Общие принципы
Слово ЛАЗЕР образовано первыми буквами английского названия Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление света с помощью вынужденного излучения). Свет лазера представляет собой интенсивное излучение энергии, способное испарять биовещество. Лазеры применяются во многих областях медицины и хирургии, но при этом создают специфические только для них опасности для пациентов и персонала.
Свет — это форма лучистой энергии, которая занимает среднюю часть электромагнитного спектра. Он высвобождается в виде фотонов и перемещается в виде волны.
В лазерной трубке воздействие источника энергии на среду лазера создает вынужденное излучение фотонов. Они колеблются назад и вперед между тщательно настроенными зеркалами и фокусируются в высокоинтенсивный луч. Образующийся свет монохроматичен (все длины волн одинаковы) и когерентен (все высшие точки волны движутся синхронно с одной и той же амплитудой).
Лазеры различаются по длине волны, которая также определяет их цвет. Некоторые лазеры выходят за пределы видимого спектра. Длина волны и цвет используемых в настоящее время медицинских лазеров представлены в таблице.
- Лазер на красителе – От голубого до красного
- Аргоновый – Голубой/зеленый
- Гелий-неоновый – Красный
- Рубиновый – Красный
- Nd-YAG – Ближняя инфракрасная область спектра
- СО2-лазер – Дальняя инфракрасная область спектра
Лазерный луч, достигающий поверхности ткани, может быть:
- Отражен. Отражение от сверкающих поверхностей может повредить глаза медицинских работников, находящихся рядом.
- Передан на более глубокие слои. Лазерный луч проходит сквозь ткань на разную глубину, которая частично определяется длиной его волны.
- Рассеян. Чем короче длина волны, тем больше рассеивание.
- Поглощен. Клинический эффект формируется при превращении поглощенного света в тепло. Органическая ткань содержит множество различных субстанций, способных поглощать свет. Их определяют, как хромофоры, к ним относятся гемоглобин, коллаген и меланин. Каждое вещество имеет свой собственный спектр поглощения, определяемый его химической структурой. Например, оксигемоглобин, на который воздействуют лучом лазера при сосудистых поражениях, имеет максимум поглощения на 418 нм, 542 нм и 577 нм. Лазерный свет с этими или близкими ним частотами будет наиболее эффективным.
Аспекты безопасности
- Специально обученный техник по лазерной безопасности (обычно из сестринского или медицинского персонала) должен присутствовать всегда, когда используется лазер. Над входом в операционную должен гореть световой сигнал, предупреждающий, что лазер включен.
- Свет лазера может отражаться от зеркальных поверхностей. Медицинские инструменты, используемые совместно с лазером, должны иметь матовую, не блестящую поверхность.
- Ткани глаза наиболее чувствительны к повреждению лазером. В зависимости от частоты пучка лучей могут произойти повреждения сетчатки или роговицы. Весь персонал операционной должен надета предохраняющие очки, соответствующие применяемому лазеру. Очки должны иметь боковые щитки, для защиты глаз от боковых попаданий излучения. Если анестезируемый пациент подвергается лазерному облучению рядом с областью глаз, их можно прикрыть матовыми металлическими наглазниками.
- В зависимости от типа используемого лазера, возможно повреждение кожи. Персонал операционной в норме не нуждается в защите кожи, так как они могут уклониться от отклонившегося пучка лучей. Кожу в областях тела пациента, не подвергающихся лечению лазером, следует накрыть простынями, которые должны быть сделаны из поглощающего материала и не из легковоспламеняющегося пластика. Ткани тела, прилежащие к лазерному разрезу, могут быть защищены увлажненными прокладками или тампонами. Во всех случаях следует закрыть глаза, заклеить их пластырем и накрыть сверху увлажненным тампоном. Пластырь на пластиковой основе намного более легко воспламеним, чем марлевый, и его применять не следует.
- Некоторые жидкости, используемые при подготовке кожи к операции, легко воспламенимы, и их не стоит использовать в лазерной хирургии.
