CC BY
39
ЁМЯ Обмен опытом
Использование инфракрасных лазеров для препарирования тканей в малоинвазивной хирургии
Бурко В.Д.
Республиканский клинический медицинский центр Управления делами Президента Республики Беларусь, Минск
Bourko W.D.
The Republican Clinical Medical Center of the Administration of the President of the Republic of Belarus, Minsk
Using infrared lasers in dissecting tissue in minimally invasive surgery
Резюме. Внедрение хирургических инфракрасных лазеров в современную хирургию не только увеличивает эффективность малоинвазивных вмешательств, но и предоставляет новые возможности операционных подходов. Использование импульсного гольмиевоиттриевого алюминиево-гранатового (Ho:YAG) лазера, длина волны 2100 нм, и непрерывного неодимовоиттриевого алюминиевогранатового (Nd:YAG) лазера, длина волны 1064 нм, позволяет достичь более точного препарирования анатомических структур. Воздействие лазерными излучениями выполняют путем проведения лазерного световода через тубус хирургического эндоскопа. Препарирование или разрезание осуществляется Ho:YAG излучением при энергии импульса 1,5-2,5 Дж и частоте излучения 10-16 Гц, преимущественно 2 Дж и 14 Гц соответственно. Лазерный световод располагается на расстоянии 2-4 мм от оперируемой ткани. Раздвигание краев рассечения выполняют гидрадинамическим эффектом Ho:YAG излучения и механическим движением тубуса инструмента. Коагуляция средних и крупных сосудов осуществляется Nd:YAG лазером при мощности 30-40 Вт до их пересечения. Операция проходит в жидкостной среде при давлении 50-70 см водного столба. Данный способ неоднократно использован на практике и подтвержден результатами.
Ключевые слова: гольмиевоиттриевый алюминиевогранатовый (Ho:YAG) лазер, гольмиевый лазер, неодимовоиттриевый алюминиевогранатовый (Nd:YAG) лазер, неодимовый лазер, рассечение тканей, препарирование биологических структур, эндоскопическая хирургия, малоинвазивная хирургия.
Медицинские новости. — 2016. — №8. — С. 27—30. Summary. The introduction of surgical infrared lasers in modern surgery not only increases the efficiency of minimally invasive surgery, but also provides new opportunities for surgical approaches. Usage of pulsed holmium: yttrium-aluminum-garnet (Ho:YAG) laser, wavelength 2100 nm, and the continuous neodymium: yttrium-aluminum-garnet (Nd:YAG) laser, wavelength of 1064 nm, can provide a more precise dissection of anatomical structures. Radiation exposure is carried out by means of a laser fiber through a surgical endoscopic tube. Dissection or cutting is carried out by Ho:YAG radiation wtth pulse energy of 1.5-2.5 J and the frequency of 10-16 Hz, preferably 2 J and 14 Hz respectively. The optical fiber is located at a distance of 2-4 mm from the operated tissue. Widening of the incision edges are being implemented by hydrodynamic effect of Ho: YAG radiation and by mechanical motion of the instrument tube. Coagulation of medium and large blood vessels is being carried out by Nd: YAG laser at a power of 30-40 watts to their cutting. The operation is carried out in a liquid medium at a pressure of 50-70 cm Hg. This method is often used in practice and is proved by the results. Keywords: holmium: yttrium-aluminum- garnet (Ho:YAG) laser, holmium laser, neodymium: yttrium-aluminum- garnet (Nd:YAG) lase, neodymium lase, dissection of tissues, preparation of biological structures, endoscopic surgery, minimally invasive surgery. Meditsinskie novosti. - 2016. - N8. - P. 27-30.
Неоспоримым преимуществом хирургии является постоянно совершенствующаяся и развивающаяся малоинвазивность. Достижения науки и техники и их внедрение в медицину способствуют возрастанию качества операционных вмешательств. Одним из современных направлений в этом развитии является внедрение и использование хирургических лазеров. Наибольшее свое применение в хирургических операциях на сегодня нашли инфракрасные лазеры [1].
