Chirurgie

Chirurgický laser není pouze náhradou skalpelu nebo elektrochirurgického nástroje. Je to zdroj přesně definované optické energie, jejíž interakci s tkání lze řídit volbou vlnové délky, výkonu, délky pulzu, velikosti ozařované plochy a způsobu aplikace.

Podle nastavení a vlastností cílové tkáně lze laser využít k řezu, ablaci, vaporizaci, koagulaci nebo hemostáze. Výsledný efekt přitom nezávisí pouze na výkonu uvedeném ve wattech. Rozhodující je, kolik energie se absorbuje, v jakém objemu tkáně a za jak dlouhou dobu.

Právě schopnost řídit prostorovou a časovou distribuci energie je základem moderní laserové chirurgie.

Od světla k tepelnému účinku

Většina chirurgických laserových aplikací je založena na fototermální interakci. Laserové záření je absorbováno chromofory ve tkáni a optická energie se mění na teplo.

Mezi nejvýznamnější chromofory chirurgicky využívaných vlnových délek patří:

• voda,
• hemoglobin,
• v některých aplikacích také melanin a další tkáňové komponenty.

Míra absorpce závisí především na vlnové délce laseru. Ta proto zásadně ovlivňuje, jak hluboko se energie ve tkáni uloží a jak široká termální zóna vznikne.

Stejných 10 W při 980 nm, 1470 nm nebo 1940 nm tedy nepředstavuje stejný chirurgický nástroj.

Čtyři základní tkáňové účinky

Změnou hustoty energie a doby aplikace lze vytvářet rozdílný biologický účinek.

Řez

Pro laserový řez je energie koncentrována do malé plochy. Vysoká hustota výkonu vede k rychlému zahřívání tkáně a jejímu odpařování v místě aplikace.

Přesnost řezu proto neurčuje pouze výkon laseru, ale také:

• průměr laserového spotu nebo vlákna,
• rychlost pohybu,
• absorpce použité vlnové délky,
• kontaktní nebo bezkontaktní způsob aplikace.

Malý spot při stejném výkonu vytváří vyšší hustotu výkonu a umožňuje přesnější řez.

Ablace a vaporizace

Při dostatečném ohřevu vody obsažené ve tkáni dochází k její vaporizaci a následnému odstranění tkáňového objemu.

Charakter ablace je ovlivněn především rychlostí, s jakou je energie dodána.

Pokud je energie předána velmi rychle do malé oblasti, může být účinek dobře lokalizovaný. Při delší expozici se více tepla šíří vedením do okolí a vzniká širší termální zóna.

Koagulace

Při nižší hustotě energie nebo pomalejší aplikaci nemusí dojít k vaporizaci. Zahřátí vede především k denaturaci proteinů a koagulaci tkáně.

Toho lze využít například pro termální uzávěr drobných cév a omezení krvácení.

Hemostáza

Koagulační vlastnosti laseru mohou být při chirurgických výkonech stejně důležité jako samotný řez.

Rozsah hemostatického účinku závisí zejména na:

• absorpci laserového záření v hemoglobinu a vodě,
• hloubce průniku záření,
• výkonu,
• době působení,
• velikosti ozařované plochy.

Dobrý chirurgický laser proto nemusí být laser, který řeže nejrychleji. Důležitý je vhodný poměr mezi řezem, ablací a koagulačním účinkem pro konkrétní výkon.

Vlnová délka mění charakter chirurgického nástroje

Jedním z hlavních důvodů, proč nabízíme laserové platformy v různých vlnových délkách, jsou výrazně rozdílné absorpční vlastnosti biologických tkání.

980 nm – univerzální vláknová chirurgie

Vlnová délka 980 nm leží v oblasti, kde se na absorpci podílí hemoglobin i voda.

Díky tomu nabízí kombinaci řezu a koagulačního účinku a patří mezi univerzální vlnové délky pro chirurgii měkkých tkání.

Relativně hlubší distribuce energie může vytvářet širší termální zónu než u vlnových délek s výrazně vyšší absorpcí ve vodě.

980 nm lze podle konfigurace systému a použitého příslušenství využít pro:

• řez,
• ablaci,
• koagulaci,
• hemostázu,
• různé vláknové a miniinvazivní aplikace.

1470 nm – vyšší absorpce ve vodě

U 1470 nm výrazně roste absorpce ve vodě.

Laserová energie je proto absorbována na kratší optické dráze a termální působení může být lokalizovanější v okolí místa aplikace.

1470 nm je zajímavá především tam, kde je požadována přesná termální práce s měkkou tkání, a u řady specializovaných endoluminálních a miniinvazivních výkonů.

V našem portfoliu se tato vlnová délka uplatňuje například v:

• obecné chirurgii měkkých tkání,
• proktologii,
• gynekologii,
• ORL,
• EVLA,
• dalších vláknových aplikacích podle příslušenství a určeného účelu systému.

