Лазер, или оптический квантовый генератор, — это устройство, генерирующее усиленные световые лучи (laser — light amplification by stimulated emission of radiation, усиление света посредством вынужденного излучения). Это вынужденное излучение нашло применение в хирургии. Воздействие лазера на ткани является следствием теплового эффекта, ударной волны (разрушение тканей) или фотохимических реакций (в результате взаимодействия с красителями или другими химическими соединениями).

Многие аспекты лазерного воздействия на ткани обусловлены способностью световых лучей к поглощению. Часть лучей отражается от тканей и не оказывает на них воздействия. В зависимости от энергии падающего лазерного луча он проникает в ткани на определенную глубину и останавливается только после полного истощения его энергии.

Поскольку лазерные лучи генерируются в разных областях электромагнитного спектра, постольку они могут избирательно поглощаться, что, в свою очередь, зависит от длины волны света (рис. 9 А). Например, лазеры на аргоне и калия титанил-фосфате (KTP) излучают в диапазоне видимого света (длина волны порядка 0,51 мкм), лучи которого эффективно поглощаются тканями, богатыми гемоглобином (варикозными узлами, гемангиомами) (рис. 9 Б), а лазеры на двуокиси углерода (CO₂) с длиной волны 10,6 мкм, соответствующей инфракрасной части спектра, излучают свет, интенсивно поглощающийся водой, то есть всеми тканями независимо от их окраски.

Лазер на алюмоиттриевом гранате, легированном ионами неодима (YAG), излучает пучок света, проходящий сквозь воду без поглощения (то есть в основном коагулирует ткани в процессе рассеяния). Лучи некоторых лазеров хорошо проводятся по гибкому стекловолокну (например, лучи лазеров на аргоне, KTP, YAG, гольмии). Лучи лазеров на двуокиси углерода плохо проводятся по стекловолокну, но зато не поглощаются воздухом и поэтому оказывают действие без контакта источника излучения с тканями (рис. 10 А, Б).

Лазеры на двуокиси углерода используются для разрезания и коагуляции тканей в гинекологической хирургии (рис. 11). Благодаря способности углекислотного лазера эффективно поглощаться даже небольшими объемами воды можно надежно контролировать глубину проникновения луча углекислотного лазера в ткани. Степень воздействия этого лазера на ткани зависит от нескольких переменных.

Диаметр лазерного луча регулируют фокусировкой с помощью линзы. Узкосфокусированный пучок диаметром менее 1 мм интенсивно поглощается клетками. Световая энергия мгновенно преобразуется в тепловую энергию, и при 100 °C внутриклеточная вода вскипает и превращается в пар, что буквально взрывает клетку (рис. 12). Если лазерный луч расфокусирован или его диаметр больше 2 мм, то поглощенная энергия распространяется по большей площади, что приводит к повышению температуры тканей до 60-80 °C и происходит их коагуляция, а не вапоризация (рис. 13).

Луч лазера на двуокиси углерода может быть направлен к тканям ручным устройством, волноводом или микроманипулятором (рис. 14 А, Б).

Полезно выразить степень воздействия лазерного луча на ткани понятием плотности мощности (power density, PD):

ПМ = Вт/см² = мощность (в ваттах)/площадь, на которую падает луч лазера (πr²).

Простая эмпирическая формула позволяет с достаточной точностью вычислить плотность мощности

ПМ = Вт х 100/диаметр мм² (выражение в Вт/см²).

Очевидно, что самым эффективным способом увеличения ПМ является уменьшение диаметра лазерного луча (или площади пятна) (см. рис. 13). Уменьшить ПМ легче всего увеличением площади пятна (диаметра лазерного пучка). Лазерные установки на алюмоиттриевом гранате, легированном ионами неодима (длина волны 10,6 мкм), обычно используют при лапароскопических или гистероскопических операциях, так как их лучи легко проникают в воду и другие жидкости и весьма эффективно коагулируют ткани, а кроме того, проводятся по стекловолокну и через кварц, что позволяет фокусировать лазерный луч в диапазоне от 0,5 до 1 мм и более (рис. 15 А, Б).

Это также позволяет подводить лучи к тканям через операционные каналы даже тонких эндоскопов. То же самое справедливо по отношению к алюмоиттриевому лазеру с гольмием, луч которого превосходно режет ткани.

Применение лазерных инструментов весьма желательно в хирургии, потому что их лучи не распространяются по телу (как электрический ток при электрической хирургии) и не зависят от соотношения проницаемость/поглощение жидких гипотонических сред организма. При использовании лазера нет риска электротравмы. Лазером можно выполнять задачи, недоступные для других инструментов.

- Рекомендуем вам следующую статью "Ультразвук в гинекологической хирургии"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 11.10.2022