Возможности использования лазерного излучениях при операциях на сетчатке

Использование лазера при операциях на сетчатке

Дата написания статьи: 31.01.2024 Колличество просмотров: 287
()


Научно‑технический прогресс развивается семимильными шагами. Не осталась без внимания и офтальмологическая отрасль медицины. В частности, это касается лазерных методов лечения различных заболеваний глаза и его придаточного аппарата.

Изначально офтальмологи заметили, что воздействие неодимовым иттрий‑алюминий‑гранатовым лазером (Nd: YAG‑лазер) вызывает изменение коллагеновых структур стекловидного тела, приводят к его оводнению и вакуолизации, благодаря ионизации и активации окислительных процессов. Воздействие данного лазера на стекловидное тело сопровождается также разжижением его структуры, появлением энзимов и усилением гидроциркуляции внутри него.

Авторы считают, что лазерное воздействие не только устраняет изменения в стекловидном теле, но и препятствует их развитию. Биологические ткани в зависимости от их особенностей неодинаково поглощают лазерное излучение разной длины волны. Глубина проникновения света увеличивается при переходе от ультрафиолетового (УФ) излучения до ближнего инфракрасного (ИК) диапазона с 1,0 до 2,5 мм, а в среднем и дальнем ИК диапазонах резко снижается до 0,3–0,5 мм.

Глубина проникновения излучения в биологические ткани с интенсивностью, достаточной для возникновения клинически значимых фотобиохимических и термодинамических эффектов, зависит от наличия и соотношения концентраций основных фотохромов (вода, меланин и гемоглобин), длины волны, мощности излучения и его временно‑пространственных характеристик.

Таким образом, тщательный выбор параметров лазерного излучения, с учетом степени поглощения облучаемой ткани, позволяет достигнуть оптимального биологического эффекта.

Воздействие лазерного луча на организм

Биологические эффекты лазерного излучения определяются длиной волны, частотой, энергией светового излучения, временем воздействия, а также биологическими и химическими особенностями облучаемых тканей.

Принято выделять следующие основные направления использования лазеров в офтальмологии по их механизму действия:

  • Фотодеструкция (фотодисцизия) — в основе лежит электрооптический «пробой» ткани, возникающий вследствие высвобождения большого количества энергии в ограниченном пространстве. В точке воздействия лазерного излучения образуется плазма, что приводит к созданию ударной волны и микроразрыву ткани.
  • Фотоабляция (фотодекомпозиция) — в основе лежат нелинейные процессы. Суть фотоабляции заключается в дозированном удалении биологических тканей.
  • Фотоиспарение и фотоинцизия — эффект заключается в испарении ткани в результате длительного теплового воздействия.
  • Лазеркоагуляция — в основе лежит кратковременное термическое воздействие лазерного излучения на ткань, сопровождающееся формированием на этом месте ожога с последующим образованием рубца.
  • Лазерстимуляция — в основе лежат сложные фотохимические процессы в тканях, возникающие при взаимодействии лазерного излучения, в результате которых проявляются противовоспалительный, десенсибилизирующий, рассасывающий эффекты, а также имеет место стимулирующее влияние на процессы репарации и трофики.
  • Лазерстимуляция в офтальмологии применяется с терапевтической целью и не получила такого широкого распространения как фотодеструкция, фотоабляция, фотоинцизия, лазеркоагуляция, которые используются для хирургических целей.

Как доставляется лазерное излучение к тканям

Широкое распространение лазерных технологий в офтальмологии было бы невозможным без системы лазерной доставки. В то время как рубиновый лазер был адаптирован к монокулярному прямому офтальмоскопу, последующие поколения лазеров стали адаптировать к непрямому офтальмоскопу, щелевой лампе и операционному микроскопу.

