УДК: 618..849.19-085.837.3
, д. мед. н, , к. ф.-м. н,
, к. т. н.,
, , док. ф.-м. н.
ЛАЗЕРНЫЕ ХИРУРГИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ «ПУЛЬСАР» И «ДИОЛАЗ» И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В ХИРУРГИИ
Проведена разработка и освоено серийное производство лазерных хирургических аппаратов «Пульсар» и «Диолаз». Технические характеристики базового аппарата «Пульсар» обеспечивают его широкое применение в хирургии вследствие разработанных и успешно применяющихся в практике медицинских технологии при существенно более низкой по сравнению с аналогами стоимостью данной установке. Лазерный хирургический аппарат «Диолаз» на основе высоэнергетического диодного лазера отличается оптимальным сочетанием массогабаритных и других технических характеристик, что обеспечивает возможность ее эксплуатации как в стационарных, так и в амбулаторных условиях. В настоящее работе также представлены результаты медицинских испытаний и практического применения данных лазерных хирургических аппаратов в различных медицинских учреждениях Республики Беларусь. Аппараты «Пульсар» и «Диолаз» прошли регистрацию в МЗ Республики Беларусь.
Development is lead and the batch production of laser surgical installations "Pulsar" and "Diolas" is mastered. Characteristics of base installation "Pulsar" provide its wide application in surgery owing to developed and successfully applied in an expert medical technologies at essential with lower in comparison with analogues in cost the given installation. Laser surgical installation "Diolas" on the basis of high power diode laser differs an optimum combination weight, sizes and other characteristics that provides an opportunity of its operation both in stationary, and in out-patient conditions. Results of practical application of installation "Pulsar" also are presented to the present in various medical institutions of Byelorussia to work. Installations "Pulsar" and "Diolas" have was registered in Ministry of Health by Byelorussia.
Введение
Лазерные хирургические установки на основе высокоэнергетических импульсных твердотельных лазеров за долгие годы применения продемонстрировали свои преимущества перед традиционными хирургическими методами и достигли почти оптимальных возможностей при проведении операций. Дальнейшее совершенствование методов лазерной хирургии связано с разработкой и применением новых типов лазеров, в частности, высокоэнергетических диодных лазеров. Тем не менее, разработка и серийное производство традиционных импульсных высокоэнергетических лазерных установок по-прежнему остается актуальным. Это связано с сочетанием их технических характеристик, разработанных и проверенных практикой медицинских методик и относительно низкой стоимости и, как следствие, широкому распространению и спросу в различных медицинских учреждениях.
Наиболее универсальными с точки зрения практического применения в хирургии являются лазерные установки на основе кристаллов АИГ:Nd3+. Основная длина волны излучения 1,06 мкм обеспечивает его проникновение в биоткани на глубину до 5 мм. Одновременно лазер может генерировать на длинах волн 1,32 мкм и 1,44 мкм. Использование нелинейных оптических преобразователей (параметрических генераторов света, генераторов второй гармоники) обеспечивает возможность непрерывной перестройки длины волны излучения в широком спектральном диапазоне от 260 нм до десятков мкм, и, как следствие, на ряду с регулировкой глубины проникновения излучения в биоткани селективное воздействие на них на клеточном уровне.
Ниже приведено описание и технические характеристики базовых аппаратов двух серий лазерных хирургических аппаратов «Пульсар» и «Диолаз», разработанных и серийно выпускаемых Республиканским унитарным предприятием «ЛЭМТ» (Минск, Беларусь). Представлены результаты медицинских испытаний и практического применения аппаратов «Пульсар» и «Диолаз» в различных медицинских учреждениях Республики Беларусь. Аппараты серии «Пульсар» на основе высокоэнергетического импульсного твердотельного АИГ:Nd3+-лазера отличаются относительно низкой стоимостью по сравнению с аналогами, простотой в управлении, надежностью в эксплуатации, наличием разнообразных отработанных медицинских методик, что обеспечивает их широкое применение в различных медицинских учреждениях. Аппараты серии «Диолаз» на основе высокоэнергетического диодного лазера отличаются оптимальным сочетанием массогабаритных и других технических характеристик, что обеспечивает возможность их эксплуатации как в стационарных, так и в амбулаторных условиях.
