Применение лазера в медицине

Рис. 8 Лазерное удаление татуировок

Современные медицинские лазеры. Типы и применение

Медицинские лазеры впервые были использованы в 1960-х годах. Первоначально список проблем, которые можно было лечить с помощью лазеров, был довольно коротким. Сегодня лазеры активно используются в различных областях медицины: урологии, флебологии, проктологии, травматологии, нейрохирургии, гинекологии и т.д. Востребованность этой технологии обусловлена тем, что она абсолютно безопасна и не вызывает дискомфорта у пациентов.

Лазеры регулярно используются в:

• Урологии. Эти технологии успешно применяются для удаления доброкачественных и злокачественных опухолей мочевого пузыря и других мочеполовых органов.
• Флебология. Малая травматичность и возможность достижения желаемого косметического эффекта позволяют использовать эти приборы при лечении варикозного расширения вен.
• Проктология. Специальные лазеры используются для коагуляции геморроидальных узлов, закрытия анальных свищей и иссечения анальных трещин, перианальных образований и геморроидальных фимбрий.
• Гинекология. Эти методы могут быть использованы для лечения недержания мочи и вульвовагинальной атрофии. Они также используются для лечения диспареунии и омоложения влагалища.

Эффекты медицинского лазера

В зависимости от области медицины, в которой используются эти приборы, они могут оказывать различные эффекты. В урологии лазеры могут удалять аденому простаты с помощью таких методов, как лазерная абляция или энуклеация.

Медицинские лазеры, используемые в проктологии, позволяют минимально инвазивно удалять анальные свищи. Для этого используется такая техника, как лазерная термооблитерация. Пилонидальные кисты копчика также лечат в проктологических отделениях. Для этого используется лазерная коагуляция. В результате такого лечения пациент сохраняет трудоспособность и не имеет существенных ограничений в повседневной жизни.

Лазерное лечение также может применяться в различных областях медицины:

• Геморроидэктомия (для лечения геморроя);
• Нефролитотрипсия (лечение мочекаменной болезни, хронического цистита и других урологических патологий)
• Трансуретральная дезинтеграция камней и т.д.

Узнайте больше о том, для чего современные лазеры могут использоваться в медицине, на сайте MedTechPlus.

Типы и назначение медицинских лазеров

• Динамические газовые лазеры — их активным агентом обычно является N2+CO2+He или N2+CO2+H2O, а рабочим веществом — CO2. Лучи, которые поглощаются водой в коже, могут удалять доброкачественные образования кожи, такие как гемангиомы, бородавки, слизистые кисты, ксеротермы и лейкоплакии. Лазеры этого типа также используются для омоложения кожи. Они также могут использоваться для выполнения хирургических разрезов;
• Эксмерик — активным агентом лазеров являются димеры — двухатомные молекулы — инертных газов (ксенона, аргона, криптона), а также их соединений. Их энергетические характеристики высоки. Длина волны варьируется от 190 до 350 нм и может плавно перестраиваться. Лазерные лучи связываются с водой и белковыми молекулами. Лазеры в основном используются для лечения витилиго и псориаза.

Активным веществом являются диэлектрические кристаллы и стекло. Существует три режима работы: импульсный, непрерывный и квазинепрерывный.

Существуют следующие типы твердотельных лазеров:

• Рубиновые лазеры — они первыми нашли применение в медицине. Активный агент — ионы хрома в глиноземе. Длина волны — 694 нм. Для них характерно сильное поглощение лучей меланином и черными и синими чернильными пигментами, поэтому их можно успешно использовать для удаления татуировок, пигментных поражений кожи. Они также используются для лазерной эпиляции;
• Nd: YAG (неодимовые лазеры) — активным веществом является неодим в иттрий-алюминиевом гранате. Длина волны составляет 1064 нм. Они показывают высокое поглощение в меланине и гемоглобине. Они широко используются в эстетической медицине: лечение акне, лазерное фотоомоложение, лазерная хирургия кожи — удаление раковых опухолей, таких как родинки и бородавки — и удаление волос. Они также используются при лечении венозных заболеваний;
• Q Switched Nd: YAG — тип неодимового лазера, который имеет высокое поглощение темных чернильных пигментов и в основном используется для удаления татуировок;
• Er: YAG (эрбиевые лазеры) — для генерации луча используется эрбий в иттрий-алюминиевом гранате. Длина волны составляет 2940 нм. Излучение поглощается водой, содержащейся в коже, и основное назначение этих приборов — удаление кожных образований, а также шлифовка и омоложение кожи;
• Лазер на основе титан-калий-фосфата (KTP) — это неодимовый лазер второй волны с длиной волны 532 нм. Излучение поглощается гемоглобином и меланином. Аппарат используется для удаления сосудистых и пигментных поражений кожи;
• Александритовые лазеры — импульсные лазеры с длиной волны 755 нм, используются для удаления черных, синих, зеленых татуировок и пигментных поражений, например, при меланодермии;
• Ho: YAG (Holmium Aluminum Garnet Laser) — активным веществом в этом лазере является кристалл гольмия. Излучение хорошо поглощается тканями организма, что сводит к минимуму риск термической травмы. Они используются в качестве хирургических лазеров во многих областях медицины, включая гинекологию, урологию, офтальмологию и дерматологию.

