какое свойство лазера используется в хирургии

Применение лазерных систем в хирургии

Применяя лазерную установку, опытный хирург может провести требуемое оперативное вмешательство:

Из истории лазерных систем

Области применения лазерных установок

Лазерную медицину можно условно разделить на три основных раздела:

Лазер может быть применен для выполнения практически любой хирургической процедуры где нужно удалять, коагулировать, испарять ткань. Хирургические лазерные системы применяются в:

Как показывает практика, наиболее частое применение лазерные медицинские приборы находят в:

Противопоказания для применения лазеров

Некоторые хирургические операции с применением лазера противопоказаны беременным женщинам, людям с открытой формой туберкулеза, заболеваниями крови, патологии щитовидной железы.

Типы хирургических лазеров

Представителями первого типа являются углекислые лазеры немецкой фирмы КЛС Мартин групп МСО 25 plus и МСО 50 plus с длиной волны 10600 нанометров. В качестве активного вещества в них применяется смесь газов: СО-N2-He, генерирующая высокоэффективное излучение. Установки обладают многими преимуществами лазерных приборов для хирургии и имеют широкую область применения. Между собой отличаются только выходной мощностью (на ткани) 25 и 50 Вт. К привлекательным чертам приборов, безусловно, относятся:

Производителем твердотельного неодимового YAG лазера Мартин MY60 с длиной волны 1064 нм также является KLS Martin. Луч инфракрасного диапазона генерируется YAG-кристаллом (иттриево-алюминиевый гранат). Тонкое гибкое кварцевое волокно, через которое проходит излучение, обеспечивает передачу энергии без потерь. Это свойство используется при выполнении высокоточных операций на небольшом участке, позволяет заменять открытые операции эндоскопическими. Модель Мартин MY60 с выходной мощностью 60 Вт применяется в:

Кроме того, Мартин MY60 позволяет применять инновационные хирургические техники такие, как трансуретральные процедуры, без осложнений в виде кровотечения.

Неодимовый Nd YAG лазер Limax 120

Компания KLS Martin (Германия) выпустила новый хирургический неодимовый Nd YAG лазер Limax 120 с длиной волны 1318 нанометров, обладающий уникальными свойствами:

Дополнительно в корпус лазера интегрированы эвакуатор дыма и газовый блок.

Источник

Как применяется лазер в хирургии?

Хирурги для выполнения операций применяют лазерные аппараты средней мощности. Они направленно действуют на проблемную зону, нагревают биологические ткани, рассекая или испаряя их. В ходе оперативных вмешательств, выполненных с помощью лазера, минимально повреждаются ткани.

Разновидности лазеров, применяемых в хирургии

Хирурги с помощью лазера выполняют контактные и бесконтактные оперативные вмешательства. В первом случае лазерные лучи нагревают специальный хирургический наконечник. Он проводит тепло и рассекает ткани. С этой целью используют диодные лазеры.

Для работы в бесконтактном режиме применяют источники, продуцирующие длинные лазерные волны: волоконные, с легированные тулием, эрбием, гибридные лазеры среднего ИК-диапазона. Они испаряют влагу с большинства мягких тканей.

Хирургические лазеры применяют для лечения следующих заболеваний:

Энергию лазера используют для выполнения пластических и реконструктивных операций, косметических процедур, омоложения кожи, липолиза.

Преимущества лазерных вмешательств

Применение лазера для выполнения хирургических вмешательств обладает следующими преимуществами:

Лазерные лучи стерилизуют раневую поверхность, минимально воздействуют на окружающие ткани. После операций, выполненных с помощью лазера, сокращается длительность послеоперационного периода. Лазерные операции совместимы с эндоскопическими и лапароскопическими вмешательствами.

Показания для выполнения операций лазером

Таблица №1. Заболевания, при которых проводят лазерные операции

Лазерные хирурги проводят лечение заболеваний женской репродуктивной системы:

Эти списком не ограничивается диапазон показаний для лечения у лазерного хирурга.

Лазерная эндоскопическая хирургия желудочно-кишечного тракта

Лазерные методики хирурги применяют для лечения злокачественных и доброкачественных новообразований органов пищеварения, остановки кровотечения. Лазер применяют для выполнения разрезов при стенозе и кистах пищеварительных органов. Инновационные лазерные методы, использующие широкий диапазон электромагнитного спектра, новые оптоволоконные системы передачи со специальными наконечниками и новые методы определения ткани позволяют безопасно применять эндосконические лазерные аппараты.

