Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования   Санкт-Петербургский Государственный Медицинский Университет

имени академика  И.П.Павлова 

    Кафедра оперативной хиррургии

 
 
    РЕФЕРАТ

    на  тему:

    «Механизм действия лазерного излучения на ткани и использование лазерного скальпеля в стоматологии» 
 

          Выполнила: студентка 274 группы

Стоматологического  факультета                     

  Попова Л. А.

          Научный руководитель:

          Крылов А.А. 

                
 

    Санкт-Петербург

2010 

Оглавление

Введение 3

Свойства лазера 4

Преимущества лазера 5

Виды воздействия лазера на биоткани 6

Подупроводниковый лазер 6

Методики использования лазера 8

Применение лазера в стоматологии 8

Заключение 12 

 

Введение

 

       Создание  лазера можно справедливо считать  одним из самых значительных открытий ХХ века. На сегодняшний день лазер применяется в самых различных областях.  

       Лазерное  излучение используется в медицине вот уже более 40 лет.  С помощью лазеров в хирургии можно проводить прецизионно точное локальное воздействие, а также бескровные операции. Применяя определенные режимы лазера, можно делать операции по послойному "сухому" стравливанию ткани роговицы глаза и импульсному удалению опухолей с минимальным повреждением здоровых тканей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 Свойства  лазера

 

       К достоинствам лазеров, определяющим их широкое применение в медицине, можно отнести следующие свойства:

• высокая точность
• селективность
• повторяемость параметров
• абсолютная стерильность при неконтактном и контактном воздействии

 

       Современные направления медико-биологического применения лазеров могут быть разделены на две основные группы.  

       Типы  воздействия на биологическиестр уктуры

• Коагуляция тканей(офтальмология, онкология, дерматология)
• Рассечение тканей (хирургия)
• Биостимуляция(физиотерапевтическое применение)

  

 К первому типу отнесено воздействие на ткани патологического очага импульсным или непрерывным лазерным излучением 
при плотности мощности, недостаточной для глубокого обезвоживания, испарения тканей и возникновения в них дефекта.

       Этому типу воздействия соответствует, в  частности, применение 
лазеров в дерматологии и онкологии для облучения патологических тканевых образований, которое приводит к их коагуляции. Второй тип — рассечение тканей, когда под влиянием из лучения лазера непрерывного или частотно-периодического дей ствия часть ткани испаряется и в ней возникает дефект. В этом случае плотность мощности излучения может превосходить ис пользуемую при коагуляции на два порядка и более. Этому типу воздействия соответствует хирургическое применение лазеров.

       К третьему типу можно отнести влияние  на ткани и органы 
низкоэнергетического излучения, обычно не вызывающего явных 
морфологических изменений, но приводящего к определенным биохимическим и физиологическим сдвигам в организме, т. е. воздействие типа изиотерапевтического.

       Можно выделить такие основные эффекты  воздействия лазерного излучения  на биоткани:  

Ø       фотобиологические эффекты (нагрев ткани до 40-45°)

Ø       коагуляция (60-80°)

Ø       высушивание (80-100°)

Ø       обугливание (более 150°)

Ø       абляция (более 300°)  

       Закономерности, управляющие проникновением излучения  в ткани, имеют непосредственное отношение к проблеме механизма  биологического действия лазерной радиации. Одна из причин ограниченной глубины  проникновения состоит в поглощении лазерного излучения биологическими тканями, а это поглощение является за редким исключением обязательным начальным звеном, которое предшествует цепи изменений, развивающихся в  облученном организме. Глубина проникновения  лазерного излучения в ткани  весьма важна в практическом отношении, так как в зависимости от нее  определяются границы возможного применения лазеров в клинике.

 

   Преимущества лазера

         За последние годы были разработаны эффективные лазерные технологии хирургического лечения различных заболеваний, и лазерные скальпели стали привычными и эффективными инструментами для врачей. 

        Привлекательность лазерных технологий объясняется рядом  преимуществ перед альтернативными  методами. Прежде всего, лазеры в хирургии позволили осуществлять прецизионно  точное локальное воздействие, поскольку,  рассекая ткани, лазерный луч одновременно коагулирует кровь на стенках разреза (Неменов М.И.). Благодаря этому сокращаются кровопотери, появилась возможность работы на кровенаполненных органах, например печени, реализуется давняя мечта хирургов – возможность работы на сухом операционном поле (Агеева С.А., Минаев В.П.). Использование таких режимов лазеров как модуляция добротности и синхронизация мод, позволило проводить уникальные операции по послойному «сухому» стравливанию ткани роговицы глаза и импульсному удалению опухолей с минимальным повреждением здоровых тканей. Высокая точность, селективность, повторяемость параметров и абсолютная стерильность, как при неконтактном, так и контактном воздействии — вот основные преимущества лазеров в современной хирургии (Неменов М.И.).

        При операциях, проводимых без общего наркоза, уменьшаются  операционные и послеоперационные  боли, минимальным оказывается послеоперационный  отек, снижается психологическая  травма пациентов, особенно детей. (Агеева С.А., Минаев В.П.). 

        Преимущество лазерного  луча связано с его способностью пересекать и испарять ткань, причиняя ей минимальные повреждения. Ткань  разрушается вследствие “закипания”  клеточной жидкости. “Клеточный пар” деформирует и разрывает тканевые элементы, унося их остатки из раны, часть их воспламеняется и сгорает, а часть обугливается, образуя  лазерный струп. Разрезы тканей лазерным лучом практически бескровны. Это  обусловлено образованием коагуляционного “лазерного” тромба. Подлежат коагуляции венозные и артериальные сосуды до 0,5 мм и более без применения дополнительных инструментов.