С помощью лазеров возможно выполнение различных воздействий на биологических тканях. Наиболее важным действием является способность лазерного излучения рассекать ткань, тем самым осуществлять одно из необходимых условий большинства операций - препарировать по анатомическим пространствам или внутриорганно.
Известны различные способы рассечения тканей при открытых или малоинвазивных операциях с помощью стандартных хирургических инструментов (скальпель, ножницы) [2]. Недостатками данного подхода являются: - плохая видимость операционного поля, поскольку инструмент находится
в контакте с тканью, тем самым прикрывает место рассечения, а также за счет возникающего кровотечения;
- кровотечение вследствие отсутствия эффекта коагуляции и трудности заблаговременного обнаружения крупных сосудов;
- не всегда удается избирательно провести рассечение тканей по слоям стандартными хирургическими инструментами.
Известны возможности рассечения биологических тканей электроножом с использованием высокочастотных токов [3], одним из вариантов которого является эндоскопическая трансуретральная резекция предстательной железы проволочной петлей. При этом петля рассекает и коагулирует биологическую ткань. Недостатками этого способа являются:
- отсутствие избирательности рассечения инструментом (петлей) различных по структуре биологических тканей;
- в момент рассечения петля непосредственно контактирует с объектом, вводится вглубь ткани, в результате чего сама петля и срезаемая тканевая часть прикрывают место рассечения, при этом контролируется лишь результат разрезания;
- при рассечении тканей петлей с помощью высокочастотных токов происходит коагуляция разрезаемых поверхностей в месте контакта инструмента, в результате они имеют одинаковый цвет, что также затрудняет дифференцировку характера биологических тканей;
- при работе петлей срезаемая часть прикрывает место операции и не позволяет заблаговременно обнаружить крупные сосуды, в результате имеет место кровотечение, что ухудшает видимость операционного поля и обусловливает кровопотерю.
Интересная возможность рассекать ткань была достигнута использованием инфракрасного лазера в способе эндоскопической резекции доброкачественной гиперплазии предстательной железы с помощью импульсного гольмиевого лазера (Но^Ав - гольмиевоиттриевый алюминиевогранатовый лазер с длиной волны 2100 нм) при частоте 40 1ц и энергии импульса 2 Дж [4, 5]. Недостатками рассечения тканей импульсным гольмиевым лазером указанных параметров при проведении эндоскопических хирургических операций являются:
- гольмиевое импульсное лазерное излучение при частоте 40 Гц и энергии импульса 2 Дж не обладает избирательностью рассечения биологических объектов, в результате хирург не может контролировать структуру рассекаемой ткани;
- исключается заблаговременное обнаружение хирургом средних и крупных кровеносных сосудов и как следствие - возникающее кровотечение во время операции;
- во время рассечения тканей с помощью гольмиевого лазера при указанных параметрах образуется множество мелких тканевых фрагментов, которые в виде мелкодисперсной взвеси нарушают видимость во время операции;
- не используется непрерывный неоди-мовый лазер (Nd:YAG - неодимовоиттрие-вый алюминиевогранатовый лазер, длина волны излучения 1064 нм) для заблаговременной коагуляции средних и крупных кровеносных сосудов до их пересечения.
Вышеуказанные недостатки обусловлены высокой частотой лазерного излучения - 40 Гц. Гольмиевое лазерное излучение при взаимодействии с тканями прежде всего поглощается молекулами воды, содержащимися в клетке или во внеклеточном пространстве. Высвобождаемая лазерная энергия приводит к быстрому испарению воды и возникающие при этом газы обусловливают резкое повышение давления. За счет этого эффекта в водной среде происходит раздвигание стенок ткани или разрывание клеток в зоне действия лазерного луча. Использование частоты 40 Гц лазерного излучения приводит к большому количеству лазерной энергии в единицу времени на единицу площади. Тем самым лазерной энергии становится достаточно для разрушения любой водосодержащей ткани. Утрачивается избирательность действия, рассекаются любые биологические структуры. Хирург не успевает контролировать глазом характер разрезаемых объектов. Видимость операционного поля снижена в результате образования большого количества взвеси из разрушенных клеток, нет возможности поиска и обнаружения анатомических слоев, средних и крупных сосудов.