1. Лазерный хирургический аппарат «Пульсар»
Аппарат «Пульсар», изображение которого приведено на рисунке 1, предназначен для эндоскопической хирургии, «открытой» плановой и неотложной хирургии, хирургической оториноларингологии, онкохирургии, хирургической дерматологии и косметологии, фтизиохирургии: открытых и эндоскопических операций, доброкачественных и злокачественных заболеваний кожи и слизистых различных локализаций.
Излучение транспортируется в рабочую зону гибким моноволоконным оптическим световодом с диаметром светопроводящей жилы 0,6 мм, длиной 2,5 м и оптическим разъемом SMA 905. Импульсный характер излучения обеспечивает самоочищение конца световолокна. Используемые на рабочем конце световода наконечники отличаются своей эргономичностью.
Аппарат обеспечивает:
- подачу лазерного излучения в рабочую зону;
- выбор, установку и индикацию энергии основного лазерного излучения в импульсе и частоты следования импульсов лазерного излучения;
- наведение рабочего излучения с помощью прицельного полупроводникового лазера на оперируемую зону;
- визуальную индикацию в оперируемой зоне наличия рабочего излучения за счет части рабочего излучения, преобразованного во вторую гармонику;
- включения рабочего излучения ножной педалью.
Аппарат имеет следующие технические характеристики:
- длина волны рабочего излучения 1064 нм;
- длина волны излучения визуальной
индикации 532 нм;
- длина волны прицельного
полупроводникового лазера 635 нм;
- диапазон регулировки энергии
рабочего излучения с шагом 0,05 Дж 0,1…1 Дж;
- длительность импульса излучения 100…300 мкс;
- диапазон регулировки частоты
следования импульсов излучения
с шагом 1 Гц 1…50 Гц;
- максимальная средняя мощность
излучения 50 Вт;
- время работы в циклическом режиме:
максимальная продолжительность
непрерывной работы, не более 10 мин.;
последующий перерыв, не 20 мин.;
- потребляемая мощность
от сети 220 В/50 Гц, не более 3,3 кВт;
- габаритные размеры 400х660х920 мм;
- масса 90 кг.
Рис.1 Аппарат «Пульсар»
Аппарат прошел медицинские испытания в ведущих лечебных учреждениях Республики Беларусь: НИИ онкологии и медицинской радиологии им. по использованию в хирургии доброкачественных и злокачественных заболеваний кожи, в Минском городском онкологическом диспансере и 3-й Минской городской клинической больнице.
В Республиканском научно-практическом центре «Кардиология» аппарат успешно используется для выполнения операций трансмиокардиальной реваспуляризации в течении 5 лет. Выполнено 37 оперативных вмешательств у тяжелого контингента больных. Лазерная технология позволила улучшить ближайшие и отдаленные результаты лечения у больных с дистальным поражением коронарных артерий.
В течении трех лет в Республиканской клинической больнице патологии слуха, голоса, речи выполнено более 400 оперативных вмешательств при гипертрофическом рахите, доброкачественных и сосудистых патологий слизистой глотки и гортани у детей и взрослых. Использование лазерных технологий позволило на 2-3 суток сократить пребывание больных в стационаре и на амбулаторном лечении. Послеоперационных осложнений не отмечено.
В онкологии аппарат в настоящее время активно используется в поликлиническом отделении Гомельского областного онкологического диспансера для лечения доброкачественных и злокачественных заболеваний кожи ( базалиомы, рак кожи 1-2 степени и др. ). Опыт использования аппарата с этой патологией – в НИИ онкологии ( 40 больных ), в Минском городском онкологическом диспансере ( 40 больных ). Преимуществами использования лазерной технологии являются: однократность воздействия после биопсии и верификации диагноза, необходимость лишь однократной перевозки ( заживление происходит под струпом ), при базалиомах, раке кожи 1 стадии исключается близкофокусная ренгенотерапия, достигается лучший косметический результат.
