Главная >> Медицинские статьи >> Офтальмология

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

Т.К. Ботабекова
Казахский научно-исследовательский институт глазных болезней

Metal Vapor Laser
Botabekova T.
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) .

Рис. 1. Морфологическая характеристика воздействия аргонового лазера на радужную оболочку.Фотография микропрепарата радужки в зоне аппликации лазерной энергии после воздействия двухволновым излучением аргонового лазера.

Рис. 2. Морфологическая характеристика воздействия аргонового лазера на радужную оболочку.Фотография микропрепарата радужки в зоне аппликации лазерной энергии после воздействия аргоновым лазером в режиме генерации зеленой составляющей излучения (514,5 нм).
После воздействия с помощью лазера на парах золота и меди поверхностные слои радужки в зоне коагулята представлены нежной фиброваскулярной тканью (типа гранулематозной) с умеренным количеством капилляров и пролиферирующих фибробластов, ориентированных в основном параллельно или косо относительно поверхности радужки. Следует отметить, что лежащие глубже отделы радужной оболочки сохраняют свою обычную структуру. В дальнейшем асептическая воспалительная реакция направлена на очищение очага от некротически измененных клеток макрофагами и замещение дефектов ткани радужки фиброзной (рубцовой) тканью. Объем рубцовой ткани занимает всего 1/6–1/8 толщи всей радужки и, вероятно, не способен влиять на ее функцию. В целом радужка сохраняет свою структуру.
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).

Рис. 3. Морфологическая характеристика воздействия лазера на парах золота на радужную оболочку.Фотография микропрепарата радужки в зоне аппликации лазерной энергии после воздействия красного излучения золотого лазера.

Рис. 4. Морфологическая характеристика воздействия лазера на парах меди на радужную оболочку.Фотография микропрепарата радужки в зоне аппликации лазерной энергии после воздействия двухволнового излучения медного лазера.
Больший объем изменений в самом очаге также наблюдается после воздействия аргонового лазера. После его использования, в отличие от квантового генератора на парах золота и меди, не происходит полного рассасывания некротизированной ткани. В отличие от аргонового при использовании золотого и медного источника когерентного излучения сама радужная оболочка в проекции очага практически не изменена, за исключением повышенной плотности фибробластов в непосредственной близости от очага и увеличения кровотока в этой зоне.
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).

Рис. 5. Морфологическая характеристика воздействия лазера на парах золота на хориоидею и сетчатку.Фотография микропрепарата сетчатки и хориоидеи в зоне аппликации лазерной энергии после воздействия красного излучения золотого лазера.
Таким образом, в ответ на аппликацию лазерного излучения золотого и медного лазера развивается хороший коагуляционный эффект легко контролируемой интенсивности, четко ограниченный в пространстве и практически не затрагивающий окружающие структуры. При этом более четкие пигментированные коагулянты при медном и тонкие белесоватые при золотом.
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).

Рис. 6. Морфологическая характеристика воздействия лазера на парах меди на хориоидею и сетчатку.Фотография микропрепарата сетчатки и хориоидеи в зоне аппликации лазерной энергии после воздействия медного лазера в режиме генерации желтой составляющей излучения (578 нм).
В то же время использование в качестве офтальмокоагулятора аргонового лазера подтвердило более жесткий характер воздействия на структуры сетчатки и сосудистой оболочки. Воздействие аналогичной интенсивности, что и при использовании CVL – лазеров на парах металлов, приводит к рассеиванию энергии вследствие перегрева и термического повреждения слоя пигментного эпителия на площади, значительно превышающей зону коагуляции. Этот процесс приводит к испарению внутри– и внеклеточной жидкости, что служит причиной развития куполообразных отслоек сетчатки вокруг точки приложения лазерной энергии. Более высокие требования к характеристикам лазерного излучения при нанесении аппликаций на световоспринимающий аппарат глаза предопределяют выбор лазера на парах золота и меди как устройства, использование которого снижает риск развития вторичных постлазерных изменений окружающих тканей, что может привести к ухудшению зрительных функций.
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).

Рис. 7. Морфологическая характеристика воздействия аргонового лазера на хориоидею и сетчатку.Фотография микропрепарата сетчатки и хориоидеи в зоне аппликации лазерной энергии после воздействия аргонового лазера в режиме генерации зеленой составляющей излучения.
Как и при выполнении коагуляции радужной оболочки, использование желтой составляющей излучения лазера на парах меди и золота позволяет осуществить максимально щадящий вариант коагуляции сетчатки, что подтверждается морфологической характеристикой образцов сетчатки после воздействия когерентного излучения.
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.
Опубликовано с разрешения администрации Русского Медицинского Журнала.

04.06.2003