Лазерна хірургія є динамічно розвивається галуззю знань. Цей розділ хірургії базується:
- на постійно удосконалюються фундаментальних наукових уявленнях про фізичну суті явища;
- на всебічний розвиток прикладних аспектів стосовно ендоскопічним оперативних втручань, а також хірургічним дій, виконуваних за допомогою відкритого доступу;
- на систематичному появі нових конструкцій пристроїв для доставки лазерного випромінювання до об'єкту оперативного втручання;
- на розробку прогресивних технологій виготовлення хірургічних інструментів для впливу лазерного випромінювання на тканини;
- на постійному вдосконаленні захисних засобів для членів хірургічної бригади.
Механізм хірургічного дії лазерного випромінювання на тканини
Дія лазерного променя на біологічні тканини засноване на наступних ефектах:
- енергія монохроматичного когерентного світлового пучка різко підвищує температуру на відповідному обмеженому ділянці тіла;
- тепловий вплив поширюється на дуже невелику площу, так як ширина сфокусованої пучка становить 0,01 мм; в «опромінюється» місці температура підвищується до 400 ° С;
- в результаті «точкового» впливу високої температури патологічний ділянку миттєво згорає і випаровується.
Наслідком впливу лазерного випромінювання є:
- коагуляція білків живої тканини;
- перехід тканинної рідини в газоподібний стан;
- руйнування тканини, що утворюється вибуховою хвилею.
Особливості біологічної дії лазерного випромінювання залежать від наступних факторів:
1. Довжина хвилі.
2. Тривалість імпульсів.
3. Структура тканини.
4. Фізичні властивості опромінюваної тканини (пігментація, товщина, щільність, ступінь наповнення кров'ю).
При збільшенні потужності лазерного випромінювання прямо пропорційно зростає сила і глибина його впливу па тканини.
До теперішнього часу розроблені десятки типів лазерів, призначених для виконання різноманітних хірургічних операцій.
Хірургічні лазери розрізняють за наступними показниками:
- довжина хвилі;
- модальність (безперервна або переривчаста генерація світлової енергії);
- спосіб підведення випромінювання до тканин (контактний або безконтактний).
При використанні лазерного випромінювання в процесі операції члени хірургічної бригади повинні використовувати спеціальні захисні окуляри і рукавички.
Поверхня хірургічних інструментів повинна бути матовою, яка виключає відображення лазерного променя з можливістю пошкодження сітківки очей хірурга.
Феномен абляції, що розвивається при взаємодії лазерного випромінювання з живими тканинами, є складним і до теперішнього часу недостатньо вивченим явищем.
Термін «абляція» має наступні тлумачення:
- «видалення» або ампутація »;
- «розмивання» або «танення».
Розрізняють такі механізми взаємодії лазерного випромінювання з біологічними тканинами.
- Довжина хвилі - 1064 нм.
- Глибина проникнення випромінювання - до 5-7 мм.
При взаємодії випромінювання лазера з живою тканиною процеси розвиваються в такій послідовності:
1. При температурі до 43 ° С енергія фотонів лазерного випромінювання перетворюється в теплову, але термічні ураження тканини оборотні.
2. Коагуляція тканин починається після досягнення температури близько 55 "С.
3. При підвищенні температури до 100С розмір зони некрозу тканин поступово збільшується.
4. Перевищення рівня 100 "З супроводжується інтенсивним випаровуванням води і термічним розпадом органічних молекул (піролізу).
5. Перевищення температури 300 ° С призводить до горіння поверхневих шарів з виділенням диму. При цьому продукти згоряння осідають на поверхні формується абляціонного кратера (рис. 40).
- Довжина хвилі - від 3 до 10 ім.
- Глибина проникнення в тканини - до 8-12 мм.
Дія цього механізму забезпечується інфрачервоними лазерами (ССулазер). Найбільш яскраво цей механізм проявляється при впливі на м'які водосодержащие тканини.
1. Швидкий безпосередній розігрів міжтканинної рідини при досягненні температури 50-70 ° С.
2. Опосередковане збільшення температури наведених компонентів тканини.