Следует отметить, что гольмиевое излучение обладает слабым коагулирующим действием, достаточным для коагуляции мелких сосудов. В результате кровотечение из пересеченных средних и крупных со-
судов во время операции сохраняется, что увеличивает кровопотерю и способствует ухудшению видимости операционного поля.
Цель - достичь прецизионного малотравматичного контролируемого метода рассечения (препарирования) биологических тканей, биологических структур. Обоснование и изложение способа Нами разработан новый метод рассечения тканей с использованием голь-миевого и неодимового лазеров в водной среде. Его использование имеет целый ряд преимуществ.
1. Избирательность воздействия на биологическую ткань в результате того, что гольмиевое лазерное излучение из-
бирательно поглощается молекулами воды (около 50%), разрезание биологических тканей в водной среде происходит благодаря быстрому образованию газов из вскипаемой жидкости, которые раздвигают стенки ткани, и взрывам (или разрушениям) водосодержащих клеток. Быстрее разрушаются ткани, содержащие большее количество воды. Отсюда следует, что линия рассечения идет в направлении распространения ткани более водосодержащей. Предлагаемые режимы лазера (количество лазерной энергии на единицу площади в единицу времени) обусловливают контроль действия лазера на ткань. Поскольку соединительная ткань и ткань органа содержат разное количество воды, то лазерное излучение отсекает или «скользит рядом» с соединительнотканными образованиями (менее водосо-держащими), являющимися чаще всего границей анатомического объекта (к примеру, капсула простаты, фасция, связки и т.п.). Возникает возможность объемного, послойного выделения анатомического образования или органа.
2. Постоянный визуальный контроль за структурой оперируемой ткани и ее состоянием достигается благодаря тому, что лазерный световод, расположенный дистанционно, не касается рассекаемой ткани, не закрывает собой места разрезов в момент выполнения рассечения, а инфракрасный его характер не изменяет видимый спектр и не искажает изображение.
3. Гемостатический эффект в результате заблаговременного обнаружения средних и крупных кровеносных сосудов до их пересечения коагулирующим неодимовым лазером (Nd:YAG-лазер, длина волны
1064 нм). Это объясняется отличительной особенностью взаимодействия неодимо-вого лазера с тканями. Неодимовый лазер легко проникает через воду и поглощается прежде всего молекулами белка. При мощности 30-40 Вт непрерывного излучения происходит высвобождение тепла, что приводит к денатурации и коагуляции белка. В результате нагрева ткани наблюдается ее отек на достаточно большой глубине (до 0,5 см и более) и как следствие - сдавливание кровеносных сосудов и закрытие их просвета. Тем самым имеется возможность остановки кровотечения из средних и крупных сосудов до их пересечения. Кровотечение из мелких сосудов не наблюдается благодаря трансформации гольмиевой лазерной энергии в тепловую в момент рассечения, что обеспечивает коагуляцию рассекаемых раневых поверхностей на небольшой глубине (1-2 мм).
4. Расслаивание, раздвигание рассекаемых поверхностей или краев раны, которое происходит в результате взаимодействия гольмиевого излучения с водной средой в направлении лазерного луча и механическим воздействием тубуса инструмента при его движении. Это наряду с хорошей видимостью за счет отсутствия кровотечения и обрывков тканей позволяет хирургу оценить состояние рассеченной поверхности, ее структуру, видеть кровеносные сосуды, выделить ткани различных плотностей и границу между ними, дает возможность поиска и нахождения анатомических зон и слоев.