По мере накопления опыта частота рецидивов снизилась до 1 % после лазерного воздействия без лучевой терапии. Важно отметить, что в настоящее время локализация опухоли в области наружного, внутреннего угла глаз, наружного слухового прохода, стенки и крыльев носа является прямым показанием к лазерной коагуляуии с целью исключения или минимизации при последующем лечении курса близкофокусной рентгенотерапии в связи с ее повреждающим воздействием на расположенные рядом жизненно важные органы ( зрения, слуха ). Перспективным показал себя лазерный гемостаз в хирургии злокачественных новообразований головы и шеи. Обширные и сложные операции в этой области, продолжительность вмешательства, необходимость тщательного гемостаза и областики делают использование лазера особенно уместным. Основное преимущество лазерного излучения перед электрохирургическим инструментом – возможность обработки расфокусированным лучом лазера раневой поверхности на завершающем этапе операции с целью абластики и деконтаминации раневой поверхности. Объем оперативных вмешательств: расширенная операция Крайля ( 3 пациента ), расширенная операция Крайля с резекцией участка нижней гемосты, для полости рта ( 3 пациента ), резекция тканей боковой стенки глотки ( 1 пациент ), резекция верхней гемости справа и мягких тканей левой щеки ( 1 пациент ), другие операции на мягких тканях головы и шеи ( 1 пациент ).
Использование лазерного аппарата «Пульсар» у указанного выше контингента больных позволило отработать и рекомендовать базовые параметры лазерного излучении: для коагуляции – энергия в импульсе 600 мДж при частоте следования 25 Гц, для рассечения тканей – энергия в импульсе 800 м Дж при частоте следования 30 Гц. Указанные параметры кроме эффективности данной технологии обеспечивают минимальную зону коагуляционного некроза.
В эндоскопической хирургии аппарат «Пульсар» прошел медицинские испытания по использованию в хирургии доброкачественных образований желудка (полипы), эрозий и язв желудка, а также доброкачественных образований прямой кишки.
В отличие от электрохирургического метода после лазерной коагуляции заживление слизистой в зоне воздействия осуществляется в более короткие сроки, причем размеры данной зоны значительно меньше.
При доброкачественных образованиях прямой кишки с большой распространенностью процесса поэтапная лазерная коагуляция является альтернативой резекции толстой кишки.
2. Лазерный хирургический аппарат «Диолаз»
Аппарат, изображение которого приведено на рисунке 2, предназначен для проведения оперативных вмешательств в различных областях хирургии и дерматологии и используется для остановки кровотечений в неотложной, эндоскопической и открытой хирургии, а также для фотодеструкции доброкачественных и злокачественных новообразований кожи и слизистых. Особенностью данного аппарата является использование в его составе мощных полупроводниковых излучателей, его компактность и относительно малый вес. Габариты аппарата обеспечивают его установку в эндоскопическую стойку и, как следствие, широкое применение совместно с эндоскопической техникой.
Аппарат выпускается в двух модификациях: «Диолаз 810» с длиной волны излучения 810 нм и «Диолаз 940» с длиной волны излучения 940 нм.
Использование в аппарате полупроводникового лазера с длиной волны 810 нм позволяет получить эффект фототермического воздействия на кожу, слизистые, кровоточащие сосуды, в результате чего наступает фотокоагуляция (испарение) участка ткани. Рассечение тканей, особенно полых органов, происходит практически бескровно. Применение лазерного излучения обеспечивает дозированное воздействие на патологический очаг в зависимости от режима работы аппарата, длительности импульса, а также других параметров, при этом окружающие паталогический очаг ткани подвергаются минимальному термическому воздействию. Достигается стойкий гемостатический эффект. Образуется сухой струп с высокой степенью адгезии.
Особенностью излучения с длиной волны 940 нм является селективность его поглощения оксигемоглобилином крови, что обеспечивает возможность выполнения фотокоагуляции и вакоризации тканей с мощностью излучения в 2 – 3 раза меньшей по сравнению с мощностью излучения с длиной волны 1,064 мкм.
Излучение транспортируется в рабочую зону гибким моноволоконным оптическим световодом с диаметром светопроводящей жилы 0,6 мм и длиной 2,5-3 м. Включение в рабочий режим осуществляется ножной педалью.
Аппарат имеет следующие технические характеристики:
- длина волны рабочего
излучения 810+10 нм или 940+10 нм;
- режимы работы импульсный,
импульсно-периодический,
непрерывный;
- длина волны прицельного 530 нм;
- максимальная мощность
рабочего излучения,
регулируемая с шагом 1 Вт 1…40 Вт;
- мощность излучения
прицельного лазера 2 мВт;
- длительность импульса
лазерного излучения 10…1000 мс;
- пауза между импульсами 10…2000 мс;
- потребляемая мощность
от сети 220 В/50 Гц 400 Вт;
- габаритные размеры 420х480х220 мм;
- масса, не более 25 кг.