3. При досягненні температури 100 ° С і вище відбувається вибуховий випар тканинної рідини. Водяна пара разом з фрагментами тканинних структур вивергається за межі зони впливу.
4. Формується глибокий абляціонний кратер.
Ефективність абляції (маси тканинного мате- ріалу, що викидається з кратера назовні за одиницю часу) прямо пропорційна потужності лазерного випромінювання. Тому для збільшення швидкості видалення тканин потужність лазерного впливу слід збільшити, а для зупинки кровотечі або досягнення абластіческого ефекту потрібно відносно невелика енергія лазерного випромінювання.
Встановлено, що частина розігрітого матеріалу у вигляді розплаву є своєрідним резервуаром тепла, переданого за межі кратера.
Таким чином, зазначений механізм дії лазерного випромінювання необхідно використовувати для досягнення максимальної абляції, що супроводжується незначними термічними ушкодженнями тканин. Лазери з такими характеристиками використовують для розтину наступних тканин:
- шкіри;
- м'язів;
- стінки порожнього органа (жовчного міхура, сечового міхура, тонкої або товстої кишки).
Зі зниженням питомої потужності лазерного випромінювання товщина шару «розплаву» зменшується, а з підвищенням потужності збільшується. Однак товщина термічно коагульованої тканини зазвичай недостатня для надійного гемостазу.
Для поєднання ефективного розсічення тканин з надійною зупинкою кровотечі необхідно одночасно впливати на тканини променями лазерів, націлених в одну точку:
- один лазер забезпечує розсічення тканин;
- другий лазер необхідний для надійного гемостазу.
- Довжина хвилі - 70-100 нм.
- Глибина проникнення в тканини - 3-6 мм.
Цей механізм принципово не відрізняється від механізму 2.
Під дією потужних, перевищують поріг абляції, імпульсів лазерів розвиваються такі фази процесу:
1. опромінюють матеріал розплавляється.
2. Зруйновані тканини вивергаються з кратера.
Зазначений механізм дії призначений для впливу на такі тканини:
- кістка;
- емаль зубів;
- дентин зубів.
При впливі лазерного випромінювання на тверді тканини, їх розігрів і розплавлення відбуваються одночасно з розвитком процесу постійного вибухового випаровування ( «термальний» або «випарний» тип абляції).
Лазери, що забезпечують дію механізму 3, доцільно використовувати для розтину:
- кісток;
- хрящової тканини.
При моделюванні даного механізму взаємодії лазерного випромінювання з тканинами можливо роздрібнення каменів в просвіті порожнистих органів (сечового міхура, сечоводу, жовчного міхура).
Робота лазера при реалізації описаного механізму дії вимагає суворого дотримання заданих енергетичних параметрів через можливість небажаних механічних і термічних ушкоджень органів.
- Довжина хвилі - від 193 до 300 нм.
- Глибина проникнення в тканини - 2-9 мм.
Функціонування цього механізму забезпечують лазери, що працюють в ультрафіолетовій частині спектру. Найбільший практичний інтерес представляють так звані ексимерні лазери:
Механізм дії ексимерних лазерів має такі особливості:
1. Випромінювання ексимерних лазерів (тобто лазерів, що використовують енергію збуджених димерів - молекул Аг2, F. Хе2, кг2) інтенсивно поглинається неводними компонентами м'яких і твердих тканин.
2. Енергія фотонів в ексимерних лазерах в 10-15 разів вище.
3. Вода практично пе поглинає енергію ексимерних лазерів.
При взаємодії променя лазера з тканинами процес розвивається в певній послідовності:
- спочатку відбувається швидке руйнування молекул на окремі фрагменти;
- потім фрагменти молекул вибухового вивергаються назовні з утворенням абляціонного кратера. Виверження відбувається з настільки високою швидкістю, що більша частина теплової енергії не встигає передаватися на стінки кратера. В результаті утворюється дуже тонкий шар розплаву по краях кратера ( «холодна» абляція), а більша частина теплової енергії викидається назовні.
З урахуванням мінімального травматичної дії на навколишні тканини ексимерні лазери можна застосовувати для наступних дій:
- ендоваскулярне видалення атеросклеротичних бляшок;
- розсічення окістя і кістки;
- розсічення хряща;
- прецизійні операції на оболонках очного яблука.