Полупроводниковые лазеры

Эти полупроводниковые лазеры представляют собой отдельную группу, поскольку у них другой механизм генерации луча. Их основное применение — лазерная хирургия кожи и фотодинамическая терапия.

Их активными агентами являются красители — органические соединения в растворе (в качестве активного агента часто используется родамин). Они обладают высокой энергией лазерного излучения. Они поглощаются гемоглобином и меланином. Основное применение — лечение сосудистых заболеваний и неабляционное омоложение кожи.

Отличительной особенностью и важным преимуществом этих аппаратов является то, что длина волны может регулироваться от 400 до 800 нм. Они работают в двух режимах: непрерывном и импульсном. Импульсы очень короткие, а интервалы между ними длинные.

Терапия позвоночника и других заболеваний

В Юсуповской больнице большое внимание уделяется лечению пациентов с помощью лазерной физиотерапии, так как ее эффективность подтверждена современной медициной. Лазер в Юсуповской больнице используется для лечения таких заболеваний, как.

• заболевания сердца
• сосудистые заболевания
• остеохондроз
• невроз
• гинекологические заболевания;
• бронхит, астма;
• дерматологические заболевания и многие другие.

Лечение лазерной физиотерапией приносит пользу организму пациентов следующими способами:

• обезболивающее;
• общеукрепляющее,
• противовоспалительное,
• иммунокорректирующее,
• противоаллергическое.

Лазерная физиотерапия также применяется в Юсуповской больнице при профилактике таких заболеваний, как посттравматические осложнения, послеоперационное лечение, профилактика язвенной болезни, заболеваний желудочно-кишечного тракта, гастрита, инфекционных заболеваний, профилактика псориаза, астмы. Специалисты клиники реабилитации будут проводить лазерную терапию. Например, для профилактики ОРВИ, после тяжелых заболеваний, а также после операций и различных видов травм, лазерная физиотерапия для суставов, для повышения работоспособности у физически тяжелых работников и в случаях гиперапидемии. Записаться на прием к специалисту можно круглосуточно по телефону Юсуповской больницы.

Противопоказания к применению лазера

Некоторые виды лазерной хирургии противопоказаны беременным женщинам, людям с открытой формой туберкулеза, заболеваниями крови и патологиями щитовидной железы.

Существует множество различных типов лазеров, каждый из которых имеет свои области применения и уникальные технические свойства: газовые, полупроводниковые, жидкостные. Название лазера часто отражает используемое активное вещество — неодимовый, углекислотный, аргоновый и т.д. В медицинских учреждениях используются три типа лазеров:

Представителями первого типа являются углекислотные лазеры немецкой компании CLS Martin Group MSO 25 plus и MSO 50 plus с длиной волны 10600 нанометров. В качестве активного вещества в них используется газовая смесь CO-N2-He, которая генерирует высокоэффективное излучение. Они обладают многими преимуществами лазерных инструментов, используемых в хирургии, и имеют широкий спектр применения. Они отличаются друг от друга только выходной мощностью (тканевой выход) — 25 Вт и 50 Вт. К привлекательным особенностям аппаратов, несомненно, относятся

• удобная ЖК-панель
• несколько режимов работы;
• максимальная плотность подачи луча;
• память на пять программ;
• встроенный сканер Soft Scan Plus и т.д.