1940 nm – velmi vysoká absorpce ve vodě

Vlnová délka 1940 nm leží v oblasti velmi vysoké absorpce vody.

Ve srovnání s 980 nebo 1470 nm je optická energie absorbována ještě více v blízkosti místa aplikace. To umožňuje vytvářet povrchovější a přesněji lokalizovanou termální zónu a v některých aplikacích pracovat s relativně nižšími výkony.

Ani zde ale neplatí, že vyšší absorpce automaticky znamená lepší laser.

Je to jiný chirurgický nástroj s jiným poměrem:

absorpce → penetrace → termální difuze → výsledný tkáňový účinek.

CO₂ 10 600 nm – povrchová ablace

CO₂ laser s vlnovou délkou 10 600 nm představuje z fyzikálního pohledu další výrazně odlišnou technologii.

Záření je při této vlnové délce velmi silně absorbováno vodou a energie se ukládá velmi povrchově.

Při vysoké hustotě výkonu dochází k rychlé vaporizaci vody a přesné ablaci nebo řezu tkáně. Při změně parametrů lze vytvářet také termální a koagulační efekt.

CO₂ laser je proto vhodný zejména pro povrchovou a přesnou práci s měkkými tkáněmi.

Watty nestačí – rozhoduje hustota výkonu

Maximální výkon laseru je často nejviditelnějším údajem v technické specifikaci, ale sám o sobě říká o chirurgickém účinku překvapivě málo.

Důležitá je především hustota výkonu, tedy výkon vztažený na ozařovanou plochu.

Hustota výkonu = výkon / plocha

Například laser s výkonem 10 W soustředěný do velmi malého spotu může vytvářet podstatně intenzivnější lokální účinek než mnohem výkonnější laser s energií rozloženou na velkou plochu.

Proto při posuzování chirurgického systému sledujeme současně:

• výkon,
• průměr vlákna nebo spotu,
• geometrii aplikační optiky,
• vzdálenost od tkáně,
• způsob pohybu aplikátoru.

Energie a fluence

Při pulzní aplikaci je vedle výkonu důležité také množství energie předané během jednoho pulzu nebo celé aplikace.

Energie = výkon × čas

Pokud vztáhneme energii na ozařovanou plochu, získáme plošnou hustotu energie – fluenci, obvykle vyjádřenou v J/cm².

Dva zákroky prováděné stejným výkonem proto mohou vytvořit zcela odlišný účinek, pokud se liší délka pulzu, velikost spotu nebo doba kontaktu s tkání.

CW nebo pulzní režim?

Kontinuální režim (CW – Continuous Wave) dodává energii nepřetržitě.

To může být výhodné například při plynulém řezu nebo koagulaci, ale při pomalém pohybu aplikátoru se zvyšuje množství tepla odváděného do okolní tkáně.

Pulzní režim rozděluje energii do jednotlivých časových intervalů.

Pauza mezi pulzy umožňuje částečný odvod tepla a může pomoci omezit kumulaci termální energie v okolí cílové oblasti.

Výsledný charakter účinku je proto dán kombinací:

výkon × délka pulzu × frekvence × geometrie aplikace × rychlost pohybu.

Samotný údaj "pulzní laser" tedy opět nestačí.

Optické vlákno je součástí chirurgického systému

Jednou z hlavních předností diodových laserů je možnost přenášet jejich záření tenkým flexibilním optickým vláknem.

To umožňuje vést energii do anatomicky obtížně dostupných oblastí a vytvářet různé specializované aplikační systémy.

Podle typu výkonu lze použít například:

• přímá vlákna,
• radiální vlákna,
• kontaktní chirurgické násadce,
• bezkontaktní optiku,
• ORL násadce,
• proktologické aplikátory,
• EVLA systémy,
• gynekologické LVR aplikátory,
• lipolytické násadce a kanyly.

Stejný laserový generátor se tak může změnou vlákna a aplikačního systému stát zcela jiným chirurgickým nástrojem.

Kontaktní a bezkontaktní chirurgie

Při kontaktní aplikaci je konec vlákna veden přímo po tkáni. Vysoká koncentrace energie umožňuje přesný řez a ablaci.

Při bezkontaktní aplikaci dopadá laserový svazek na tkáň ze vzdálenosti. Změnou vzdálenosti a aplikační optiky lze měnit velikost spotu a tím i hustotu výkonu.

To umožňuje přecházet od přesné bodové aplikace k plošnější koagulaci nebo termálnímu působení.

Rozhodující tedy není pouze zdroj laserového záření, ale celý řetězec:

laser → optické vlákno → aplikační násadec → geometrie svazku → cílová tkáň

Diodový nebo CO₂ laser?

Tyto technologie se vzájemně nenahrazují – mají rozdílné fyzikální vlastnosti.