Для получения указанных результатов необходимо использовать следующие параметры лазерных воздействий:
- лазерные излучения генерируют установкой с импульсным гольмиевоиттриевым алюминиевогранатовым (Ho:YAG) лазером, длина волны 2100 нм, и непрерывным нео-димовоиттриевым алюминиевогранатовым (Nd:YAG) лазером, длина волны 1064 нм;
- используется кварцевый световод диаметром 350-600 мкм, специальный для гольмиевого и неодимового лазерных излучений;
- воздействие импульсным излучением гольмиевого лазера осуществляется при энергии импульса 1,5-2,5 Дж, преимущественно 2 Дж, и частоте излучения 10-16 Гц, преимущественно 14 Гц, при этом среднее значение мощности излучения - 28 Вт;
- воздействие непрерывным нео-димовым лазером осуществляется при значении мощности 30-40 Вт;
- рабочий конец световода размещают на расстоянии 2-4 мм от объекта;
- воздействуют импульсным излучением гольмиевого лазера на оперируемый анатоми-
Кровотечение из мелких сосудов не наблюдается благодаря трансформации гольмиевой лазерной энергии в тепловую в момент рассечения, что обеспечивает коагуляцию рассекаемых раневых поверхностей на небольшой глубине (1-2 мм)
| Обмен опытом
Рисунок 1
Способ лазерного рассечения тканей при проведении эндоскопических хирургических операций
Здесь и на рис. 2: 1) световод лазерный диаметром 400600 мкм; 2) тубус резектоскопа; 3) проточная жидкостная среда; 4) расстояние между рабочим концом лазерного световода и разрезаемым объектом (2-4 мм); 5) выделяемый анатомический объект (опухоль, образование и т.п.); 6) капсула анатомического объекта.
ческий участок, обеспечивая разрезание ткани на расстоянии от рабочего конца световода;
- коагуляцию средних и более крупных сосудов проводят дистанционным воздействием излучения непрерывного неодимового лазера;
- раздвигание краев места рассечения ткани осуществляется взаимодействием гольмиевого излучения с водной средой в направлении лазерного луча и механическим воздействием тубуса инструмента при его движении;
- операция выполняется в жидкостной среде при давлении жидкости 50-70 мм водного столба, скорости потока 1-8 мл/с (в среднем - 4,0 мл/с) и ее температуре 37°С.
Благодаря выбранным режимам работы гольмиевого лазера достигается эффект дистанционного избирательного разрезания при отсутствии загрязнения фрагментами тканей в условиях стандартного тока промывной жидкости через оперируемую зону. В результате дистанционного расположения рабочего конца световода от оперируемого участка достигается контроль разрезания, хорошая видимость структуры тканей, обнаружение средних и крупных кровеносных сосудов до их пересечения.
Благодаря рассечению по анатомическим слоям исключается возможность повреждения рядом расположенных объектов, достигается малый травматизм операции, радикально выделяется орган или объект без повреждений.
За счет раздвигания краев раны взаимодействием гольмиевого излучения с водной средой в направлении лазерного луча
и механическим воздействием тубуса инструмента при его движении обеспечивается лучшая наглядность оперируемого участка, выделение средних и крупных кровеносных сосудов до их персечения, выявляется анатомическое направление зон, пространств, фасций, связок и т.п. Благодаря предотвращению кровотечения из средних и крупных сосудов путем их коагуляции до персечения уменьшается кровопотеря и обеспечивается хорошая видимость в зоне операции.
Совокупность приемов рассечения тканей излучением гольмиевого лазера на выбранных режимах в промывной жидкости, имеющей оптимально подобранные параметры (скорость, давление, температура) и предварительной коагуляцией средних и крупных сосудов излучением неодимового лазера перед пересечением позволяют получить новые свойства, новый технический (практический) результат.
Сущность предложенного лазерного рассечения тканей при проведении эндоскопических хирургических операций поясняется рисунками.
Световод диаметром 350-600 мкм (специальный кварцевый для гольмиевого и неодимового излучений) проводится через рабочий канал тубуса эндоскопа в зону операции в жидкостной проточной среде при давлении 50-70 см водного столба, средней скорости потока жидкости 1 8 мл/с (в среднем 4,0 мл/с), ее температуре 37°С и располагается под строгим визуальным контролем хирурга посредством оптической системы на расстоянии 2-4 мм от разрезаемого
объекта. Затем включается гольмиевый лазер при частоте 10-16 Гц и энергии импульса 1,5-2,5 Дж, преимущественно 14 Гц и 2 Дж соответственно и среднем значении мощности 28 Вт. При таких режимах работы обеспечивается дистан-ционность и избирательность рассечения биологической ткани, раздвигаются края рассечения. Выделяется анатомический объект, лазерное излучение отсекает или скользит рядом с соединительнотканными (связка, капсула, фасция и т.п.) образованиями. Раздвигание краев рассечения дополняется механическим движением тубуса эндоскопа.
