Лазеры в медицине

Разработанная нами теория позволяет не только объяснить уже  имеющиеся факты, но на ее основе можно делать выводы, как о прогнозировании результатов влияния НИЛИ на физиологические процессы, так и о возможности повышении эффективности лазерной терапии.

Рис. Последовательность развития биологических  эффектов от лазерного воздействия

 

Выводы

Работы, проведенные в  направлении исследования свойств  лазеров, позволили не только успешно  использовать лазерное излучение в  клинических условиях, но и определить сферу применения тех или иных лазерных установок. Мощные лазеры на неодимовом стекле, рубине, углекислом газе, аргоне, парах металлов и др., подходят для хирургических целей, коагуляции и рассечения тканей.

Лазерные установки  на углекислом газе могут быть широко использованы для лечения различных заболеваний (поверхностно расположенных опухолей и т.п.)

Перспективным направлением можно считать применение излучения  низкоэнергетических лазеров в видимой части спектра для стимулирования репаративных процессов при хронических длительно не заживающих ранах, трофических язвах, замедленной консолидации переломов, заболеваний обменного характера и др.

Учитывая, что комбинированные  методы лечения наиболее эффективны, на современном этапе онкологии лазерное излучение можно использовать при комбинированном лечении опухолей. Излучение лазера в некоторых случаях целесообразно комбинировать с ионизирующим излучением, лекарственными противоопухолевыми препаратами, хирургическими операциями.

Все возрастающий интерес  к использованию лазеров в  медицине привел к необходимости создания специальных лазерных отделений и операционных, достаточно приспособленных к безопасной эксплуатации. Главным вопросом становится защита медицинского и технического персонала от влияния вредных факторов лазерного излучения.

Операционное помещение  должно удовлетворять следующим специальным требованиям: стены и потолок помещения должны быть окрашены темной матовой краской, а стекла окон — белой матовой краской, чтобы предохранить зрение врача и пациента от поражения лазерным излучением, случайно отраженным от стен и потолка помещения. В нем необходима хорошая приточно-вытяжная вентиляция, входные двери должны быть оборудованы светящимся табло лазерной опасности, загорающимся при включении установки.

 

Глоссарий

А

Аблация (абляция)   от английского ablation, удаление тканей под действием лазерного луча.

Аблативные методики – методики воздействия на ткани, предполагающие удаление (аблацию) тканей.

В

Время тепловой релаксации, TRT – время, за которое объект отдает в окружающие ткани посредством теплопередачи около 35% полученной энергии.

Г

Газовые лазеры – близкий «родственник» твердотельного лазера, только вместо кристалла – трубка с газом. Наиболее известны газовые CO2 лазеры.

Гибкий световод, он же волоконный – тонкое гибкое волокно, по которому излучение лазера «доставляется» к обрабатываемой ткани. Само волокно чаще всего имеет диаметр (толщину) от 0,2 до 1мм, но для защиты от механических повреждений волокно находится в многослойной защитной оболочке. Удобно в применении, но механически непрочно и неспособно передавать импульсы с большой пиковой мощностью, а также лазерное излучение с относительно большой длиной волны. Является одним из наиболее уязвимых узлов любой лазерной системы. Несмотря на все ухищрения производителей, срок службы гибких световодов относительно невелик и зависит от аккуратности медперсонала. Существуют альтернативные способы передачи лазерного луча к обрабатываемой ткани.

Д

Диодные лазеры – лазеры, в которых в качестве излучателя используется лазерный диод. Обладают невысокой (относительно) стоимостью, а также небольшими размером и весом. Практически все диодные лазеры, представленные на медицинском рынке, имеют малую пиковую мощность. Малая пиковая мощность (приблизительно в 1 000 раз меньше, чем у твердотельных) вкупе со «специфическими» длинами волн значительно ограничивает диапазон применений диодных лазеров.

Длина волны – параметр, характеризующий электромагнитные волны, к которым относится также видимый и инфракрасный свет. В видимом диапазоне длина волны соответствует цвету света.

Длительность импульса – время, в течение которого лазер генерирует световую энергию. Измеряется в долях секунды. 1 мс = одна тысячная доли секунды, 1 мкс = одна миллионная секунды.

И

Импульсный лазер – лазер, излучающий световую энергию не непрерывно, а импульсами.

К

Коагуляция – необратимое изменение белковых структур, в лазерных технологиях – за счет перегрева.

Коллимированное излучение - лазерное излучение в виде пучков, выходящих непосредственно из лазеров или отраженных от зеркальных поверхностей (без рассеивающих систем).

Л

Лазер (Laser) - (аббревиатура от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - прибор, позволяющий получить очень тонкий пучок света с высокой концентрацией энергии в нем. В хирургической практике лазер применяется для проведения операций, затрагивающих небольшие участки ткани, с минимальным повреждением окружающих тканей. Например, лазер широко применяется для устранения закупорки коронарных артерий, вызванной их атеромой, а также для удаления некоторых видов родимых пятен с кожи (см. Невус). В хирургии глаза применяются различные виды лазеров, которые позволяют выполнять операции на роговице, капсуле хрусталика и сетчатке глаза (см. Лазер аргоновый. Лазер диодный, Лазер эксимерный, АИГ-лазер). Кроме того, лазеры используются в процессе лечения цервикальной интраэпителиальной нсоплазии, а специальный лазер (AHr:Nd-na3ep (Nd:YAG laser)) - для удаления слоя эндометрия.