Способи підведення лазерного випромінювання до тканин
Лазерне випромінювання до тканин можна підводити до тканин двома способами:
1. Безконтактний спосіб:
- передача випромінювання через систему лінз і діафрагм;
- передача випромінювання через рухливу систему дзеркал і фокусуючу лінзову насадку;
- підведення променя через гнучкий порожнистий світловод із дзеркальною поверхнею;
- використання гнучкого кварцового світловода;
- поєднання гнучкого кварцового світловода з котра фокусує оптичною системою.
2. Контактний спосіб:
- безпосереднє зіткнення вістря заточеного наконечника світловода з поверхнею тканин.
Световод для підведення лазерного випромінювання до тканин являє собою гнучкий кабель, стінка якого складається з наступних шарів:
1. Зовнішній - тефлоновий.
2. Середній - металевий.
3. Внутрішній - напівпровідниковий.
Напівпровідниковий шар є відбивачем для лазерного променя, що проходить по внутрішньому каналу. Поверхня внутрішнього каналу охолоджується струменем вуглекислого газу. Металевий робочий кінець світловода закінчується звуженим соплом.
Використання лазерного випромінювання для з'єднання (зварювання) тканин
З'єднання кінців нервів
Для з'єднання кінців нервів найбільшими перспективами володіють лазери, що забезпечують мінімальну травматизацію епіневрій і виключають термічне ураження аксонів.
Послідовність дій при «лазерної зварюванні»-решт нервів наступна:
1. Стиковка центрального і периферичного кінців нерва з диастазом не більше 1 мм.
2. Накладення на зону дефекту декількох (2-3) шарів фибриновой плівки.
3. Циркулярная обробка місця з'єднання променем лазера.
З'єднання кінців судин
Найбільш придатним для цієї мети є лазер, який забезпечує незначне по глибині (не більше 125 мкм) плавлення поверхневих структур. Послідовність дій при лазерної зварюванні решт судин:
1. Накладення Г-образних судинних затискачів для тимчасового припинення кровотечі.
2. Зближення кінців судини 3-4 вузловими швами-держалкамі, розташованими на рівній відстані один від одного по довжині кола.
Указані шви грають роль своєрідних «напрямних». Накладення превентивних швів крім фіксації кінців судин забезпечує прилягання інтими до інтимі (евертірованіе).
3. Циркулярное накладення на місце з'єднання своєрідного «припою». Одним з перспективних варіантів «припою» є 50% альбумін. Для посилення ефекту поглинання лазерного випромінювання зону з'єднання тканин змочують кров'ю пацієнта, тушшю або ізотілціанатом флгооресцеіна.
4. Вплив на зону з'єднання променем лазера. Експозиція визначається дослідним шляхом і може тривати від кількох секунд до кількох десятків секунд.
Плавлення і застигання припою на зразок клею забезпечує:
- механічно міцне з'єднання кінців судин;
- захист глубжерасположенних шарів (зокрема, інтими) від термічного пошкодження.
5. Розміщення поверх припою в зоні з'єднання циркулярної накладки з аутофасціі (формування своєрідної «муфти»).
6. Приєднання країв муфти до поверхні судини за допомогою «лазерного зварювання».
7. Для зміцнення «робочої» зони над нею вузловими швами з'єднують прилеглі тканини (краю м'язів, краю соединительнотканного футляра судинно-нервового пучка, краю власної фасції).
8. Зняття Г-образних затискачів для відновлення кровотоку.
Для попередження руйнування місця з'єднання кінців судини за рахунок гемодинамического уда ра спочатку знімають периферичний затискач, а тільки потім центральний.
З'єднання кінців кишки
Для накладення зварного кишкового анастомозу найбільш придатний аргоновий лазер, що забезпечує «прогрівання» тканин в місці з'єднання на значну глибину. Це пов'язано з тим, що міцність кишкового шва забезпечує з'єднання підслизового шару, а герметичність - відновлення цілості серозної оболонки.
Послідовність дій при з'єднанні решт:
1. Через окремий прокол стінки кишки в її просвіт вводять вкладиш (стент).