В результате дистанционного взаимодействия лазерного излучения с биологическим объектом хирург осуществляет постоянный визуальный контроль структуры и характера оперируемой ткани и ее состояния. Лазерный световод не касается рассекаемой ткани, не закрывает собой места разрезов в момент выполнения рассечения. Гольмиевая лазерная энергия трансформируется в тепловую энергию, возникает гемостатический эффект, который на небольшой глубине (0,5-1,5 мм) коагулирует рассеченные поверхности и предотвращает кровотечение из мелких кровеносных сосудов. В результате хорошей видимости разрезаемого объекта появляется возможность заблаговременно обнаруживать крупный или средний кровеносный сосуд и коагулировать его перед рассечением с помощью непрерывного неодимового лазерного излучения мощностью 30-40 Вт для предотвраще-
ния кровотечения. Достигается малая кровопотеря.
Именно при вышеуказанных режимах излучения гольмиевого лазера и указанных параметрах тока жидкостной среды предотвращается загрязнение операционного поля фрагментами разрушаемой ткани, образующимися в процессе разрезания.
Примеры
Предлагаемый подход был использован в 132 операциях. Ниже приведены примеры осуществления операций с использованием предлагаемого способа и их результаты.
Пациент Л.К., 66 лет. Оперирован по поводу доброкачественной гиперплазии предстательной железы. Выполнена эндоскопическая операция с использованием лазерного генератора с гольмиевым (частота излучения 10 1ц, энергия импульса 1,5 Дж) и неодимовым излучением (непрерывное излучение 30-40 Вт), давление жидкостной среды - 50-70 мм водного столба при скорости потока жидкости 3-4 мм/с. Была удалена опухоль предстательной железы по хирургической капсуле в полном объеме. На 5-е сутки после операции больной выписан из стационара с восстановленным актом мочеиспускания. Отмечено, что при указанных параметрах гольмиевого излучения был слабо выражен эффект раздвигания рассекаемых тканей, возникала необходимость приближения рабочего конца световода к разрезаемой ткани, более низкий гемостати-ческий эффект, низкая скорость рассечения, что удлинило время операции.
Пациент В.Т., 72 года. Оперирован по поводу доброкачественной гиперплазии предстательной железы. Выполнена эндоскопическая операция с использованием гольмиевого лазера при частоте 16 Гц и энергии импульса 2,5 Дж и непрерывного неодимового лазера при мощности излучения 30-40 Вт, давление жидкостной среды - 50-70 мм водного столба при скорости потока жидкости 3-4 мм/с. Была удалена опухоль предстательной железы, на 6-е сутки больной после операции в удовлетворительном состоянии выписан из отделения. Отмечено, что при стандартной перфузии жидкости через оперируемую зону указанные параметры лазерного излучения приводили к сильному загрязнению операционного поля, иногда не удавалось строго разрезать ткань по направлению хирургической капсулы, контролировать анатомическую структуру объекта, было трудно заблаговременно обнаруживать крупные кровеносные сосуды, однако скорость рассечения была удовлетворительной. Все это привело к увеличению кровопотери, снижению травматичности и удлинению операционного времени.
