Воздействие лазеров на парах металлов на ткани глаза (экспериментальные исследования)

Impact comparative analysis of different laser radiation (argon, Cooper and Aurum Vapor Laser) proved a good coagulation effect of these lasers; however, with the minimal destructive effect on healthy tissues of metal vapor lasers. A relatively high reactive syndrome and consequent scar formation process accompany argon laser coagulation. Metal vapor lasers appear to have delicate (with soft coagulants) coagulation effect.

Селективная фотокоагуляция (или фототермолиз) основана на избирательном поглощении лазерной энергии на определенной длине волны, что приводит к избирательному разрушению одного из компонентов биологической ткани (мишени) без нанесения ущерба окружающей ткани. Этот процесс зависит от двух факторов:

1. Хромофор в ткани должен иметь более высокий коэффициент поглощения света заданной частоты по сравнению с хромофорами в окружающих тканях.

2. Вторым фактором является время термической релаксации. Временем термической релаксации называется время, необходимое для передачи половины полученной тканью энергии окружающим тканям (в виде тепла). Если нагревать ткань дольше этого времени, то окружающие ткани перегреваются и необратимо повреждаются с большой вероятностью формирования рубцов. Достаточно малое время термической релаксации означает, что ткани могут быть подвержены воздействию излучения только в течение короткого времени, обычно в течение нескольких нано или микросекунд. Воздействие должно затем быть прекращено на некоторый промежуток времени, чтобы обеспечить передачу и рассеяние тепла, которое в противном случае приводит к нежелательным термическим повреждениям.

Итак, чтобы обеспечить возможность селективной фотокоагуляции, лазерное воздействие должно удовлетворять следующим условиям:

1. Длина волны лазерного излучения должна быть такой, чтобы коэффициент поглощения света хромофорами поврежденной ткани был заметно выше, чем коэффициент поглощения света хромофорами окружающей здоровой ткани.

2. Время должно быть достаточно малым, чтобы не допустить лазерного воздействия термического перегрева и необратимого повреждения окружающих тканей.

Лазер на парах металлов (ЛПМ) генерирует короткие импульсы, чья длительность в сотни раз меньше времени тепловой релаксации самых маленьких сосудов. Пауза между импульсами чуть больше; за это время ткань имеет возможность охладиться. Интервал между импульсами является важным преимуществом ЛПМ с одной стороны, он достаточно мал, чтобы за серию импульсов поврежденные сосуды (увеличенного диаметра) накопили энергию, необходимую для коагуляции; с другой стороны, он достаточно велик, чтобы здоровые сосуды (нормального диаметра) успели остыть. Естественно, это во много раз сокращает нежелательное воздействие на окружающие ткани риск рубцевания при использовании ЛПМ составляет, по разным источникам от 1,5 до 7%.

Так, экспериментальноморфологические исследования, в ходе которых про водилось сравнительное исследование особенностей действия лазерной энергии на радужку и сетчатку глаз кроликов, показало в целом более мягкий характер воздействия лазера на парах золота и меди по сравнению с аргоновым квантовым генератором. В рамках настоящей работы было проведено 6 серий экспериментов, в процессе которых было изучено воздействие золотого и медного лазеров в режиме красного и желтого излучения, а также при использовании отдельно зеленой составляющей спектра на радужную и сетчатую оболочки глаз кроликов.

Рассматривая особенности воздействия различных по характеристикам световых потоков на радужную оболочку, нельзя не отметить, что при сравнении эффектов воздействия на ткань лазеров в режиме красного и желтого излучения в обоих препаратах наблюдается микроскопическая картина, характерная для коагуляционного воздействия.

Исследуя полученные образцы тканей, можно сделать заключение о весьма щадящем коагуляционном воздействии лазера на парах золота и меди на структуры радужной оболочки.