Сочетание лазеров со щелевой лампой улучшило доставку лазерного излучения, особенно для его применения в области заднего полюса глаза, что позволило проводить лечение широкого спектра заболеваний сетчатки и хориоидеи в амбулаторных условиях. С появлением оптоволокна стала развиваться эндолазерная фотокоагуляция, при которой лазерный луч доставляется зондом, помещенным в витреальную полость, непосредственно к внутренним оболочкам глаза. Данная технология существенно сократила время лечения и улучшила результаты витреоретинальной хирургии.

Непрерывный прогресс в понимании взаимодействия лазера и ткани, а также достижения в лазерных технологиях вместе с открытием различных механизмов реакции тканей продолжают обеспечивать повышение точности и избирательности глазной лазерной терапии, хирургии и позволяют разрабатывать новые стратегии лечения, которые будут рассмотрены ниже.

«Лазерный скальпель»

Лазер может работать по принципу скальпеля, то есть рассекать биологические ткани без кровоизлияний. Существуют десятки типов лазеров (СО2‑лазер, Nd:YAG‑лазер, УФ‑эксимерный лазер, фемтосекундный лазер и т. д.) обладающих такой характеристикой, в основе которой лежат ранее указанные механизмы воздействия лазерного излучения на биологические ткани: фотодеструкция, фотоабляция, фотоинцизия.

Понятие «лазерный скальпель», «лазерный нож» напрямую связано с изобретением в 1964 году C.K. Patel СО2‑лазера, который получил широкое распространение за счет высокоэнергетического лазерного излучения, в первую очередь в промышленности и только потом в медицине.

СО2‑лазер (длина волны 10,6 мкм) активно используется в хирургической практике по причине характерных особенностей заживления операционных ран после воздействия лазерного излучения. Заключаются они в сокращении экссудативной фазы воспаления, раннем формировании грануляционной ткани, отсутствии грубой рубцовой ткани на месте воздействия.

Все вышеуказанное послужило морфологическим обоснованием широкого применения СО2‑лазера в различных областях хирургии. В последнее время наиболее активно данный лазер применяется в гинекологии, стоматологии, дерматовенерологии, эндоскопической хирургии. В офтальмологии углекислотный лазер используется в окулопластике, в офтальмоонкологии при операциях по удалению доброкачественных и злокачественных новообразований на веках и конъюнктиве.

В1980 году R. Srinivasan при испытании воздействия на различные органические материалы недавно разработанного эксимерного лазера с длиной волны 0,193 мкм случайно обнаружил, что кратер при воздействии на биологическую ткань лазерным излучением имеет достаточно ровные и чистые края без термического поражения, а размеры кратера были сформированы с недостижимой ранее точностью 0,2 мкм. S. Trokel и F.L`Esperance в 1983 году впервые применили данный лазер вместо скальпеля при кератотомии, а в последующем стали использовать его при фоторефрактивной кератэктомии.

Еще одним революционным шагом в рефракционной хирургии стала разработка фемтосекундного лазера для рассечения лоскута роговицы, впервые примененная группой Tibor Juhasz`s в 1998 году. Однако его на практике применяют только для переднего отрезка глаза в рефракционной, роговичной хирургии (удаление лентикулы, формирование карманов для интрастромальных колец, пересадка роговицы в различных ее вариантах) и для фемтосопровождения ультразвуковой факоэмульсификации катаракты (формирование парацентезов и основного разреза в роговице, капсулорексиса, дробление ядра на фрагменты). Это связано с его низкой проникающей способностью в ткань толщиной 0,2 мкм.

Все вышеуказанные лазеры, работающие по принципу «лазерного скальпеля», несмотря на хорошие показатели по резанию тканей глаза, не получили применения в витреоретинальной хирургии, при которой существует необходимость в такого рода лазерах, особенно при диабетической ретинопатии, пролиферативной витреоретинопатии, ретинопатии недоношенных, тракционных отслойках сетчатки, эпиретинальных фиброзах. При таких заболеваниях требуется прецизионный разрез преретинальных мембран, их отделение от сетчатки без ее повреждения или выполнение ретинотомии без повреждения хориоидеи.