Твердотельный неодимовый лазер YAG Martin MY60 с длиной волны 1064 нм также производится компанией KLS Martin. Инфракрасный луч генерируется кристаллом YAG (иттрий-алюминиевый гранат). Тонкое, гибкое кварцевое волокно, через которое проходит излучение, обеспечивает передачу энергии без потерь. Это свойство используется при проведении высокоточных операций на небольшой площади, позволяя заменить открытую хирургию эндоскопической. 60-ваттный Martin MY60 используется в:

• абдоминальная хирургия
• гинекология
• акушерство
• спинальная и сосудистая хирургия.

Неодимовый Nd YAG лазер Limax 120

Компания KLS Martin (Германия) выпустила новый хирургический неодимовый Nd YAG лазер Limax 120 с длиной волны 1318 нанометров, который обладает уникальными свойствами:

1. десятикратное увеличение поглощения в воде;
2. идеальное сочетание свойств резки, коагуляции и герметизации при воздействии на паренхимальную ткань, что особенно важно для процедур на паренхиме легких
3. надежный контроль кровотечения и потери воздуха
4. сохранение диаметра луча при изменении мощности (в отличие от прямых диодных лазеров), что позволяет работать с постоянным излучением при мощности до 120 Вт;
5. возможность использования сверхмалых оптических волокон (260 мкм);
6. Интуитивно понятный экранный интерфейс для простоты управления;
7. Полный спектр аксессуаров;
8. оригинальный дизайн;
9. компактность;;
10. портативность;
11. минимальное обслуживание.

Кроме того, в корпус лазера встроены дымоотвод и газовый блок.

Преимущества лазерной технологии в хирургии

Основными преимуществами использования медицинского лазера в хирургии являются

• минимальный риск осложнений
• повышенная производительность;;
• бескровность;
• минимальный риск образования рубцов и шрамов;
• отсутствие интенсивной боли;
• более короткое время вмешательства;
• отсутствие контакта между инструментом и тканями;
• короткий послеоперационный период;
• минимальное или полное отсутствие кровотечения во время процедуры;
• стерилизующий эффект лазера;
• минимальная вероятность осложнений как во время операции, так и в период восстановления;
• минимальное воздействие на окружающие ткани;
• совместимость с лапароскопией и эндоскопией.

Типы хирургических лазеров

Лазерная аденотомия

Процедура проводится под общим наркозом как у детей, так и у взрослых и длится около 1 часа. Она не требует госпитализации; пациенту достаточно находиться в палате в течение 6-8 часов.

Аденоидная ткань удаляется с помощью направленного лазерного луча. В носоглотку вводится эндоскоп, чтобы врач мог визуально осмотреть ее. Благодаря профессиональной процедуре в носоглотке остается остаток лимфоидной ткани, которая сохраняет свою функцию. Лазер также прижигает операционную рану, поэтому нет необходимости в наложении швов или кровопотере. На коже также не остается рубцов. Лазерная терапия устраняет воспаление, отек, а долгосрочным эффектом является повышение местного иммунитета.

Преимущества этой методики при удалении миндалин:

• Сниженный риск рецидива. Это связано с положительным воздействием лазера на кровеносные сосуды.
• Практически бескровная процедура.
• Быстрое время заживления. Ткани быстрее регенерируют благодаря сокращению не только капилляров, но и лимфатических сосудов.
• Короткий период полного восстановления.
• Более точное и качественное удаление ткани миндалины по сравнению с классической хирургией.
• Минимальная травматизация окружающих здоровых тканей.

Удаление мозолей и натоптышей

Показания к операции — Сухие мозоли и натоптыши.

Процедура проводится под местной инъекционной анестезией и занимает около 5 минут. Лазерный луч направляется на мозоль и либо испаряет всю аномальную ткань, либо коагулирует и затем удаляет образовавшийся сгусток.

Ороговевшие ногти не врастают в ткань, поэтому их легче удалить и часто даже не требуется анестезия.

Преимуществами современных лазерных методик являются:

• отсутствие дискомфорта и боли;
• риск инфицирования сведен к минимуму;
• отсутствие рубцов и шрамов;
• во время операции отсутствует кровотечение;
• быстрое заживление тканей;
• в большинстве случаев — удаление мозоли или натоптыша за один сеанс;
• очень низкий риск рецидива.

Каждый ли может пройти курс лазерной терапии?

Противопоказания к лазерной терапии включают следующие группы риска

• злокачественные опухоли;
• беременность;
• психические расстройства;
• сердечная и почечная недостаточность;
• туберкулез;
• фотодерматоз (чувствительность к свету);
• высокая температура тела;
• заболевания крови.