Тепловой лазер предназначен для выполнения эндоскопических вмешательств по поводу рака пищеварительного тракта на поздней стадии. Интерстициальную лазерную фотокоагуляцию используют при лечении метастазов раковой опухоли в печени. Фотодинамическая терапия применяется для эндоскопического лечения дисплазии и небольших новообразований желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы.

Лазерная челюстно-лицевая хирургия

Недавние разработки в области лазерных технологий позволили расширить клиническое использование хирургических лазеров в стоматологии, выполнении косметических оперативных вмешательств на лице и в ротовой полости. Низкоуровневые лазеры используют при проведении лечебных и дезинфекционных процедур.

С помощью лазерных технологий лечат доброкачественные опухоли, рак ротовой полости. Они позволяют бескровно выполнить эксцизионную биопсию. Лазерные процедуры эффективно облегчают симптомы заболеваний ротовой полости.

Лазерная хирургия получает широкое распространение в различных отраслях медицины. Она обеспечивает меньшее кровотечение, короткое время восстановления после операции, обладает минимальными побочными эффектами.

Исходники:

Материал размещен в ознакомительных целях, не является медицинским советом и не может служить заменой консультации у врача.

Эксперт

Палишена Елена Игоревна
Врач-терапевт
Специалист по функциональной диагностике,
сертификат №7523,
диплом о медицинском образовании №36726043

Источник

Какое свойство лазера используется в хирургии

Лазеры применяются в хирургии гортани с 1970-х годов. Если первоначально операции с их помощью проводились лишь в условиях операционной, то в наши дни многие лазерные вмешательства на гортани выполняются амбулаторно. Оригинальный хирургический лазер на диоксиде углерода, СО₂-лазер соединялся с операционным микроскопом при помощи шарнирной ручки, а управлялся микроманипулятором.

Относительно недавно, после прорыва в лазерных и волоконных технологиях, стало возможным доставлять лазерную энергию через волокна, встроенные в гибкий ларингоскоп. Эти открытия произвели настоящую революцию в ларингологии, поскольку проводить операции с применением лазеров теперь можно не только в операционной, но и амбулаторно без общей анестезии.

При проведении операций под наркозом в условиях операционной можно добиться крайне высокой точности всех манипуляций, т.к. операционное поле стабильно и неподвижно. Тем не менее, вследствие упомянутых выше технологических инноваций, многие операции столь же эффективно выполняются амбулаторно.

За счет этого удается избежать общей анестезии, сократить стоимость лечения и для пациента, и для системы здравоохранения, уменьшить продолжительность операции и число осложнений. Амбулаторные операции являются хорошей альтернативой для тех пациентов, которым из-за природы их заболевания приходилось проводить неоднократные повторные операции.

Тем не менее, несмотря на любой технологический прогресс, остаются ситуации, в которых проведение манипуляции в операционной является предпочтительным. К таким ситуациям относится удаление злокачественных новообразований, случаи с прогнозируемым кровотечением, а также крупные образования или распространенный процесс, при которых провести операцию без общей анестезии было бы затруднительным.

Термин «LASER» является акронимом «light amplification by stimulated emission of radiation» или «усиление света посредством вынужденного излучения». Для того, чтобы понять, как работает лазер, и чем лазер одного типа отличается от другого, необходимо разобраться в некоторых терминах и фундаментальных физических принципах работы лазеров. Действие лазеров основано на фотонах, базовых единицах света и излучения. Фотоны не имеют массы и проявляют свойства как волны, так и частицы.

Атомы могут излучать и поглощать фотоны. Фотон является основной единицей лазерного излучения, следовательно, мы может описывать действие лазеров в терминах, принятых для описания волн: частота, амплитуда, длина волны. Частота определяет количество повторений волны в одну секунду, измеряется она в герцах (Гц). Амплитуда представляет собой высоту волны. Длина волны характеризует расстояние между волнами, от нее зависит цвет лазера.

В основе лазеров лежит использование возбудимости атомов, а точнее, их электронов, для создания фотонов. Когда атом поглощает энергию, его электроны переходят в возбужденное состояние. После того, как электрон возвращается в свое исходное состояние, энергия высвобождается в форме фотона (данный процесс называется спонтанным излучением).

Когда возбужденный электрон взаимодействует с фотоном, с энергией, равной разнице между исходным и возбужденным состоянием электрона, фотон переводит данный электрон в исходное состояние, в результате чего происходит выделение еще одного фотона, который по своим свойствам (длина волны, частота, фаза) будет аналогичен первому фотону. Поскольку исходный фотон атомом поглощен не был, к этому моменту существует уже два идентичных фотона. Этот процесс и называется «вынужденным излучением» («stimulated emission»). За счет этого принципа и лазеры обеспечивают создание множества фотонов с одинаковыми свойствами.