Diodový laser

980 / 1470 / 1940 nm a další konfigurace

• přenos energie flexibilním vláknem,
• kontaktní i bezkontaktní aplikace,
• řez, ablace a koagulace,
• možnost endoluminálních a miniinvazivních výkonů,
• velké množství specializovaného příslušenství.

CO₂ laser

10 600 nm

• velmi vysoká absorpce ve vodě,
• velmi povrchová depozice energie,
• přesná ablace a vaporizace,
• chirurgická i frakční aplikace podle konfigurace,
• optické vedení a scanner namísto klasického silica vlákna používaného u diodových systémů.

Volba proto závisí na cílové tkáni, požadované hloubce účinku a charakteru výkonu.

Typické oblasti použití

Laserové technologie lze podle konfigurace a určeného účelu konkrétního systému využít v řadě chirurgických specializací.

Obecná a ambulantní chirurgie

• incize a excize měkkých tkání,
• ablace a vaporizace,
• koagulace,
• hemostáza.

ORL

Přesné slizniční výkony, ablace a koagulace pomocí flexibilních vláken a specializovaných ORL násadců.

Gynekologie

Vláknová chirurgie měkkých tkání, radiální LVR aplikace a frakční CO₂ technologie.

Proktologie

Specializované endoluminální aplikace při léčbě hemoroidálního onemocnění, píštělí a pilonidálního sinu.

Flebologie

Endovenózní laserová ablace s radiálními vlákny a vlnovými délkami 1470 nebo 1940 nm.

Dermatologická a plastická chirurgie

CO₂ ablace, odstranění vybraných měkkotkáňových lézí a laserem asistovaná lipolýza podle konkrétního systému a určeného účelu.

Chirurgický kouř je součástí laserové bezpečnosti

Při ablaci nebo vaporizaci biologické tkáně vzniká chirurgický kouř – laser plume.

Nejde pouze o nepříjemný zápach nebo omezení viditelnosti operačního pole. Aerosol vznikající tepelnou destrukcí tkáně může obsahovat velmi jemné částice a další produkty pyrolýzy.

Proto je při návrhu laserového pracoviště důležité řešit vedle ochrany zraku také účinné lokální odsávání chirurgického kouře vhodným systémem.

Laserová bezpečnost tak zahrnuje celý soubor opatření:

• ochranné brýle odpovídající používané vlnové délce,
• kontrolovaný vstup do laserového pracoviště,
• interlock podle konfigurace systému,
• výstražné značení,
• omezení nežádoucích odrazů,
• vhodnou práci s hořlavými materiály,
• odsávání chirurgického kouře,
• školení obsluhy.

Laserové systémy pro chirurgii

VELAS II

Modulární diodová chirurgická platforma pro pracoviště vyžadující široké spektrum aplikací.

Systém nabízí konfigurace 810, 940, 980, 1210, 1470 a 1940 nm a podle provedení také jedno- nebo dvouvlnové kombinace.

K dispozici jsou CW i pulzní režimy a široké portfolio optických vláken a specializovaného příslušenství.

VELAS II lze podle konfigurace využít jako platformu pro obecnou chirurgii, ORL, gynekologii, flebologii, proktologii nebo laserem asistovanou lipolýzu.

GBOX

Kompaktní diodová chirurgická platforma dostupná v různých vlnových délkách.

Je vhodná především pro pracoviště s jasně definovaným spektrem výkonů, která nepotřebují výkonové a konfigurační možnosti větší platformy VELAS II.

GBOX lze kombinovat s flexibilními optickými vlákny a specializovanými chirurgickými násadci podle konkrétní aplikace.

Jonte L600

CO₂ laser s vlnovou délkou 10 600 nm.

Systém umožňuje podle konfigurace chirurgický i frakční režim. V chirurgické aplikaci využívá velmi vysoké absorpce CO₂ záření ve vodě pro přesný řez, povrchovou ablaci a vaporizaci měkkých tkání.

Frakční scanner rozšiřuje systém také o dermatologické, estetické a gynekologické aplikace.

Nevybíráme laser podle nejvyššího výkonu

Při návrhu chirurgického systému vycházíme především z toho, jakého účinku chceme ve tkáni dosáhnout.

Posuzujeme proto:

• cílovou tkáň a její optické vlastnosti,
• vhodnou vlnovou délku,
• požadovaný poměr řezu a koagulace,
• potřebný výkonový rozsah,
• CW a pulzní režimy,
• průměr a typ optických vláken,
• kontaktní nebo bezkontaktní aplikaci,
• požadované chirurgické násadce,
• bezpečnost pracoviště,
• dostupnost spotřebního materiálu a servisu.

Výkon laseru je jen začátek. Charakter chirurgického účinku určuje vlnová délka, hustota energie, čas a způsob, jakým energii skutečně předáme do tkáně.

Pomůžeme vám navrhnout konfiguraci odpovídající plánovaným výkonům – od kompaktního jednoúčelového systému až po multidisciplinární laserovou platformu s několika typy vláken a specializovaného příslušenství.