Лазерная хирургия верхних дыхательных путей

14.12.2014

Лазеры стали обычным инструментом хирургического и нехирургического лечения в ветеринарной медицине лошадей. Преимущества лазеротерапии в сравнении с другими видами лечения основаны на многогранной способности лазерной энергии влиять на биологические ткани, а также на возможности точно использовать этот вид излучения в труднодоступных участках организма. Большими преимуществами лазера в сравнении с другими видами лечения являются множество различных видов взаимодействия с тканью, которые могут быть представлены, точность в применении и возможность применить энергию лазера в малодоступных участках.
Лазер - аббревиатура из начальных букв light amplification of stimulated emission of radiation (усиление света стимулированным излучением). Свет, излучаемый лазерами, действует в соответствии с основными свойствами света и электромагнитного излучения, но он сильно отличается от света, испускаемого обычными источниками, такими как лампы накаливания, флюоресцентные лампы или солнечный свет. Сходство между лазерным и обычным белым светом заключается в том, что любой свет состоит из частиц (фотонов), которые перемещаются в пространстве в виде особых волн. Белый свет представляет собой смесь множества волн различной длины. Каждый цвет видимого света имеет свою собственную характерную длину волны. Видимый свет имеет электромагнитный спектр длин волн в диапазоне примерно от 400 до 700 нм.
Лазерный свет может находиться в пределах спектра видимого света, но он значительно отличается от белого своей монохроматичностью, коллимацией и когерентностью. Лазерный свет состоит из волн одной длины или из чрезвычайно узкого диапазона длин волн и поэтому считается «монохроматическим». Кроме того, свет, излучаемый лампами или прожекторами, быстро рассеивается, а лазерный свет имеет очень малый угол расхождения луча. И наконец, световые волны могут распространяться в пространстве без какой-либо жесткой взаимосвязи друг с другом, то есть они инкогерентны. Если волны выстроены вместе так, что их пики и впадины соответствуют друг другу, то они в фазе, или когерентны. Лазерный свет когерентный, а белый свет нет.
Компоненты, необходимые для создания лазерного света; активная среда, источник мощности, оптический резонатор и выходное устройство (полупрозрачное зеркало). Активная среда - это материал, который определяет длину волны лазера. Средой может быть газ, жидкость, твердое вещество или место соединения между двумя пластинами полупроводниковых материалов. Источник мощности - это генератор, который стимулирует излучение радиации, а вид энергии, используемый в качестве источника мощности, определяется средой лазерной генерации. Оптический резонатор можно представить как зеркала с двух сторон среды, который отражает свет обратно в среду для «амплификации» (усиления). Выходное устройство позволяет порции лазерного света, находящегося между двумя зеркалами, покинуть лазерный резонатор в виде луча.
Лазеры характеризуются двумя основными параметрами: delineated средой (диод; CO2; алюмоиттриевый фанат, легированный неодимом [neodymium:yttrium-aluminum-garnet, Nd:YAG]); и выходной мощностью (импульсная и непрерывная). Также существует общая система классификации по мощности лазера и его безопасности (классы I—IV). К классам I и II относятся лазеры малого риска с мощностью менее 1,0 мВт. «Холодные», или терапевтические, лазеры относятся к III классу. Все хирургические лазеры относятся к классу IV (>0,5 Вт). Хотя мощность измеряется в ваттах, плотность мощности называется энергетической освещенностью (облученностью) и представляет собой количество мощности, приходящееся на единицу площади поверхности. Энергетическая освещенность равна отношению выходной мощности лазера к величине лазерного луча (Вт/см2). Таким образом, луч большей величины при данной мощности будет иметь меньшую энергетическую освещенность. Количество джоулей отражает общую энергию, которая равна выходной мощности лазера (в ваттах), умноженной на время экспозиции (в секундах). Плотность потока энергии равна отношению джоулей к величине лазерного луча и измеряет общее количество энергии, направленной на ткань во время лечения. Понимание этого факта важно, так как эффективность конкретного лазера определяется не только длиной его волны, но также и тем, как он применяется.
Существует несколько путей взаимодействия лазерного света с тканью. Он может быть поглощен, пропущен, отражен или рассеян. Процентное соотношение каждого вида взаимодействия зависит от характеристик ткани и лазерного света. Объем поглощения зависит от длины световой волны по отношению к содержанию хромофоров в ткани (гемоглобин, кератин, белок, вода, меланин). Каждый хромофор имеет свой собственный спектр поглощения волн света различной длины. Если свет поглощается, он трансформируется в тепловую энергию. Нагревание ткани до 60 °C приводит к коагуляции белков, а нагревание до температуры свыше 100 °C - к испарению. Таким образом, лазеры оказывают различные биологические эффекты в зависимости от коэффициента поглощения энергии. Хотя испарение и коагуляцию на операции можно наблюдать, существует зона термического повреждения глубже той, которую можно видеть на операции. Если затрачен большой объем энергии, который нечетко сфокусирован на интересующем участке, может развиться обширный послеоперационный отек и травма тканей.

ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ

Лазеры стали обычным инструментом для ускорения заживления при многих различных видах повреждений. В этих целях лазеры применяются гораздо больше, чем в хирургии. Терапевтические лазеры называются «холодными», или лазерами малой мощности и относятся к II и III классам. Они могут индуцировать тепло, которое ощущается от колбы мощностью 60 Вт, находящейся близко к коже, но не более того. Положительное воздействие этих
лазеров заключается в анальгетическом действии, обусловленном изменением нервной проводимости, а также в ускорении заживления ран путем стимуляции обмена внутриклеточного кальция, что в итоге приводит к ускорению синтеза белка и выработке коллагена. Чаще всего применяются лазеры на арсениде галлия (GaAs) и гелий-неоновые (HeNe). Облучение тканей проводят на расстоянии 1-2 мм от поверхности при общей плотности энергии 5 Дж/см2.

ХИРУРГИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ

Хотя хирургические лазеры существуют с 1960 года, они не оказали огромного влияния на хирургию лошадей до тех пор, пока не появилась возможность применять лазеры через маленькие гибкие оптические волокна. Эти волокна можно провести через биопсийный канал видеоэндоскопа и манипулировать ими под видеоэндоскопическим контролем. Это достижение совершило революцию в лечении заболеваний верхних дыхательных путей, дав хирургу возможность доступа к поражениям, располагающимся внутри носовой полости, гортани и глотки, без хирургического разреза кожи. Эта новая технология также дала возможность точно разъединять ткани с высокой реактивностью и сильной васкуляризацией с одновременным обеспечением надежного гемостаза.
Два самых распространенных вида лазера, применяемых в хирургии верхних дыхательных путей, - диодный и Nd:YAG лазеры. Они имеют длины волн 980 нм и 1064 нм соответственно и могут проходить по маленькому гибкому оптическому кварцевому волокну без значительного нарушения длины волны. Диодный лазер имеет два основных преимущества по сравнению с NdYAG - это очень маленький прибор (менее 6803,85 г) и более дешевый, чем NdYAG. Главный недостаток диодного лазера -ограничение мощности 25 Вт, в то время как NdYAG может превышать 50Вт. Другие лазеры, такие как CO2, не могут эффективно передаваться по маленьким волокнам из-за своей значительно большей длины волны, и поэтому их невозможно применять со стандартным видеоэндоскопом. Хотя длина волны CO2 лазера сильно поглощается водой, и поэтому он является отличным точным ножом, он имеет только poor-to-fair коагулирующую способность. Длины волн диодного и NdYAG лазеров диффузно поглощаются всеми белковыми молекулами и поэтому имеют большую коагулирующую способность, при этом они режут так же хорошо, как и СО2-лазер.
Лазером можно пользоваться в контактном и бесконтактном режимах. Большинство операций может быть выполнено с помощью простого (обнаженного) волокна (без специального наконечника) контактным способом. Такой метод обеспечивает очень аккуратное, управляемое рассечение и гемостаз мелких сосудов респираторной слизистой оболочки и обеспечивает хирургу некоторое тактильное ощущение при выполнении процедуры. В большинстве случаев достаточно низких настроек мощности - 14-18 Вт. Это также означает, что можно использовать маленький и очень портативный диодный лазер. Если лазер используется правильно, должно возникать небольшое боковое термическое повреждение. Хирург иссекает ткань, проводя световодом через ткань так, как он (или она) слегка бы проводили лезвием скальпеля. Taким способом обычно выполняют такие операции, как аксиальное разделение при ущемлении надгортанника, резекция поднадгортанных или фарингеальных кист, резекция голосовых связок, резекция грануляционной ткани и лечение тимпании воздухоносных мешков.
При бесконтактной лазерной хирургии световод удерживается на расстоянии 3-5 мм от ткани-мишени. Для эффективной работы Nd:YAG-лазером обычно требуется настройка на большую мощность - 40-60 Вт. Бесконтактная хирургия применяется в большей степени для удаления кистоподобных образований, таких как гематомы решетчатой кости или кисты глотки, и для вапоризации (испарения) мембранных образований.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Огромное преимущество применения лазеров в респираторной хирургии заключается в том, что операции можно выполнять в амбулаторных условиях на стоящем животном в состоянии седации. Это также способствует более короткому, легкому послеоперационному восстановлению из-за отсутствия разреза кожи. Операции могут выполняться на животном, стоящем в станке и под внутривенной седацией, например ксилазином (0,44 мг/кг). Может потребоваться введение повторных половинных доз или длительно действующего препарата в зависимости от процедуры и опыта хирурга. Если лошадь находится в состоянии седации, то применять закрутку для введения эндоскопа обычно не требуется. Голову лошади можно закрепить на поперечных перекладинах для поддержки, но у головы лошади всегда должен находиться человек для обеспечения безопасности и изменения положения головы при необходимости. На интересующую поверхность наносится местный анестетик через полиэтиленовую трубку, введенную в биопсийный канал эндоскопа. Когда вводится анестетик, лошадь часто глотает, и его нанесение должно периодически прерываться, чтобы обеспечить правильное распределение анестетика между актами глотания. Анестетик обычно действует приблизительно в течение 2 часов, поэтому животному не разрешают есть в течение 1-2 часов после операции.
Всегда следует соблюдать технику безопасности при работе с лазером. Несмотря на то что лазер применяется внутри дыхательных путей, хирургический персонал все равно должен носить защитные очки для работы с лазером как предосторожность против любой осечки лазера. Когда лазер не используется, он всегда должен находиться в режиме ожидания. Если операция выполняется на лошади под общей анестезией вблизи эндотрахеальной трубки, концентрацию кислорода необходимо снизить гелием, чтобы резко снизить риск спонтанного воспламенения. При контактной лазерной операции на стоящей лошади эвакуация дыма, как правило, не требуется, но может быть необходима при бесконтактной работе или когда лошадь находится под общей анестезией.
Противовоспалительное лечение - краеугольный камень послеоперационной поддержки после хирургии верхних дыхательных путей. В период непосредственно после операции внутривенно вводятся фенилбутазон (4,4 мг/кг) и дексаметазон (0,044 мг/кг). Оба препарата рекомендуются к применению в течение нескольких дней в уменьшенной дозе в зависимости от вида операции и ожидаемой степени воспаления. Также можно проводить местное противовоспалительное лечение при помощи катетера №10Fr, введенного в носоглотку через носовой проход. Через катетер медленно вводят 10 мл смеси диметилсульфоксида, глицерина и раствора дексаметазона, наблюдая тем временем за глотательными движениями. Эта смесь вводится дважды в день в течение 7 дней. Как правило, антибиотики не назначаются, за исключением случаев, когда хирург работает с утолщенной рубцовой тканью, где кровоснабжение может быть ограничено или где необходимо экстенсивное применение лазера. Несмотря на то что вапоризация всей ткани лазером приводит к стерильному разрезу, прилегающие ткани горла и рта могут легко контаминировать открытую рану в конце операции. Неопытность хирурга может привести к большему термическому повреждению, чем можно видеть, и повышенной восприимчивости к инфекции даже здоровых тканей, особенно когда лазер применяется на поднадгортанных тканях.

РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ОПЕРАЦИИ

Аксиальное разделение при ущемлении надгортанника

Почти все ущемления поддаются хирургическому лечению с контактным применением лазера, за исключением хронических случаев с более сильным утолщением. Лошадь подвергают седации, как описано выше. На ущемляющую мембрану и дорсальную поверхность надгортанника наносится местный анестетик. Мощность лазера устанавливают на 16 Вт. Лазерный световод продвигается на 1-2 см дальше из эндоскопа, так чтобы пластиковая оболочка вокруг оптоволокна была отчетливо видна. Чтобы выполнить разрез, световод проводится рострально по дорсальной средней линии, начиная от каудального края ущемляющей мембраны по направлению к верхушке надгортанника. Перед применением лазера таким способом хирург должен убедиться в том, что лазерный световод будет сохранять контакт с тканью в течение всего маневра. Иногда требуется изменить положение головы лошади. Мембрана будет смещаться назад с каждым штрихом, и потребуются многократные штрихи, чтобы полностью разрезать мембрану перед тем, как она освободит надгортанник. Когда разрез будет почти завершен, можно индуцировать глотание, при котором мембрана сместится вентрально. Если мембрана полностью отодвигается под надгортанник, глотание индуцируют снова, чтобы убедиться в том, что ущемление не возобновляется. Если после многочисленных глотаний ущемления не возникает, процедура завершена. Обычно требуется 1000-3000 Дж, чтобы выполнить всю процедуру. Животное лечат противовоспалительными средствами, как описано выше, и после 2-3 недель отдыха можно вернуться к тренировкам. При элементарных ущемлениях необходимости в применении антибиотиков нет. Ущемления с изъязвлениями лечат аналогично. Антибиотикотерапия рекомендуется при ущемлениях, где ущемляющая мембрана сильно утолщена. Если после завершения разделения мембрана не уходит под надгортанник, лошадь следует сначала лечить медикаментозно. Ущемление должно устраниться в течение 7-10 дней. Если мембраны остаются в аномальной позиции, хирург может захватить их бронхо-пищеводными захватывающими щипцами длиной 600 мм и резецировать при помощи лазера контактным способом.