Курс лазерной терапии всегда назначается врачом, который подбирает наиболее эффективное индивидуальное лазерное лечение.

Компоненты лазера

Каждый лазерный аппарат состоит из трех основных компонентов. К ним относятся:

• Лазерный материал или активный агент;
• внешний источник энергии;
• оптический резонатор;

Активная среда возбуждается внешним источником энергии (источником накачки) для создания инверсии населенности. Спонтанное и стимулированное излучение фотонов происходит в среде усиления, что приводит к оптическому усилению, или амплификации. В качестве материалов для усиления обычно используются полупроводники, органические красители, газы (He, Ne, CO2 и т.д.), твердые материалы (YAG, рубин).

Источник накачки обеспечивает энергию, необходимую для инверсии населенности и стимулированного излучения в системе. Накачка может быть достигнута двумя способами — электрическим разрядом и оптическим методом. Примерами источников накачки являются электрические разряды, лампы-вспышки, дуговые лампы, свет от другого лазера, химические реакции и т.д.

Оптический резонатор обеспечивает имитацию процесса излучения. Он возбуждается высокоскоростными фотонами и генерирует лазерный луч. Фотоны должны распространяться перпендикулярно отражающей среде. В большинстве систем она состоит из двух зеркал. Одно зеркало является полностью отражающим, а другое — частично отражающим. Оба зеркала установлены на оптической оси, параллельно друг другу. Активная среда используется в оптической полости между обоими зеркалами. Такое расположение отфильтровывает только фотоны, пришедшие вдоль оси, а остальные отражаются зеркалами обратно в среду, где они могут быть усилены стимулированным излучением.

Типы лазеров

Существует множество различных типов лазеров. Лазерная среда может быть твердой, газовой, жидкой или полупроводниковой. Лазеры обычно определяются по типу используемого излучающего материала.

Твердотельный лазер

В твердотельных лазерах излучающий материал расположен в твердой матрице (например, лазеры на рубине или неодим:иттриевом гранате ‘Yag’). Неодимовый Yag-лазер излучает инфракрасный свет с длиной волны 1064 нанометра (нм). Один нанометр равен 1х10-9 метра.

Рисунок 5: Форма волны со строго гармонической (синусоидальной) временной зависимостью

Газовые лазеры

Газовые лазеры (гелиевые и гелий-неоновые, He-Ne, наиболее распространенные газовые лазеры) излучают в основном видимый красный свет. CO2-лазеры излучают энергию в дальнем инфракрасном диапазоне и используются для резки твердых материалов.

Эксимерные лазеры

Эксимерные лазеры (название происходит от терминов ‘возбужденный’ и ‘димер’) используют реактивные газы, такие как хлор и фтор, смешанные с инертными газами, такими как аргон, криптон или ксенон. При электрическом возбуждении образуется псевдомолекула (димер). При освещении димер излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне.

Лазеры на красителях

Лазеры на красителях используют сложные органические красители, такие как родамин 6G, в жидком растворе или суспензии в качестве излучающей среды. Они перестраиваются в широком диапазоне длин волн.

Полупроводниковые лазеры

Полупроводниковые лазеры не являются твердотельными лазерами. Они, как правило, имеют небольшие размеры и потребляют мало энергии. Они могут быть встроены в большие массивы, как, например, источник записи в некоторых лазерных принтерах или проигрывателях компакт-дисков.

Преимущества лазерной терапии перед другими методами

Лазерная терапия — активно развивающееся направление в современной медицине. Большинство современных методов позволяют лечить большое количество заболеваний. Большим преимуществом использования лазерной терапии является не только высокая эффективность лечения, но и очень малое количество ограничений и возможных побочных эффектов для пациентов по сравнению с другими методами. В последнее время в лазерной терапии используются не только низкоинтенсивные лазерные источники на основе диодных лазеров, но и более современные полупроводниковые лазерные излучатели на основе Nd:YAG и Nd:YAP лазеров. Излучение этих лазерных модулей не только глубоко и объемно проникает в поврежденную ткань, но и, благодаря своим свойствам, позволяет более избирательно воздействовать на очаги заболевания. В отличие от диодных лазеров, твердотельные лазеры могут генерировать импульсы практически любой длительности и любой пиковой мощности. В результате они могут инициировать управляемые фототермические и фотохимические процессы в клетках организма гораздо активнее, чем другие терапевтические процедуры, такие как массаж или использование ультразвука или других методов терапевтического оборудования.