Во время операции с применением лазера происходят процессы поглощения, вынужденного излучения и спонтанного излучения. Первоначально атомы получают энергию и переходят из исходного состояния в возбужденное. Этот процесс называется «накачкой» («bumping»).Затем атомы подвергаются вынужденному излучению и продуцируют фотоны, которые отражаются обратно в активную среду лазера.

Некоторые фотоны поглощаются атомами, которые находятся в основном состоянии, некоторые же сталкиваются с возбужденными атомами. Когда фотон сталкивается с возбужденным атомом, происходит процесс вынужденного излучения, в результате чего общее число фотонов увеличивается. Состояние, при котором количество испускаемых фотонов превышает число поглощаемых, называется оптическим усилением. Следствием его является нарастание количества фотонов.

Для того, чтобы добиться оптического усиления, атомов в возбужденном состоянии должно быть больше, чем в исходном, поскольку в противном случае испущенные фотоны будут просто поглощаться другими атомами. Этот принцип критической массы носит название «инверсия электронных населенностей».

Внешний источник энергии, который возбуждает атомы, находящиеся в основном состоянии, называется генератором накачки. Источник атомов, которые подвергаются накачке, называют активной средой, от которой зависит длина волны (т.е. цвет) лазера. Активная среда располагается в пространстве, которое называется оптическим пространством. В зависимости от типа лазера, активная среда может быть газообразной, твердой или полупроводником.

Изменения тканей в зависимости от их расстояния от места случайного попадания лазера.

Изначально образующиеся фотоны распространяются сразу во многих направлениях. Для того, чтобы заставить их двигаться в одном направлении, фотоны отражаются в системе зеркал, или оптическом резонаторе, который расположен внутри оптического пространства. Зеркало позволяет фотонам покидать оптическое пространство в виде пучка лазера или электромагнитного излучения. Испускаемая энергия может иметь вид непрерывной волны или вид импульса.

У большинства лазеров можно настраивать мощность, интервал включения-выключения, длительность импульса, размер и форму лазерного пятна. Мощность определяет количество энергии, которое испускает лазер, измеряется она в ваттах (Вт). Количество излученной или поглощенной энергии называется энергией излучения, которая измеряется в джоулях (Дж) и отображает передаваемую мощность за единицу времени.

При рассмотрении значения передаваемой мощности имеет значение площадь, на которую происходит воздействие (размер пятна). Изменить размер пятна углекислотного лазера можно либо напрямую, либо изменением фокусного расстояния операционного микроскопа. При использовании гибкого лазера размер пятна увеличивается по мере приближении к ткани. Интенсивность излучения — энергия, уносимая полем от источника в единицу времени. Соответственно, плотность энергии, т.е. общее количество энергии, поглощенное площадью поперечного сечения, определяет распределение энергии над определенной областью.

Следовательно, при приближении волокна к ткани радиус действия уменьшается, а интенсивность и поток энергии значительно возрастают. В конечном итоге, все эти принципы важны потому, что энергия света трансформируется в тепло, которое воздействует на клеточные структуры. Степень нагревания тканей определяет выраженность их повреждения.

Наконец, на степень воздействия лазера на ткани можно влиять не только изменением мощности и размера пятна, но также изменяя ширину пучка или продолжительность воздействия. Работа лазера в непрерывном режиме означает, что в любой момент времени количество выдаваемой им энергии одинаково. Для того, чтобы минимизировать воздействие на окружающие ткани, энергия может доставляться в виде отдельных импульсов. Длительность импульса при этом должна быть меньше, чем время, которое необходимо для передачи тепла на окружающие ткани. Период, необходимый для рассеивания тепловой энергии, называется временем тепловой релаксации.

Период тепловой диффузии, т.е. время, за которое тепло проникает в ткань, определяется свойствами конкретной ткани: плотностью, содержанием воды, особенностями теплового излучения. Если ширина импульса меньше, чем период диффузии или релаксации, происходит удержание тепла. Для уменьшения зоны некроза и повреждения окружающих тканей ширина импульса должна быть меньше чем период диффузии или релаксации.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Лазерная хирургия

Как именно действует лазер?

Благодаря своим физическим характеристикам лазерное излучение может фокусироваться в точку, где концентрируется большая энергия, достаточная для того, чтобы рассечь или испарить живую ткань за очень короткий промежуток времени (микросекунды). Как правило, лазерные операции осуществляются «бескровно», надрез делается очень аккуратно и точно, а раны после лазерного хирургического воздействия длительное время остаются стерильными и быстро заживают не за счет формирования рубца, а посредством восстановления нормальной структуры кожи. Использование лазерного излучения в амбулаторной практике позволяет воздействовать на больные участки максимально щадяще, не затрагивая окружающие здоровые ткани и полностью удаляя патологию. В области раны не образуется отек, а значит, послеоперационный период безболезненный. Кроме того, нет риска заразиться такими инфекциями как ВИЧ или гепатит, потому что нет контакта с хирургическими инструментами. И, наконец, не нужно накладывать и, соответственно, снимать швы.