Рис.2 Аппарат «Диолаз»
Аппарат «Диолаз 810» прошел медицинские испытания в хирургическом отделении Минской областной клинической больницы, на кафедре дерматовенерологии Белорусской медицинской академии последипломного образования, на кафедре нервных и нейрохирургических болезней Белорусского государственного медицинского университета.
У 9 пациентов выполнена лапароскопическая холецистоктомия. Лазерное излучение применено на этапе фотокоагуляции сосудов ложа желчного пузыря как самостоятельно, так и в комбинации с электрокоагуляцией. Существенного преимущества лазерной коагуляции при этом не выявлено.
У 15 пациентов удалены патологические образования кожи небольших размеров ( папилломы, бородавки и т. д. ). Получен хороший косметический эффект, а также установлена возможность проведения такого рода оперативных вмешательств без анестезии при мощностях излучения до 2 Вт.
По поводу опухолей головного мозга прооперировано 15 больных. Опухоли локализовались в различных отделах головного мозга. Лазерное излучение использовалось на этапах коагуляции сосудов твердой мозговой оболочки и ее рассечения, энцефалоптомии, удаления опухоли по перифокальной зоне, окончательного гемостаза ложа удаленной опухоли. При этом определены оптимальные уровни мощности излучения: для коагуляции сосудов твердой мозговой оболочки и ее рассечения – 15 Вт, энцефалоптомии – 5 … 7 Вт, удаления опухоли по перифокальной зоне – окончательного гемостаза ложа удаленной опухоли – 5 Вт.
Аппарат «Диолаз 940» прошел медицинские испытания в нейрохирургическом отделении Бресткой областной больницы.
Успешно прооперированно 15 больных с грыжей межпозвонкового диска. Фрагменты диска удалялись как контактным, так и безконтактным методами вапоризации при уровнях мощности излучения порядка 10…15 Вт.
Аппарат «Диолаз 940» был эффективно использован в реконструктивной и восстановительной хирургии для точечной фотокоагуляции сосудов малого диаметра. Успешно прооперировано 14 больных. Осложнений после операций не наблюдалось.
Успешно аппарат «Диолаз 940» зарекомендовал себя в сосудистой хирургии. На кафедре общей хирургии Витебского медицинского университета проведено 8 операций пациентам с варикозной болезнью вен нижних конечностей, хронической венозной недостаточностью. С помощью лазерного излучения проводилась эндовазальная лазерная облитерапия ствола и притоков большой подкожной вены левой голени, эндоскопическая лазерная диссекция перфоранитных вен. Оптимальный уровень мощности лазерного излучения при этом варьировался в пределах диапазона 10…16 Вт.
Заключение
Описанные выше лазерные базовые модели хирургических аппараты серий «Пульсар» и «Диолаз» являются результатом многолетних разработок и медицинских исследований, проводившихся в РУП «ЛЭМТ» совместно с различными медицинскими организациями на протяжении более чем двадцати последних лет.
Аппараты серии «Пульсар» обладают значительно лучшими параметрами по сравнению с первыми образцами лазерных хирургических установок и разработаны в соответствии с пожеланиями специалистов-пользователей. Оптимальное соотношение «цена-качество» данного изделия по сравнению с аналогами ( относительно низкая стоимость данного аппарата при его технических характеристиках ) не только позволяет расширить его применение в различных медицинских учреждениях, но использовать его при разработке новых медицинских технологий в различных областях лазерной хирургии, например, в литотрипсии.
Аппараты серии «Диолаз» на основе полупроводниковых мощных лазеров, сопоставимые по мощности излучения с традиционными твердотельными лазерами, по своим массогабаритным характеристикам и энергопотреблению, а также отличающимися возможностями управления параметрами лазерного излучения, обеспечивают новые возможности применения лазеров в хирургии. Проведенные испытания показали, что в настоящее время наибольшая их эффективность применения может быть получена в нейрохирургии, хирургии варикозной болезни вен, эндоскопической хирургии, дерматологии, косметологии.
В результате постоперационного наблюдения за пациентами, прошедшими выше описанные хирургические вмешательства с использованием аппаратов «Пульсар» и «Диолаз», осложнений после операций не наблюдалось.