Основными преимуществами лазерной терапии являются.

1. Лазерный луч действует не только на симптомы заболевания, но и эффективно воздействует на причину заболевания, что позволяет полностью излечить болезнь без рецидивов.
2. Лазерная терапия не имеет нехирургических побочных эффектов и осложнений. Это делает возможным применение лазера для любого типа пациентов.
3. Физиотерапевтические лазеры обладают очень высокой степенью фотоселективности, что означает, что они действуют только на очаг поражения и не мешают прилегающим здоровым тканям.
4. Лазеры в физиотерапии могут использоваться самостоятельно или в сочетании с другими методами лечения, включая введение лекарств.
5. Благодаря современным методам физиотерапии их воздействие на организм абсолютно безопасно. После процедуры лазерной терапии пациент может сразу же вернуться к активной жизни.

Преимущества использования лазера

Одним из преимуществ использования лазерной технологии является короткий реабилитационный период. Большинство лазерных процедур неинвазивны и практически не требуют простоя, в то время как при традиционном хирургическом вмешательстве реабилитационный период может занять несколько месяцев. При лазерном воздействии на дерму не нужно ждать, пока кожа заживет, в то время как при эпидермальном облучении требуется от нескольких дней до недели, чтобы свежий слой кожи зажил должным образом.

Еще одно преимущество лазерной косметологии — стоимость. В большинстве случаев это гораздо более дешевая альтернатива по сравнению с хирургическими процедурами. Лазерные процедуры могут проводиться одним специалистом, а не хирургической бригадой, и не требуют операционной.

Рис. 1 Лазерное лечение кожи

Недостатки лазерной косметологии

Недостатком лазерной терапии является необходимость систематического повторения процедур. В случае флуоресцентной технологии (AFT), лазерной терапии интенсивным импульсным светом (IPL) для поддержания эффекта рекомендуется ежегодное повторение процедур или курс процедур. Лечение лазером CO2 обеспечивает видимые результаты на срок до пяти лет. Результаты традиционной хирургии, напр. подтяжки лица, более долговечны, но имеют длительный период реабилитации и более склонны к осложнениям.

Различные типы лазеров можно классифицировать по нескольким критериям. Во-первых, состояние концентрации активного вещества. Наиболее распространенными газовыми лазерами, используемыми в косметологии, являются CO2-лазеры. К твердотельным лазерам, напротив, относятся рубиновый, Nd:YAG, KTP, Er: YAG и александритовый лазеры. К группе жидкостных лазеров относятся лазеры на красителях.

Преимущества лазеров в хирургии

Использование лазерных лучей в хирургии обеспечивает селективное и контролируемое облучение тканей. Лазерная хирургия имеет ряд преимуществ:

1. Бережное отношение к здоровым тканям,
2. бесконтактность (обеспечивается почти полная стерильность).
3. Высокая точность и малая площадь разреза,
4. Практически бескровная хирургия благодаря коагуляции,
5. Сокращение послеоперационного времени,
6. Значительное уменьшение или полное отсутствие рубцов,
7. Минимизированный риск послеоперационных осложнений,
8. Можно комбинировать с эндоскопом или лапароскопом и т.д.

Типы хирургических лазеров

В настоящее время в хирургии наиболее часто используются следующие лазеры:

1. Неодимовый лазер (1064 нм) — проникает на глубину до 4 мм и используется для коагуляции в урологии, гинекологии, для удаления опухолей или остановки кровотечения,
2. Эрбиевый лазер (2940 нм) — используется для уменьшения возможных хирургических шрамов,
3. Диодный лазер (808 нм) — обычно используется для небольших хирургических процедур (гинекология, офтальмология и т.д.),
4. CO2 лазер (10 600 нм) — проникает до 0,1 мм и используется в общей хирургии и гинекологии.

В настоящее время на мировом рынке представлено большое количество лазерных систем для лазерной хирургии. Медицинская система LASEST является одним из самых надежных решений для лазерной хирургии благодаря удачному сочетанию неодимового, эрбиевого и диодного лазерных модулей в одном комплекте.

Читайте далее:

• Лазеры в медицине с первого взгляда физика.
• Типы лазеров в медицине.
• Использование лазера в хирургии.
• Использование лазеров в терапии.
• Лазерная медицина.
• Аппарат для лазерной шлифовки купить.
• Эрбиевый лазер в косметологии.
• Шлифовка рубцов с помощью эрбиевого лазера.