- •Е.А. Шахно физические основы применения лазеров в медицине
- •Оглавление
- •1. Обзор основных направлений применения
- •1.1. Лазерная диагностика
- •1.2. Лазерная терапия
- •1.3. Фотодинамическая терапия
- •1.4. Лазерная хирургия
- •1.5. Основные типы лазеров, применяющихся в медицине
- •2. Некоторые свойства биологических тканей
- •2.1. Оптические свойства ткани
- •2.2. Теплофизические свойства тканей
- •2.3. Оптический и термический перенос энергии
- •3. Основные явления, наблюдаемые при воздействии лазерного излучения на биоткань
- •3.1. Действие лазерного излучения на биологическую ткань в
- •3.2. Тепловые воздействия
- •3.3. Фотохимические воздействия
- •3.4. Нелинейные процессы
- •Фотоабляция
- •Оптический пробой
- •4.1. Тепловой механизм
- •4.2. Механизмы взрывного действия
- •4.3. Действие лазерного излучения уф диапазона на биологические ткани
- •4.4. Эффекты, сопутствующие абляции
- •5. Основы практического применения лазеров в хирургии
- •5.1. Основные принципы применения лазеров
- •В). Хирургия конечностей
- •5.2. Особенности течения раневого процесса после воздействия на ткань излучения хирургического лазера
- •Примеры применения лазеров в различных
- •6.1. Лазерные технологии в дерматологии
- •6.2. Лазерные технологии в стоматологии
- •6.3. Лазерные технологии в офтальмологии
- •6.4. Лазерные технологии в оториноларингологии
- •6.5. Лазерная терапия. Внутрисосудистое лазерное облучение крови
- •6.6. Лазерная сварка ткани
- •Кафедра лазерных технологий и экологического приборостроения
- •История кафедры лт и эп делится на
- •4 Разных периода:
- •1) Лазерное формирование многофункциональных зондов (мз) для зондовой микроскопии с целью создания универсальных зондовых микроскопов.
- •3) Наноструктурирование тонких металлических и полупроводниковых слоев.
- •4) Управление микрогеометрией, наношероховатостью и физико–химичекими свойствами поверхности материалов
- •2. Лаборатория лазерной очистки и реставрации произведений культуры и искусства (пкин) организована совместно с фирмой ооо «Мобильные лазерные системы».
1.4. Лазерная хирургия
Во всех случаях, рассмотренных выше, используется лазерное излучение относительно низкой мощности, при которой излучение не наносит непосредственного повреждения ткани и клеткам живого организма. При лазерной хирургии разрушение ткани происходит непосредственно в процессе воздействия.
Основные показания применения лазеров в хирургии:
– микрохирургические операции (в частности на глазу),
– удаление небольших опухолей,
– операции, требующие избирательного воздействия (пигментные пятна, винные пятна, другие подкожные образования, например, татуировки),
– реканализация сосудов, проходов,
– остановка кровотечений и операции на кровенасыщенных органах,
– сварка тканей.
В лазерной хирургии используются достаточно мощные лазеры, плотность мощности излучения которых достаточна для удаления, разрушения или термического некроза клеток, тканей или иных объектов, подлежащих ликвидации. Именно в области лазерной хирургии достигнут большой прогресс – сравнительно с другими областями лазерной медицины.
Методы лазерной хирургии:
– непосредственное удаление вещества (абляция),
– коагуляция,
– сварка (соединение),
– дробление (с помощью ударной волны).
Необходимо отметить, что нежелательно применение лазера как режущего инструмента при рассечении кожи, мышц и внутренних полых органов, так как в отличие от обычного режущего инструмента воздействие излучения вызывает краевое повреждение структур, что замедлило бы заживление, вызвало бы появление рубцов. Тем не менее, область применения лазеров в хирургии исключительно широка. Приведем краткий (и естественно не исчерпывающий) обзор основных областей применения лазеров в хирургии.