Наиболее значимой проблемой, ограничивающей применение данных лазеров в витреоретинальной хирургии, является отсутствие системы доставки к заднему полюсу глаза и системы фокусировки излучения в пятно малого диаметра, которая должна обеспечивать прецизионное, селективное рассечение тканей с разрешением порядка 10–100 мкм. В витреоретинальной хирургии для достижения точности манипуляций, уменьшения интраоперационных осложнений применяются инструменты, в частности, волноводы для эндоосветителей и эндолазеров, которые должны быть гибкими и небольшого размера (наружный диаметр наконечника волновода не более 530 мкм, что соответствует современным стандартам эндовитреальной хирургии — 25G).

Говоря про ИК волоконную оптику, в основном подразумевают оптические волокна и волноводы для трансляции излучения в диапазоне 2–20 мкм, которые по своим физико‑химическим свойствам подразделяют на три основные группы: стекловолокна (Glass fiber), кристаллические волокна (Crystalline) и полые волноводы (Hollow Vaweguide, HWG), которые, в свою очередь, можно классифицировать по материалу и (или) структуре, а также по потерям пропускания.

Определенный успех достигнут при разработке гибких полых волноводов, состоящих из металлического (Ag) и диэлектрического покрытия (AgI). Однако к недостаткам полых волноводов необходимо отнести значительные потери на пропускание при уменьшении диаметра отверстия, что создает ограничение при использовании их в качестве гибких волноводов, необходимых для витреоретинальной хирургии (диаметр отверстия должен быть < 200 мкм при наружном диаметре < 500 мкм). Одной из проблем полых волноводов является также необходимость герметизировать их дистальный конец от попадания во внутреннее отверстие жидкости или продуктов абляции во время проведения эндовитреальных операций.

Подведём итоги

Современная лазерная хирургия достигла больших успехов в офтальмологии, что подтверждается многочисленными результатами исследований. Прогрессивное развитие лазерных технологий и витреоретинальной хирургии привели к закономерной взаимной интеграции этих областей. В связи с этим были разработаны лазерные системы, работающие по принципу «лазерного скальпеля». Наиболее успешным стал прототип на основе Er:YAG‑лазера. Основной задачей внедрения «лазерных скальпелей» в витреоретинальную хирургию является достижение высокой прецизионности при работе со стекловидным телом и сетчаткой, чтобы максимально уменьшить ее повреждение для сохранения зрительных функций. Однако существует ряд проблем при использовании Er:YAG‑лазера. Это, в частности, образование пузырей пара, затрудняющих визуализацию рабочей зоны, неконтролируемое фокусное расстояние лазерного излучения и глубина реза.

В связи с этим необходимо провести поиск наиболее подходящего лазерного излучения, которое позволит проводить тонкие резы на сетчатке и сосудистой оболочке с высокой точностью, минимальным повреждением окружающих тканей и достаточной степенью коагуляции для профилактики кровоизлияний. Подобный лазер даст возможность выполнять операции на заднем отрезке глаза с меньшим риском интра‑ и послеоперационных осложнений, а также с лучшими анатомическими и функциональными результатами.

При дальнейшем развитии такой подход к лазерной абляции с использованием излучения в среднем ИК‑диапазоне может стать альтернативой механическим инструментам для хирургического рассечения и удаления патологических тканей с поверхности сетчатки. Чтобы работать с наибольшей точностью, необходимы разные конструкции эндозондов. Дальнейшие исследования необходимы для развития такой лазерной системы и определения ее окончательной роли в витреоретинальной хирургии.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка / 5. Количество оценок:

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.




Задать вопрос
Фамилия Имя Отчество *
Пожалуйста, заполните это поле
Ваш e-mail *
Пожалуйста, заполните это поле
Ваш вопрос, комментарий *
Пожалуйста, заполните это поле
Отправить