи гладък хирургически ръб.

Ориз. 2 а.Снимка на пациента преди операцията

Ориз. 2 б.Снимка на пациента 4 месеца след операцията

Заключение

Демонстрираните клинични случаи и резултати от лазерна хирургия с помощта на системата SmartXide2 показаха осезаемо сравнително предимство на този метод пред класическия хирургичен метод поради по-добра естетика, намалено време за рехабилитация, по-малко травма на тъканите, отлично зарастване на рани и в резултат на това висока процент на удовлетвореност от процедурата за лекаря и пациента.

Поради това считам за клинично осъществимо и икономически оправдано въвеждането на разглежданата лазерна технология в медицинската практика. Сигурен съм, че динамичното развитие на лазерните технологии вече е определило голямо бъдеще за лазерната хирургия.

Уникалните свойства на лазерното лъчение направиха лазерите незаменими в различни области на науката, включително медицината. Лазерите в медицината откриха нови възможности за лечение на много заболявания. Лазерната медицина може да бъде разделена на основни раздели: лазерна диагностика, лазерна терапия и лазерна хирургия.

Историята на появата на лазерите в медицината - какви свойства на лазера предизвикаха развитието на лазерната хирургия

Изследванията за използването на лазери в медицината започват през шейсетте години на миналия век. По същото време се появяват първите лазерни медицински устройства: устройства за облъчване на кръв. Първата работа по използването на лазери в хирургията в СССР е извършена през 1965 г. в Московския онкологичен изследователски институт на името на. Херцен заедно с АЕЦ Изток.

Лазерната хирургия използва доста мощни лазери, които могат силно да нагреят биологичната тъкан, което води до нейното изпаряване или разрязване. Използването на лазери в медицината направи възможно извършването на преди това сложни или напълно невъзможни операции ефективно и с минимална инвазивност.

Характеристики на взаимодействието на лазерен скалпел с биологични тъкани:

Без директен контакт на инструмента с тъканта, минимален риск от инфекция.
Коагулиращият ефект на радиацията позволява да се получат практически безкръвни порязвания и да се спре кървенето от кървящи рани.
Стерилизиращият ефект на радиацията е превантивна мярка за инфекция на хирургичното поле и развитие на следоперативни усложнения.
Възможността за контролиране на параметрите на лазерното лъчение позволява да се получат необходимите ефекти, когато лъчението взаимодейства с биологични тъкани.
Минимално въздействие върху близките тъкани.

Използването на лазери в хирургията дава възможност за ефективно извършване на голямо разнообразие от хирургични интервенции в стоматологията, урологията, оториноларингологията, гинекологията, неврохирургията и др.

Плюсове и минуси на използването на лазери в съвременната хирургия

Основните предимства на лазерната хирургия:

Значително намаляване на времето за работа.
Няма директен контакт на инструмента с тъканите и в резултат на това минимално увреждане на тъканите в зоната на операцията.
Намаляване на следоперативния период.
Липса или минимално кървене по време на операцията.
Намаляване на риска от образуване на следоперативни белези и белези.
Стерилизиращият ефект на лазерното лъчение ви позволява да спазвате правилата на асептиката.
Минимален риск от усложнения по време на операцията и в следоперативния период.

Недостатъци на лазерните технологии в хирургията:

Малък брой медицински специалисти са преминали специално обучение за работа с лазери.
Закупуването на лазерно оборудване изисква значителни материални разходи и оскъпява лечението.
Използването на лазери представлява известна опасност за медицинските специалисти, така че те трябва стриктно да спазват всички предпазни мерки при работа с лазерно оборудване.
Ефектът от използването на лазери в някои клинични случаи може да е временен и може да се наложи допълнителна операция.

Какво може лазерната хирургия днес - всички аспекти на използването на лазера в хирургията

В момента лазерното лечение се използва във всички области на медицината. Лазерните технологии намират най-широко приложение в офталмологията, стоматологията, общата, съдовата и пластичната хирургия, урологията и гинекологията.

Лазерите в денталната хирургия се използват при следните операции: френектомия, гингивектомия, отстраняване на качулки при перикоронит, правене на разрези при поставяне на импланти и други. Използването на лазерни технологии в стоматологията позволява да се намали количеството на използваните анестетици, да се избегнат постоперативни отоци и усложнения и да се ускори времето за заздравяване на следоперативни рани.

Появата на лазера коренно промени развитието на офталмологията. С помощта на лазер можете да правите ултрапрецизни разрези до микрон, което дори много опитен хирург не може да направи. В момента с помощта на лазер е възможно да се извършват глаукома, заболявания на ретината, кератопластика и много други.

Лазерните технологии позволяват успешно да се елиминират различни съдови патологии: венозна и артериовенозна дисплазия, лимфангиоми, кавернозни хемангиоми и др. Благодарение на лазерите лечението на съдовите заболявания става практически безболезнено с минимален риск от усложнения и добър козметичен ефект.

Лазерен скалпел се използва при голям брой операции:

В коремната кухина (апендектомия, холецистектомия, ексцизия на сраствания, херния, резекция на паренхимни органи и др.).
На трахеобронхиалното дърво (отстраняване на трахеални и бронхиални фистули, реканализация на обструктивни тумори на бронхите и трахеята).
В оториноларингологията (корекция на носната преграда, аденектомия, отстраняване на цикатрициални стенози на външния слухов канал, тимпанотомия, отстраняване на полипи и др.).
В урологията (отстраняване на карциноми, полипи, атероми на кожата на скротума).
В гинекологията (отстраняване на кисти, полипи, тумори).

Лазерите се използват и в. Почти всички клиники, извършващи такива операции, разполагат с лазерно оборудване в арсенала си. Правенето на разрези с помощта на лазерен скалпел ви позволява да избегнете подуване, синини и да намалите риска от инфекция и усложнения.

Трудно е да се назове област на медицината, където свойствата на лазерното лъчение не са използвани ефективно. Продължаващото усъвършенстване на лазерните технологии и обучението на все повече и повече медицински работници за работа с лазери вероятно ще доведат в близко бъдеще до преобладаването на лазерната хирургия над традиционните методи на хирургична интервенция.