1. В общей хирургии
– остановка и профилактика кровотечений,
– удаление желчного пузыря и отростка слепой кишки,
– для сварки стенок полых органов.
2. В сердечно-сосудистой хирургии
– восстановление просвета сосудов (реканализация сосудов),
– ликвидация патологических очагов возбуждения в сердечной мышце (удаление),
– для улучшения кровоснабжения миокарда кровью непосредственно из левого желудочка,
– для соединения рассеченных сосудов путем их сварки.
3. В торакальной хирургии (устранение патологии органов грудной полости: легкие, плевра, бронхи, пищевод)
– восстановление просветов (реканализация) бронха и пищевода,
– удаление небольших опухолей.
4. В нейрохирургии
– удаление опухолей головного и спинного мозга,
– сварка нервных стволов.
5. В оториноларингологии
– удаление опухолей и рубцов на гортани и в полости носа (микрохирургические операции, т. е. прецизионные, с оптическим контролем),
– остановка носовых кровотечений,
– тонзилэктомия (удаление миндалин),
– парацентез (прокол барабанной перепонки при остром отите),
– формирование прохода между ротовой полостью и просветом гайморовой пазухи (при гайморите).
6. В офтальмологии
– рассечение глазодвигательных мышц,
– ликвидация некоторых опухолей,
– выполнение разрезов и проколов глазного яблока,
– коагуляция отдельных участков сетчатки (при ретинопатии),
– приваривание отслоившейся сетчатки,
– создание фистулы (прохода) между передней и задней камерами глаза при глаукоме,
– удаление хрусталика при катаракте,
– кератопластика (проведение операций на роговице).
7. В урологии
– частичная нефрэктомия,
– остановка почечных кровотечений травматического происхождения,
– литотрипсия (дробление почечных камней),
– простатэктомия при доброкачественных новообразованиях простаты,
– кастрация при раке простаты,
– реканализация семявыводящих протоков и мочеиспускательного канала,
– остановка кровотечений из поверхности мочевого пузыря,
– удаление опухолей в дистальных отделах мочеточника.
8. В акушерстве и гинекологии
– клиновидная резекция и коагуляция яичника,
– резекция шейки матки.
9. В стоматологии
– удаление кариозных масс,
– обработка пульпарной полости,
– удаление прикорневых кист,
– ликвидация доброкачественных новообразований слизистой полости рта.
10. В травматологии и ортопедии
– обработка костной ткани (ампутация),
– обработка хрящевой ткани (например, при разрыве менисков коленного сустава),
– при манипуляциях на межпозвоночных дисках.
11. В дерматологии
– удаление злокачественных, потенциально злокачественных и доброкачественных новообразований на любых поверхностях кожных покровов,
– удаление доставляющих неудобства или эстетически неприемлемых образований на коже (родимые пятна, винные пятна, папилломы и т. п.).
12. В косметологии
– вмешательства по поводу косметических дефектов,
– лазерная шлифовка кожи,
– лазерное омоложение кожи.
13. В онкологии
– удаление злокачественных опухолей на ранних стадиях,
– реканализация просветов полых органов у неизлечимых пациентов,
– лечение некоторых медленно прогрессирующих заболеваний,
– устранение метастазов,
– лечение многих доброкачественных новообразований (в желудочно-кишечном тракте, на слизистых оболочках полостей рта, носа, гортани, на поверхности кожи и др.).
Все операции характеризуются либо открытым доступом к объекту вмешательства, либо доступ обеспечивается путем предварительного рассечения и раздвигания тканей. Существуют также эндоскопические операции, когда доступ к объекту осуществляется через естественные отверстия (пищевод, трахея, полость носа и т. д.) или через небольшие проколы, в которые затем вводятся зонды для подведения хирургических инструментов. Такие операции весьма перспективны, так как они менее травматичны и в ряде случаев даже не требуют обезболивания по месту проведения основной процедуры. В лазерных эндоскопических операциях лазерное излучение с заданными параметрами вводится по катетеру через гибкий световод.