Podstawą działania laserów chirurgicznych jest absorpcja światła lasera w chromoforach zawartych w tkance i jego zamiana na energię cieplną (fototermolizy). Sposób w jaki poszczególne tkanki absorbują światło zależy od długości fali światła (koloru), czyli od typu lasera. Im większe pochłanianie, tym mniej światła przedostaje się do głębszych warstw tkanki – tym mniejsza penetracja.
Ponieważ w Otolaryngologii lasery są standardem w zabiegach w krtani i w uchu, najważniejszym czynnikiem decydującym o dobrze typu lasera jest płytka penetracja światła zapewniająca minimalne uszkodzenie otaczających, wrażliwych struktur (fonochirurgia, stapedektomia). Z tego powodu, idealnym rozwiązaniem jest laser CO2 o długości fali 10.600nm absorbujący się w wodzie zawartej tkankach. Teoretyczna penetracja światła takiego lasera jest mniejsza niż 100µm. Innym laserem, który spełnia wymóg płytkiej penetracji światła jest jeszcze laser erbowy (Er:YAG), ale jego penetracja jest zbyt mała, by uzyskać odpowiednią koagulację, co prowadzi do niekontrolowanych krwawień. Laser CO2 jest najlepszym znanym obecnie laserem otolaryngologicznym. Stanowi kompromis pomiędzy skuteczną ablacją, bezpieczeństwem otaczających tkanek i koagulacją.
Ważne parametry lasera chirurgicznego CO2 dla Otolaryngologii
Tryby pracy lasera CO2
Laser otolaryngologiczny musi być wyposażony w minimum dwa tryby pracy: ciągły (CW) i superpulse.
Podstawowym trybem pracy jest tryb fali ciągłej. W trybie tym, laser emituje w sposób ciągły wiązkę światła o stałej mocy, nastawionej przez operatora, a wiązka jest włączana i wyłączana za pomocą pedału sterującego przez operatora. Jednak przy pracy w trybie ciągłym, z powodu dyfuzji ciepła, mocno nagrzewają się tkanki sąsiadujące. Prowadzi to do rozszerzania się strefy uszkodzenia tkanki (koagulcji) nawet do 1mm i/lub zwęglania. Aby zminimalizować ten efekt dla potrzeb mikrochirugii, stosuje się emisję bardzo krótkich impulsów o czasie rzędu milisekund i o wysokiej mocy – tryb superpulse.
Ponieważ w chirurgii strun głosowych najważniejsze jest minimalizowanie przekazywania ciepła do tkanek sąsiadujących (wycięcie polipa, obrzęki Reinke’go), superpulse jest trybem „z wyboru”.
Z kolei w chirurgii ucha, ze względu na wrażliwość ucha na dźwięki wytwarzane przez tryby impulsowe (5-15kHz) stosowanie superpulse jest groźne i może prowadzić do głuchoty. Jedynym trybem, który jest obecnie zalecany w chirurgii ucha jest więc fala ciągła.
Moc lasera CO2
Im większa jest dostępna moc lasera, tym szybciej można wykonać zabieg, oraz tym lepsze parametry osiąga tryb superpulse. Większa moc szczytowa w trybie superpulse przekłada się na krótszy czas impulsu, a co za tym idzie mniejsze rozpraszanie ciepła do tkanek otaczających i większe ich bezpieczeństwo. Minimalna moc lasera otolaryngologicznego (w trybie fali ciągłej) to 30W, zalecana to 40W, a optymalna to 60W.
Mikromanipulator laserowy do mikroskopu
Ze względu na wysoką precyzję wykonywania, laserowe zabiegi w uchu i krtani wykonuje się zawsze za pomocą mikroskopu. Z tego powodu promień lasera musi być wprowadzony w tor optyczny mikroskopu. Do tego służy mikromanipulator. Mikromanipulator reguluje w jakiej odległości ma się znaleźć ognisko robocze lasera (punkt w którym plamka jest najmniejsza) oraz umożliwia poruszanie wiązką po obserwowanych tkankach.
Na rynku dostępne są dwa typy mikromanipulatorów: soczewkowe i lustrzane. Mikromanipulatory soczewkowe nie nadają się do zastosowań laryngologicznych ze względu na tzw. aberrację chromatyczną. Zjawisko to polega na różnym załamywaniu przez soczewki (zjawisko tęczy) różnych kolorów światła lasera roboczego (daleka podczerwień) i lasera pilotującego (czerwony). Niemożliwa jest precyzyjna ocena gdzie znajdzie się (niewidzialne) ognisko robocze, na podstawie obserwacji (widzialnego) ogniska pilotującego.
Efekt ten nie występuje w układach zwierciadlanych i dlatego tylko te mikromanipulatory są stosowane w Otolaryngologii.
Dodatkowe ważne parametry mikromanipulatora lustrzanego dla Otolaryngologii to:
- Płynna regulacja dystansu roboczego.
Nowoczesne mikroskopy operacyjne umożliwiają płynną regulację odległości głowicy mikroskopu od pacjenta w zakresie min. 200 – 500mm. W związku z tym, mikromanipulator musi mieć również możliwość dopasowania się do ustawień mikroskopu. W przeciwnym przypadku, ustawienie mikroskopu w odległości przewyższającej zakres pracy mikromanipulatora spowoduje, że chirurg nie będzie w stanie ustawić odpowiednio małej plamki lasera. Będzie musiał powtórzyć ustawianie sprzętu i zmienić sposób wykonania zabiegu. Nowoczesne mikromanipulatory umożliwiają regulacje w zakresie 200 – 600mm. - Wielkość plamki – aby zapewnić odpowiednią precyzję, powinna być ona mniejsza niż 0.2mm dla dystansu roboczego 400mm.
- Dodatkowa dźwignia do szybkiego rozogniskowania (koagulacja) i zogniskowania (ciecie) wiązki lasera.
Skaner laserowy
Skaner laserowy to urządzenie, które automatycznie porusza wiązką lasera po tkance. Umożliwiaj odparowanie cienkiej warstwy tkanki z delikatnych struktur, lub wykonanie płytkiego, równego nacięcia.
Jego zastosowania to m.in.: równe nacięcie po łuku śluzówki w obrzęku Reinke’go, bezkontaktowe wykonanie otworu w podstawie strzemiączka. Zabiegów tych nie da się wykonać z podobna precyzją, bez skanera laserowego.
Skaner dla Otolaryngologii musi umożliwiać:
- Automatyczne cięcie po linii i łuku, odparowanie koła o średnicy 0.4 – 8mm, odparowanie kwadratu.
- Sterowanie obrotem linii/ łuku z joysticka mikromanipulatora.
- Współpraca z mikromanipulatorem.
Sterowanie parametrami lasera z mikromanipulatora
Ze względu na różnorodność wykonywanych procedur i różne upodobania operatorów, nowoczesne systemy laserowe wyposaża się w kolorowe ekrany dotykowe z prostym interfejsem uławiającym szybkie nastawianie wybranych opcji.
Standardem jest dziś baza programów umożliwiająca zapisywanie różnych ustawień parametrów dla poszczególnych operatorów oraz wbudowany asystent doboru parametrów do zabiegu.