Пациентка И.В., 49 лет. Оперирована по поводу субмукозной фибромиомы матки. Выполнена трансцервикальная эндоскопическая операция с использованием гольмиевого лазера при частоте 14 Гц и энергии импульса 2,0 Дж и непрерывного неодимового лазера при мощности излучения 30-40 Вт, давление жидкостной сре-
ды - 50-70 мм водного столба при скорости потока жидкости 3-4 мм/с. Была удалена опухоль в полном объеме, и больная на 4-е сутки выписана из стационара в удовлетворительном состоянии. Отмечено, что при указанных режимах гольмиевого лазера были достигнуты и оптимальная скорость рассечения, и оптимальные характеристики рассечения тканей, малая кровопотеря. Заключение
Использование инфракрасных лазеров в хирургии расширило возможности и повысило качество выполняемых операций. Изучая особенности физики лазерных излучений и исследуя характер их взаимодействия с биологической тканью, можно достичь различных результатов в клинической практике. Импульсный гольмиевый лазер впервые предоставил возможность прецизионно на расстоянии рассекать биологическую структуру, при этом постоянно контролировать процесс резания. Полученный инструмент; позволяющий резать на расстоянии, представляет собой новые качественные возможности его применения в хирургии.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Гольдберг В.В. Хирургия предстательной железы. - Рига, 1960. - С.305-360.
2. Грачев С.В. Гольмиевый лазер в медицине. - М., 2003. - С.25-33.
3. Портной A.C. Хирургическое лечение аденомы и рака предстатетльной железы». - Ленинград, 1989. - С.119-127.
4. Giliing P.J, Cass C.B., Cressweil M.D., et al. // Urology. -1996. - Vol.47. - P.58-51.
5. Kunz RM // Aktuelle Urologie. - 2015. - N5. - 487-500.
Поступила 19.05.2016 г.
Малоинвазивная хирургия грыж
W ^ W
передней брюшной стенки
Слободин Ю.В., Руденков М.П., Прибушеня И.И.
Республиканский клинический медицинский центр Управления делами Президента Республики Беларусь, Минск
Slabadzin Yu.V., Rudziankou R.M., Pribushenya I.I.
The Republican Clinical Medical Center of the Administration of the President of the Republic of Belarus, Minsk
Minimally invasive surgery of hernias of the anterior abdominal wall
Резюме. В хирургическом отделении Республиканского клинического медицинского центра Управления делами Президента Республики Беларусь с октября 2013 г. было прооперировано 75 паховых грыж с использованием методики ТЕР (total extraperitoneal hernia repair). С апреля 2014 г. выполнено 12 лапароскопических герниопластик вентральных грыж (IPOM). Ретроспективно, на основании данных историй болезней проведен анализ лапароскопически оперированных пациентов по возрасту, индексу массы тела, виду и длительности оперативного вмешательства, типу грыж, послеоперационной госпитализации, послеоперационных осложнений. Основываясь на мировом опыте и опыте нашего медицинского центра, можно сделать вывод,, что малоинвазивная хирургия грыж передней брюшной стенки показала высокую безопасность данного метода, возможность выполнения качественной пластики грыжевых дефектов, быструю реабилитацию пациентов в послеоперационном периоде, низкий процент послеоперационных осложнений, значительный косметический эффект.
Ключевые слова: паховая грыжа, лапароскопическая герниопластика, вентральная грыжа, TEPIPOM, грыжа передней брюшной стенки.
Медицинские новости. - 2016. - №8. - С. 30-33. Summary. In the surgical department of State Enterprise 'The Republican Clinical Medical Centre" of the Administration of the President of the Repubiic of Belarus. From October 2013 to March 2016 were operated 75 inguinal hernias using the technique TER (total extraperitoneal hernia repair) Since April 2014 performed 12 laparoscopic hernia repair ventral hernias (IPOM) In retrospect, on the basis of history data diseases analyzed laparoscopically operated patients for age, BMI, and mean duration of surgery, hernia type, postoperative hospital stay, postoperative complications. Based on global experience and expertise of our medical cente, we can conclude that the minimally invasive surgery of hernia of anterior abdominal wall showed high safety of this method, the ability to perform high-quality plastics hernial defects, quick rehabilitation of patients in the postoperative period, the low rate of postoperative complications, significant cosmetic effect. Keywords: inguinal hernia, laparoscopic hernia repair, ventral hernia, TEP IPOM, hernia of the anterior abdominal wall. Meditsinskie novosti. - 2016. - N8. - P. 30-33.