Так, постлазерные изменения в случае использования медного квантового генератора занимают 1/6 всей толщины радужки, тогда как после воздействия аргонового источника энергии очаги проникают в строму радужки на глубину 1/41/5 от ее толщины.

Для тканей, подвергавшихся воздействию аргонового лазера, характерным является формирование инкапсулированного очага с наличием в центральной зоне термического некроза диффузноимбибированного гранулами ожогового пигмента. После действия излучения аргонового лазера в отличие от квантового генератора на парах золота и меди не происходит полного рассасывания некротизированной ткани. Тем не менее в полной мере проявляется пролиферативная фаза воспаления с образованием фиброцеллюлярной ткани вокруг очага (рис. 1,2) .

После воздействия на ткань радужной оболочки с помощью лазера на парах золота и меди в зонах коагуляции образуются небольшие чашеобразные углубления, на дне которых отмечается небольшая область некробиотических изменений. Глубина проминенции в сторону стромы радужки составляет 1/51/6 ее толщины. В случае использования аргонового источника энергии очаги имеют клиновидную форму и проникают в сторону стромы радужки на глубину 1/41/5 от ее толщины (рис. 3,4).

Таким образом, использование в качестве офтальмокоагулятора аргонового источника когерентного излучения в режиме генерации зеленой составляющей спектра приводит к формированию больших изменений как в области аппликации лазерной энергии, так и со стороны окружающих и подлежащих структур, что свидетельствует о более жестком характере воздействия данного лазера по сравнению с аппаратом на парах меди и золота в аналогичном режиме.

В ответ на такое воздействие в зоне аппликации лазерной энергии появляется полноценный очаг коагуляции, состоящий из двух структурноразличных частей: поверхностной части в виде довольно плотно упакованной фиброцеллюлярной пробки и глубокой части очага, представленного скоплением пигментосодержащих макрофагов, различающихся по величине и плотности, расположенных в 13 слоях. Зона реактивных изменений выражена незначительно (рис. 5).

Похожие результаты были получены при анализе морфологических изменений со стороны сетчатой оболочки в ответ на воздействие аргоновым, медным и золотым лазерами в различных режимах генерации излучения.

Действие желтого излучения медного лазера на сетчатую оболочку глаза кролика позволяет избежать избыточного повреждения структур, находящихся в непосредственной близости от очага термического воздействия. Оптимальный подбор длины волны и высокая скважность излучения позволяют достичь эффективной коагуляции сетчатки при сохранении целостности ретинальных слоев и клеточных элементов (рис. 6).

Так, в области воздействия зеленой составляющей излучения аргонового лазера отмечаются дегенеративные изменения всех слоев сетчатки. Мембрана Бруха в зоне хориоретинального контакта прерывистая, хориокапилляры практически облитерированы в пределах очага, слои средних сосудов слегка расширены. Можно отметить отек сосудистой оболочки, ее утолщение, диффузию жидкой части крови в субретинальное пространство и небольшую отслойку сетчатки по периферии очага (рис. 7).

Используемые виды лазерного излучения позволяют достичь мощного коагулирующего эффекта с глубоким проникновением в ткани, сочетающегося с минимальным повреждением окружающих структур.

Так, в результате термокоагулирующего эффекта в зоне приложения энергии когерентного излучения образуются множественные сливные полости, что является следствием вапоризации внутритканевой жидкости, хотя внутренняя пограничная мембрана остается практически не поврежденной. На некотором удалении от области поглощения лазерной энергии структура сетчатки выглядит вполне сохранной, мембрана Бруха остается неповрежденной.

Таким образом, по всей видимости, на сегодняшний день квантовые генераторы на парах меди и золота являются одними из наиболее точных и дозированных инструментов для коагуляции сетчатки, которые могут успешно конкурировать с таким широко распространенным инструментом, как аргоновый лазер. Кроме того, принимая во внимание результаты экспериментальноморфологических исследований, можно сделать заключение, что именно эти лазеры являются оптимальными для использования в клинической практике.