Ученые сравнили лазеры для хирургических операций

Исследователи из Сеченовского университета совместно с коллегами из России, США, Германии и Швейцарии сравнили свойства двух типов лазеров, использующихся в урологических операциях. Ученые определили, в каких случаях стоит применять каждый из них и какие настройки позволяют добиться наилучшего результата. Подробности опубликованы в журнале Lasers in Medical Science.

Лазеры используются в хирургии уже более полувека, в урологии их применяют, например, во время операций при раке мочевого пузыря, доброкачественной гиперплазии предстательной железы и уротелиальной карциноме. Лазеры имеют ряд преимуществ перед привычными хирургическими инструментами – их использование снижает вероятность кровотечения и риск развития осложнений, позволяя проводить хирургию малоинвазивно (с минимальным повреждением здоровой ткани).

Лазерные системы отличаются друг от друга. Пригодность лазеров для конкретных типов операций определяется длиной волны, продолжительностью и силой импульса. От них зависит степень поглощения и рассеяния излучения, а значит, скорость и глубина рассечения, степень повреждения соседних тканей, коагуляции (необратимого изменения структуры белка) и карбонизации, или обугливания, ткани. Для каждой задачи подходят разные типы лазеров, но в последние годы популярным стал гольмиевый лазер на алюмоиттриевом гранате (Ho:YAG), пригодный для широкого спектра операций, что объясняется высокой степенью поглощения излучения и импульсным режимом воздействия.

Несколько лет назад специалисты Сеченовского университета и компании NTO-IRE (Фрязино, Россия) совместными усилиями разработали и изучили новый тулиевый волоконный лазер (thulium fiber laser, TFL). Его излучение эффективно поглощается в воде, что позволяет увеличить скорость операции. При этом импульсы достигают меньшей пиковой мощности, аккуратно рассекая ткань, а не разрывая ее, и могут быть более продолжительными, что дает более равномерное распределение энергии и меньшее повреждение ткани.

Авторы статьи сравнили Ho:YAG и TFL, работающий в двух режимах: квазинепрерывном (последовательность коротких импульсов равной мощности) и суперимпульсном. Каждый лазер тестировали с разными настройками мощности (30-70 Вт) и разной скоростью движения лазера (2 и 5 мм/сек.) – выбор этих характеристик часто зависит от опыта и уверенности хирурга. В каждом случае оценивали глубину рассечения, глубину коагуляции и степень карбонизации.

Для экспериментов ученые использовали ткани почек свиней, которые по своим характеристикам очень похожи на ткани простаты человека. После опытов проводили гистологическое исследование, чтобы оценить глубину разреза и степень изменения тканей.

Тулиевый волоконный лазер позволял проводить более глубокое рассечение ткани в квазинепрерывном режиме, при этом лазер эффективно коагулировал ткань. Глубина разреза у гольмиевого лазера существенно ниже, при этом авторы отметили выраженные разрывы тканей, связанные с импульсным воздействием лазера. Кроме того, гольмиевый лазер отличается меньшей глубиной коагуляции. Тулиевый лазер в квазинепрерывном режиме позволял эффективно рассекать ткань и коагулировать кровоточащие сосуды, хотя степень карбонизации тканей у него оказалась выше, чем у Ho:YAG.

«Волоконные лазеры являются одним из самых крупных и значимых изменений в лазерной хирургии за последние 20 лет. Возможности этих аппаратов активно изучаются во всем мире, а их гибкость позволяет применять их во всех сферах урологии. Крайне важно, что одни из первых работ, изучающих эти аппараты, были проведены в Лаборатории лазерных технологий Сеченовского университета», – рассказал первый автор статьи Марк Тараткин, научный сотрудник Института урологии и репродуктивного здоровья человека, руководитель Лаборатории лазерных технологий Сеченовского университета.