При каких заболеваниях можно применять лазер в амбулаторных условиях?

Лазерные технологии очень эффективны при лечении следующих состояний и патологий:

Каковы противопоказания для применения лазерных методов лечения?

Только хирург, который будет проводить операцию, может точно определить показания и противопоказания к выполнению тех или иных манипуляций с использованием лазерного излучения. При этом учитывается как характер заболевания, так и общее состояние различных органов и систем пациента. Специальной подготовки больных к операции с применением лазера в неосложненных случаях не требуется. Однако при сопутствующих тяжелых патологиях нужна консультация и заключение основного лечащего врача, и при необходимости назначается индивидуальная подготовка (это могут быть транквилизаторы или седативные препараты, противоастматические средства и т.д.)

И все же, необходимо сказать о некоторых специфических противопоказаниях к использованию лазера. К ним относится ряд злокачественных образований кожи, большие доброкачественные (больше 2 см.) или новообразования невыясненной природы. Не стоит делать операцию при лихорадочных состояниях и болезнях нервной системы с повышенной возбудимостью, при повышенной чувствительности к инфракрасному излучению. Также относительными противопоказаниями могут быть сахарный диабет и нарушения свертываемости крови. Тем не менее, окончательное решение по поводу возможности или невозможности использования лазера должен принимать только врач.

При грамотном использовании, в руках опытных и квалифицированных докторов, которые правильно и целенаправленно управляют энергией лазера, процедуры с помощью современных лазерных систем безопасны для нуждающихся в применении данной технологии пациентов.

Консультация врача хирурга

Чтобы узнать, можно ли в Вашем случае применять лазерную хирургию, позвоните в клинику «Семейная» и запишитесь на консультацию к врачу

Единый контактный центр

Запись на прием к специалисту в клинику «Семейная»

Заполните всего два поля в форме ниже, наш администратор свяжется с Вами для подтверждения данных и удобного времени

В данный момент нет активных акций по данному направлению.

Источник

Применение лазера в хирургии

Лазер в хирургии

Вступление

Как показано в таблице, среди обычно используемых лазеров есть лазер на иттрий-алюминиевом гранате, легированном эрбием (Er: YAG), диодный лазер, аргоновый лазер, легированный неодимом иттрий-алюминиевый гранат (Nd: YAG). ) твердотельный лазер, и газовый лазер на CO2. Эти лазеры проникают в ткани только на небольших расстояниях и приводят к тонким и точным разрезам в хирургии. Лазерная технология была представлена ​​нейрохирургическому сообществу австрийским нейрохирургом в 1976 году.

Типы лазеров, используемых в хирургии

Лазеры используются в хирургических или бесконтактных хирургических операциях. В первом случае лазерное излучение нагревает специальный хирургический наконечник, который, в свою очередь, используется для иссечения тканей за счет теплопроводности. Для этого метода работы подходят диодные лазеры. В качестве альтернативы, в бесконтактном режиме длина волны лазерного источника выбирается для использования большого количества воды в большинстве мягких тканей. Волоконные лазеры, легированные тулием, волоконные лазеры, легированные эрбием, и гибридные лазеры среднего ИК-диапазона подходят для этого рабочего метода. В некоторых областях медицины изучается множество систем лазеров, таких как лечение рака и удаление опухолей, операции на головном мозге, эпилепсия и др. кардиология и фибрилляция предсердий, литотрипсия, дерматология, омоложение кожи и липолиз.

Методы

Удаление опухоли

Фотохимические реакции в конечном итоге производят токсичные радикалы и вызывают гибель тканей, вызывают нагрузку на ткани и фрагментацию, а также вызывают нагревание, свертывание крови и гибель клеток. Почти столетие назад фотодинамический метод был разработан для более точного воздействия на опухолевые клетки. Это лечение включает использование фотосинтетического препарата с последующим освещением желаемой области видимым светом, пропорциональным длине волны поглощения фотосинтетического препарата. Фотосинтезатор, который сначала формирует одно возбужденное состояние, а затем триплетное состояние, генерирует реактивный кислород, который является деструктивным для неопластических клеток. Селективная фототермическая терапия использует лучшие «светопоглощающие красители» для усиления лазерного разрушения опухолевых клеток.