- Луч лазера может воспламенить пластиковые и резиновые материалы. Во время лазерной терапии процессов, локализующихся в дыхательных путях, особое внимание следует уделить поддержке проходимости последних во время процедуры. Самый простой подход — это отказ от трахеальной трубки вообще и использование вентиляции по Вентури. Она включает использование источника кислорода под высоким давлением с примешиванием атмосферного воздуха. Инжектор вводят в просвет жесткого ларингоскопа или бронхоскопа, открытого с обоих концов, что позволяет подавать обогащенный кислородом воздух при вдохе и выход СО2 и отработанных газов при выдохе. Такая система «трубки внутри трубки» безопасна и снижает риск возникновения связанного с баротравмой пневмоторакса или пневмомедиастинума. Обычно для обеспечения адекватной глубины анестезии при вентиляции по Вентури применяют внутривенную анестезию. Также важно, чтобы пациент во время процедуры не двигался и не кашлял, поэтому следует применять соответствующий мышечный релаксант, контролируя нейромышечную передачу с помощью нейростимулятора.
- Если нельзя избежать применения эндотрахеальной интубации, устаревшие традиционные трубки использовать нельзя, так как они поддерживают горение и потенциально могут загореться в дыхательных путях. В настоящее время применяют специальные неогнеопасные при работе лазера трубки — например, трахеальные трубки Laser-Trach (Шеридан). В качестве альтернативы можно использовать протекторы трахеальных трубок, например, Laser-Guard (Xomed), которыми обертывают традиционные трубки. В этих протекторах с внутренней стороны расположена клейкая серебряная фольга, а снаружи — губчатая оболочка, перед использованием смачиваемая физраствором. Манжеты обеих этих трубок уязвимы и должны быть защищены влажным тампоном. Манжету заполняют физраствором, в который добавляют метиленовый синий, чтобы повреждение манжетки можно было сразу обнаружить.
- И кислород, и закись азота поддерживают горение. Если контур предпочтительнее кислородного инжектора, 30%-ный кислород с воздухом будут разумным выбором. Если применение воздуха невозможно, можно использовать кислород и закись азота, но при этом следует обратить особое внимание на защиту манжеты.
- Применение медицинских лазеров сопровождается образованием дыма и газа. Необходимо принять меры для эффективного удаления дыма из зоны операции.
- Если во время лазерной операции произошло возгорание в дыхательных путях, следует прекратить подачу анестетика (включая кислород) и удалить трубку. Зону воспламенения нужно промыть водой с последующей вентиляцией 100%-ным кислородом. Основной задачей должно быть самостоятельное дыхание в положении сидя, но в случае тяжелого отека легких может потребоваться реинтубация. Также может возникнуть необходимость в трахеостомии.
Примеры медицинских лазеров
Импульсный лазер на красителе
Был изобретен с целью селективного поглощения кровеносными сосудами. Свет излучается с длиной волны, поглощаемой эритроцитами внутри кровеносных сосудов. Энергия рассеивается в дермисе и вызывает в последующем лишь минимальное образование рубцов эпидермиса.
Этот тип лазера используют в основном для лечения поражений кожи. Дети, нуждающиеся в лазерной терапии по поводу таких заболеваний, часто подвергаются многократному лечению, обычно под общей анестезией. Послеоперационная боль может быть проблемой, особенно если вовлечены обширные участки. Комбинация парацетамола с НПВС обычно эффективна, но иногда требуются опиоидные анальгетики.
СО2-лазер
У этого лазера большая длина волны (10600 нм), выходящая за пределы видимого спектра и в основном поглощаемая водой. Клетки-мишени нагреваются вплоть до испарения под действием пучка лучей. Лучи лазера проникают только на очень небольшую глубину, так что можно непосредственно видеть повреждение тканей.
Используется в эстетической лицевой хирургии для удаления морщин и в ЛОР-практике для лечения заболеваний голосовых связок и дыхательных путей. Необходимо следить за возможным повреждением глаз и дыхательных путей.
Nd-YAG лазер
Излучение этого лазера также выходит за пределы видимого спектра и, в отличие от СО2 лазера, проходит через прозрачные жидкости поглощается веществами темного цвета. Может проникать на глубину 1 см. Имеет множество применений, включая лечение опухолей дыхательных путей, пороков развития сосудов и офтальмологическую хирургию.