М

Манипула (один из возможных переводов английского слова handpiece, дословно «ручной кусок», «нечто, что держат в руке») — часть аппарата, которую врач держит в руке при проведении процедуры.

Н

Неаблативные методики – методики применения лазера, при которых не происходит удаления (аблации) ткани.

П

Пиковая мощность – отношение энергии импульса к длительности импульса; мощность, развиваемая лазером на короткое время во время импульса. Для диодных лазеров измеряется в Ваттах (Вт). Для твердотельных лазеров измеряется в киловаттах (тысяча Ватт, кВт) или, реже, в мегаваттах (миллион Ватт, МВт).

С

Средняя мощность – для импульсных лазеров равна энергии импульса в Джоулях, умноженной на частоту повторения. Измеряется в Ваттах.

Т

Твердотельный лазер - лазер, генератор которого, чаще всего, состоит из кристалла, расположенного между двумя зеркалами (одно из которых полупрозрачное), и лампы накачки. Примерами твердотельных лазеров являются ER:YAG, ND:YAG и KTP ND:YAG лазеры. Твердотельные лазеры обладают большой средней и очень большой пиковой мощностью, при этом – большим весом и габаритами.

Х

Холодная аблация – воздействие лазера на ткань, при котором присутствует аблация, но при этом нет (практически) нагрева окружающих тканей. Для достижения эффекта холодной аблации необходимо выполнение следующих условий: длина импульса должна быть значительно меньше времени тепловой релаксации ткани, а также энергия импульса должна быть достаточно большой, чтобы глубина аблации была приближенно равна глубине проникновения лазерного луча.

Ч

Частота повторения – «скорострельность» – величина, указывающая сколько вспышек в секунду делает лазер. 20 Гц (Герц) соответствует 20 вспышкам в секунду.

Ш

Шарнирный световод – конструкция из зеркал и трубок, соединенных шарнирами. Служит для передачи излучения лазера к обрабатываемой ткани. Практически не имеет ограничений по пиковой мощности и длине волны. Стоек к механическим воздействиям. Срок службы неограничен. Применение ограничивается размерами шарнирного световода. Практически не применяется, если длина волны и пиковая мощность позволяют использовать гибкий световод.

Э

Энергия импульса – энергия, которую лазер «выплескивает» за один импульс. Измеряется в Джоулях (Дж) или в тысячных долях Джоуля – милиджоулях (мДж).

E

EFC (energy feedback control) – запатентованная технология фирмы Fotona, предназначенная для обеспечения неизменности энергии импульса лазера. Два или более встроенных измерителя замеряют энергию каждого импульса, сравнивают с заданной, и, при необходимости, корректируют энергию следующего импульса. Аналогов не имеет. Позволяет решать следующие проблемы:

• возможное изменение энергии импульса из-за нагрева кристалла во время процедуры;
• изменение энергии вспышки из-за износа элементов лазерного генератора, в том числе лампы накачки;
• возможное изменение энергии вспышки из-за неисправности одного из измерителей энергии (показания измерителей сравниваются и анализируются процессором).

Технология EFC также позволяет увеличить  срок работы лазера без технического обслуживания за счет компенсации износа «внутренними резервами» лазера.

ESC (electronic spray control) – система, воплощенная в лазерах Fotona, предназначенных для работы по твердой ткани (эмаль, дентин, кость). Такие лазеры имеют встроенную, полностью автономную систему подачи водно-воздушного спрея, включающую в себя компрессор и резервуар с дистиллированной водой. Подача спрея контролируется системой ESC, которая обеспечивает легкость регулировок подачи воды/воздуха и запоминание настроек для различных манипул.

L

LP (long pulse) – длинный импульс.

S

SSP (super short pulse) – сверхкороткий импульс (50 мкс), обычно применяемый для работы по эмали.

SP (short pulse) – короткий импульс.

SMOOTH - особый режим работы ER:YAG лазеров Fotona, при котором лазер формирует пакет длинноимпульсных низкоэнергетических импульсов общей длительностью 0,25 с. Обеспечивает глубокий прогрев ткани, вызывающий сокращение кожного лоскута.

V

VSP существует некоторая путаница, т.к. данная аббревиатура имеет «двойное» значение. В контексте лазерных технологий VSP – variable square pulse – запатентованная технология фирмы Fotona, позволяющая получать прямоугольные импульсы, изменяемые по длительности в широких пределах. Также сокращение VSP применяется для обозначения длительности «очень короткого импульса» (very short pulsе).

VLP (very long pulse) – очень длинный импульс.

X

XLP (extra long pulse) – экстра длинный импульс (длиннее очень длинного).

 

Список использованных источников:

 

• Греннер Д. Действие гормонов // Биохимия человека / Под. ред. Р. Марри и др. Т.2. — М.: Мир, 1993. — С.158-169.
• Гудвин Б. Временная организация клетки. — М.: Мир, 1966. — 251 с.
• Кару Т.Й. Первичные и вторичные клеточные механизмы лазерной терапии // Низкоинтенсивная лазерная терапия / Под ред. С.В. Москвина и В.А. Буйлина. — М.: ТОО «Фирма «Техника», 2000. — С.71-94.
• Мантейфель В.М., Кару Т.Й. Излучение He-Ne лазера действует на Т- и не действует на В-лимфоциты. Цитофлуориметрический анализ хроматина // Докл. Акад. наук. — 1999, Том.365, №2. — С.267-269.