Кисты

Кисты могут образовываться на стенке глотки или в под-надгортанной области. Фарингеальные кисты часто возникают на дорсальной поверхности глотки и могут быть легко резецированы с применением лазера контактным способом. При таком подходе хирург проводит световодом через соединение кисты со стенкой глотки. Ткань кисты можно захватить длинными захватными щипцами, которые вводятся через противоположную ноздрю. Альтернативным методом является вапоризация кисты лазером бесконтактным способом. Световод с настроенной мощностью 40Вт удерживается перпендикулярно на расстоянии нескольких миллиметров от кисты. Хирург медленно бланширует кисту «подметающими» движениями световода над кистой без пунктирования ее до наступления полной вапоризации.
Поднадгортанные кисты более сложны для лечения. Если киста видна над нёбом, лошадь можно подвергнуть седации и обезболить участок, как было описано выше. Следует соблюдать осторожность, чтобы не заставить лошадь глотать после того, как глотка анестезирована, и до тех пор, пока киста не будет крепко фиксирована захватными щипцами. Если киста западает под нёбо, будет трудно снова поднять ее вверх. Как только киста захвачена, путем ротации щипцов и небольшого вытяжения или оттеснения, основание кисты может быть выведено в поле зрения и резецировано лазерным световодом контактным способом. Киста может быть случайно пунктирована во время процедуры, но измененная ткань кисты остается видна и может быть резецирована. Если кисту невозможно удалить над нёбом, рекомендуется подвергнуть лошадь общей анестезии и выполнить процедуру аналогично, но через рот. Для эвакуации дыма может потребоваться отсос. Перед возвращением лошади к тренировкам рекомендуются одна неделя противовоспалительного лечения и 3 недели отдыха.

Грануляционная ткань в области черпаловидного хряща

Лазерное иссечение может быть эффективным лечением грануляционной ткани при отсутствии первичного заболевания черпаловидного хряща или хронической травмы черпаловидного хряща, вторичной по отношению к гемиплегии. Лошадь подвергают седации и выполняют местное обезболивание, как описано выше. Бесконтактная лазерная абляция нежелательна, так как более вероятно приведет к сильному термическому повреждению, поэтому рекомендуется контактное лазерное иссечение. Хирург работает световодом через основание грануляционной ткани до тех пор, пока она почти полностью не освободится, и только после этого захватывает ее. Как только ткань захвачена, всего одно-два движения должны полностью освободить ткань для извлечения. Если хирург захватывает ткань в начале процедуры, она разорвется вследствие частых глотательных движений.

Хордэктомия

Эта процедура всегда выполняется как дополнение к ларингопластике или в отдельности в случаях легкой гемиплегии у нескаковых лошадей. Хордэктомию легче всего выполнять у лошади под общей анестезией посредством контактного лазера, но эту операцию можно проводить у стоящей лошади. Лошадь подвергается общей анестезии, так чтобы голосовая связка, подлежащая резекции располагалась сверху, и затем лошадь интубируют назотрахеально. Чтобы предотвратить спонтанное воспламенение газов внутри эндотрахеальной трубки концентрацию кислорода снижают гелием. В рот лошади вводят зевник и трубку для отсоса, которую вручную размещают чуть ростральнее нижней голосовой связки. С помощью видеоэндоскопа бронхо-пище-водные щипцы вводятся через рот лошади и захватывают нужную голосовую связку. Если ее невозможно захватить из-за вертикальной ориентации связки и челюстей, первый лазерный разрез связки выполняется чуть ниже голосового отростка. Эта процедура располагает ткань в горизонтальной плоскости, и ее легче захватить. Щипцы поворачивают так, чтобы натянуть связку в направлении от мешочка, и выполняют разрез дорсо-вентрально с помощью световода. Как только разрез достигнет самого вентрального участка связки, щипцы поворачиваются обратно, чтобы слегка разделить связки; затем резецируемая связка оттесняется каудально. Такой метод позволяет хирургу наблюдать любое натяжение на медиальной стороне связки, так чтобы пересечь его, полностью освобождая связку для извлечения. В образовавшемся дефекте можно разместить марлевый тампон размером 4x4, привязанный к тесьме длиной 40 см, для обеспечения гемостаза, в то время как выполняется ларингопластика. Марля удаляется непосредственно перед тем, как лошадь помещается в послеоперационную палату.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Хотя лазер стал незаменимым инструментом для многих операций на верхних дыхательных путях, его неправильное применение может вызвать сильную травму и непоправимое повреждение. Следует проявлять чрезвычайную осторожность и использовать ровно столько энергии, сколько необходимо для решения задачи, и минимизировать внешнее прижигание. При правильном применении лазер значительно уменьшает потребность в более экстенсивной хирургии и ускоряет выздоровление пациента.