Сердечно-сосудистая хирургия

Лазерная ангиопластика с использованием аргонового лазера открывает непроходимый просвет артерии. Лазерная ангиопластика периферических артерий под местной анестезией выполняется в нижней части под ангиоскопическим контролем. Лазерная коронарная ангиопластика также выполняется одновременно с АКШ для пациента с коронарным стенозом. Клинически отличные долгосрочные результаты были получены при периферической артерии и коронарной лазерной ангиопластике. С лазером не было никаких осложнений. Таким образом, возможность применения лазера была подтверждена, и лазерная ангиопластика рекомендуется пациентам с атеросклеротическими изменениями, особенно для мелких сосудов. В голосовании LAVA использовались различные лазеры, такие как Nd: YAG, диодный лазер и CO2-лазер. Эти лазеры используются вместе с различными типами белковых смесей, используемых в качестве сварных швов и / или красителей, для создания анастомоза с достаточной эффективностью, чтобы противостоять физиологическим изменениям артериального давления.

Катетер с лазерным баллоном, обычно эндоскопический метод абляции, используется для лечения фибрилляции предсердий. Диодный лазер с длиной волны 980 нм, расположенный в центральном просвете, выполняет абляцию. Энергия лазера излучается под углом 90 градусов к крышке стержня катетера и обеспечивает круговую абляцию вокруг каждой легочной вены. Оксид дейтерия не поглощает лазер, затем он проникает через ткань за эндотелием, а молекулы воды поглощают его, вызывая тепловой шок и коагуляционный некроз. Доставляемую энергию можно описать путем изменения мощности (до 5,5 Вт) на нескольких заранее определенных уровнях.46 В зависимости от того, какая сердечная стенка нацелена, уровни энергии меняются. Для этой цели обычно используются лазеры Nd: YAG.

Сравнивая эффекты различных уровней энергии, некоторые исследования показывают, что использование более высоких уровней энергии увеличивает изоляцию легочных вен с более низкой частотой повторной фибрилляции предсердий и без ущерба для безопасности. В последнее время эндоваскулярные вмешательства, такие как атерэктомия и баллонная ангиопластика, были клинически проводились для лечения периферических атероматозных бляшек и коронарных артерий.

Челюстно-лицевая хирургия

Дерматология, липолиз и реконструктивная хирургия

Особые свойства лазеров в структурах-мишенях и слоях тканей сделали их важным методом реконструктивной хирургии и лечения против старения путем создания новых систем образования коллагена с использованием лазеров CO2 и Er: YAG для нацеливания на определенные участки дермы. Эти системы значительно разрушают эпидермис и вызывают такие побочные эффекты, как инфекция и эритема. Лазеры без возбуждения, такие как Nd: YAG и диоды, излучаемые в основном инфракрасным светом, лучше всего подходят для решения этих проблем. Эти системы нацелены на воду в дерме, которая нагревает коллаген в процессе и заставляет его регенерировать. Система, которая охлаждает эпидермис, предотвращает испарение воды и, как следствие, образование внешних рубцов.

Лазерный липолиз становится все более популярным методом косметической хирургии, в котором используется оптическое волокно, поскольку меньшая канюля дает меньшие разрезы, что приводит к меньшему кровотечению и меньшему образованию рубцов. Лазеры с длиной волны 920 нм имеют самый низкий коэффициент поглощения в жировой ткани и поэтому проникают в более глубокие слои ткани, но лазеры с длиной волны в диапазоне 1320-1444 нм имеют самый высокий коэффициент поглощения в жировой ткани и, таким образом, обеспечивают большее проникновение. Nd: YAG-лазеры более широко используются в липолизе, потому что применение этих типов лазеров изменяет поглощение энергии и среднюю температуру на разную величину коэффициента поглощения жира по сравнению с другими тканями. В этом методе; Сообщается о меньшем повреждении тканей, а также коагуляции мелких кровеносных сосудов71 и значительном уменьшении кровопотери (54%) по сравнению с традиционными методами.

Способность лазеров избирательно воздействовать на патологические сосуды делает их основным источником для лечения сосудистых дефектов (например, пятен от портвейна). До лазерного лечения было не так много методов лечения этих аномалий. В настоящее время для этой цели используются лазеры, которые предпочтительно поглощаются гемоглобином, а не меланином, и травма слегка проникает в эпидермис. Недавно были представлены лазеры с большей длиной волны и их способность проникать глубже в ткани.

Выводы

Результаты данного обзора показывают, что лазерная хирургия широко распространена в медицине. Этот подход связан с меньшим кровотечением, коротким временем восстановления после операции и меньшими побочными эффектами.

Источник