        “Лазерный” коагуляционный некроз качественно отличается от некроза, вызываемого электрокоагуляцией или криодеструкцией тем, что его зона намного меньше. Заживление тканевого дефекта происходит значительно быстрее. На границе “лазерной” раны наблюдается совсем незначительная лейкоцитарная инфильтрация, что ведет за собой уменьшение зоны воспалительного отека и сокращения фазы пролиферации. Клетки в среднем повреждаются на 0,5 мм (500 мкм) от точки воздействия, глубина термического некроза обычно не превышает 0,2-0,3 мм (300 мкм).

        Лазерное излучение  обеспечивает стерильность послеоперационной  раны, абластичность и, следовательно, снижает опасность развития гнойных осложнений в послеоперационном периоде, способствует формированию более нежного рубца. 
 
 

        Эффекты высокоэнергетического  лазерного излучения 

        Воздействие  ИК высокоэнергетического лазерного излучения  проявляется эффектами: 

Ø      Разреза

Ø      Вапоризации (выпаривания) 

Ø      Поверхностной коагуляции тканей.  

        Разрез (рассечение) производят максимально сфокусированным лазерным лучом (при максимальной мощности прибора от 8 до 10 Вт и более) за счёт послойного испарения тканей. Расстояние от излучателя до ткани должно быть  3-4 мм (это есть расстояние от излучателя до точки фокуса). Диаметр лазерного пятна (в точке фокуса) равен 400-500 мкм, и является минимальным.  

        Вапоризация (выпаривание) осуществляется слегка расфокусированным лазерным лучом (до 1-2 мм при мощности от 8 до 10 Вт), при этом расстояние от  излучателя до ткани возрастает.  

        Коагуляция  биотканей достигается расфокусированным лучом (от 3 до 6–8 мм и более, в зависимости от мощности данного аппарата) (Доронин В.А.). 

Виды  воздействия лазера на биоткани

 

        Воздействие лазера на биоткани может осуществляться контактным или бесконтактным методом. При бесконтактном использовании лазерного скальпеля воздействие на биоткань осуществляется лазерным излучением. При использовании контактных методик зачищенный от защитных оболочек дистальный конец кварцевого световода вводится в соприкосновение с тканью. В месте соприкосновения с тканью на материал светопровода налипают частицы сгоревших тканей, в которых поглощается лазерное излучение, при этом происходит сильный разогрев материала, и действие лазерного излучения дополняется термическим воздействием раскаленного конца волокна или наконечника. Благодаря этому возрастает эффективность воздействия на ткань и снижается уровень лазерной мощности, рассеиваемой в пространство. Это особенно важно в случае, если в качестве хирургического используются аппараты с длиной волны излучения 0,81 или 1,06 мкм, поскольку меньше излучения проникает в подлежащие слои (Минаев В.П.). 

        Создание гибкого  оптического волокна, способного практически  без потерь передавать введенное  в него лазерное излучение, не только повысило удобство работы с лазерным коагулятором, но и сделало его  идеальным инструментом для малоинвазивных лапароскопических и эндоскопических операций. Были разработаны уникальные пункционные операции, при которых световод лазерного скальпеля подводится к очагу патологии через тонкую полую иглу (Агеева С.А., Минаев В.П.). 

Подупроводниковый лазер 

        Появление во второй половине ХХ века мощных полупроводниковых  лазеров с высоким коэффициентом  полезного действия создало все  условия для преодоления препятствий  на пути внедрения лазерной медицинской  техники в повседневную практику врача.

        Основными преимуществами полупроводниковых (диодных) медицинских  лазеров являются:

v    Простота и низкая стоимость эксплуатации диодов

v    Малые габариты, вес и энергопотребление (от бытовой электросети).

v    Портативность устройства (включая блок питания и управления), открывающая возможность проведения операций практически в любых условиях.

v    Отсутствие потребности в жидкостном охлаждении.

v    Высокая надежность и большой ресурс работы

v    Высокая стабильность параметров, простота управления характеристиками излучения (мощность, модуляция, длина излучения).

v    Низкая чувствительность к механическим и климатическим воздействиям

v    Наличие гибкого световодного инструмента, хорошо сочетаемого с эндоскопической техникой, позволяет проводить операции на внутренних органах без их вскрытия

v    Прямая токовая модуляция, а, следовательно, надежное и простое микропроцессорное управление.  

        Принципиальная возможность  изготовления лазерных диодов, покрывающих  все необходимые для медицины спектральные диапазоны — от видимой  до дальней инфракрасной области  спектра.  

        Высокая надежность, простота управления, малые вес, габариты и энергопотребление позволяют  использовать современные лазерные скальпели на основе мощных полупроводниковых  и волоконных лазеров в лечебных учреждениях массового здравоохранения, не имеющих инженерно-технических  служб, при этом снижаются расходы  на их эксплуатацию. Низкая чувствительность к внешним воздействиям в сочетании  с малым энергопотреблением позволяет  использовать подобные аппараты во внеклинических условиях.Дополнительным положительным фактором является появление отечественной техники, более дешевой (в несколько раз), чем аналогичная импортная и не уступающей импортной по характеристикам (Агеева С.А., Минаев В.П.).