2. Краї кишки з'єднують вузловими крайовими наскрізними кетгутовимі швами, накладеними на відстані 10-16 мм один від одного. Ці шви забезпечують механічну фіксацію країв кишки і їх інвертування для збереження безперервності серозної оболонки.
3. На місце з'єднання накладають «припій» (50% альбумін). Для посилення ефекту поглинання лазерного випромінювання місце з'єднання тканин змочують кров'ю пацієнта, тушшю або ізотілціанатом флюоресцеіна.
Для ефективного впливу лазерного випромінювання слід виключити висихання тканин. Потрібно постійно стежити за виразністю виступу припою.
Температура в зоні зварювання тканин не повинна перевищувати 89-90 "С. При перевищенні цих показників міцність з'єднання різко знижується.
Ні в якому разі не можна допускати обвуглювання тканин в зоні з'єднання.
4. Поверх припою в зоні з'єднання циркулярно розміщують накладку з аутофасціі (у вигляді своєрідної «муфти»).
5. Краї «муфти» фіксують до поверхні кишки за допомогою лазерного зварювання.
6. Для зміцнення «робочої» зони на стінку кишки в сумнівних ділянках слід накласти вузлові сіро-серозні шви Ламбера.
7. Дефект стінки кишки після виведення стента вшивають звичайним способом.
Метод коблаціі заснований на використанні властивостей електро-провідної рідини (наприклад, ізотонічного сольового розчину) в просторі між електродом і тканиною.
При створенні високої напруги між електродом і тканиною електропровідний рідина перетвориться в іонізований шар пара - плазму. В результаті напруги градієнта в шарі плазми, заряджені частинки прискорюються в напрямку тканини. Ці частинки набувають енергії, достатньої для руйнування молекулярних зв'язків в структурі тканини. Зазначене молекулярне розщеплення призводить до об'ємного видалення тканини. Через обмежену переміщення прискорених частинок в плазмі, молекулярне розщеплення відбувається тільки в поверхневому шарі. В результаті застосування методу коблаціі супроводжується руйнуванням тканини тільки в заданому обсязі при мінімальному некрозі сусідніх структур.
Енергія, що розвивається частками плазми, залежить від поєднання ряду факторів:
- кількості електродів;
- їх розмірів і геометричних характеристик;
- площі робочої поверхні електродів;
- електричної провідності рідини;
- напруженості рідини.
Даний метод призводить до надзвичайно малим глибинним колатеральним пошкоджень тканини. Це зумовлює можливість його застосування для прецизійних дій (наприклад, скелетирования нерва без руйнувань навіть окремих нервових волокон).
Переваги методу коблаціі:
- Використовується щодо низькотемпературна плазма.
- Чи не відбувається перегрівання сусідніх тканин.
- На відміну від імпульсного лазерного режиму за допомогою методу коблаціі можливо безперервне вплив на тканини.
- Ефективність методу коблаціі значно вище, ніж при використанні ексимерних лазерів.
Використовуючи залишкову енергію прискорених частинок, біполярний метод коблаціі дозволяє одночасно з видаленням тканин виробляти коагуляцію дрібних кровоносних судин в смеясних зонах.
За рахунок зменшення різниці напруги нижче рівня освіти плазми і молекулярного розщеплення можлива коагуляція у відносно великих кровоносних судинах.
Г. М. Семенов
Сучасні хірургічні інструменти
Скальпелі - за своїм призначенням скальпелі бувають: - гострі, з допомогою яких робляться глибокі, але не широкі розрізи; - черевні - робляться довгі і широкі розрізи, але не глибокі;
Діссектора - допоміжні інструменти, які призначені: - для підведення лігатури під судини, розташовані на дні глибоких ран; - для виділення ділянок магістральних судин з пухкої.
Зонди хірургічні. Застосовуються для дослідження каналів і порожнин, наприклад для визначення глибини рани або присутності сторонніх тіл, для дослідження норицевого ходу і т.п. Зонди виготовляються з.
Трубки трахеотомічну Застосовуються для введення в трахею (через трахеотомічну рану) при запаленнях, пошкодженнях і пухлинах гортані для того, щоб повітря могло надходити в легені. Трубки.