Microsurgery of chronic laryngeal diseases using fiber optic lasers. A review

Full Text

Введение

Благодаря многим позитивным эффектам взаимодействия лазерного излучения с биологической тканью лазеры нашли применение как в терапевтических специальностях, так и в хирургии [1]. После апробации высокоэнергетических лазеров на экспериментальных моделях, а потом и на практике выявлены преимущества лазерного излучения перед традиционной хирургией, которые можно условно разделить на две группы: интраоперационные и послеоперационные [2, 3]. К первым относят: хороший гемостатический эффект, что обеспечивает сухое операционное поле, возможность точного и селективного рассечения тканей с оценкой глубины и площади воздействия, асептичность и абластичность, сокращение длительности вмешательства и возможность амбулаторного выполнения манипуляций [4–6]. Во 2-ю группу выделены: быстрое наступление ожидаемого клинического эффекта, уменьшение количества ранних и отдаленных осложнений, ускорение периода регенерации [7–9]. Благодаря всем перечисленным преимуществам лазеры приобрели большую популярность в ЛОР-практике, и в частности – ларингологии, и на сегодняшний день в мировой литературе накоплен обширный опыт применения высокоинтенсивного лазерного излучения для лечения патологии гортани [10–12].

Материалы и методы

Впервые результаты хирургии гортани с использованием лазера описаны в 1968 г. [13]. В ходе операции бригада хирургов при удалении карциномы гортаноглотки использовала СО₂-лазер вместо традиционных холодных инструментов и отметила выраженные резекционные качества лазерной установки. Однако разрез первых лазерных аппаратов, производимый за счет непрерывной подачи энергии инфракрасной части оптического спектра, отличался протяженной зоной коагуляционных изменений, что требовало избирательности применения высокоэнергетического хирургического инструмента для снижения рубцевания тканей в отдаленном периоде [14, 15]. За более чем 60-летнюю историю лазерной медицины аппараты значительно изменились и приобрели надежную систему охлаждения, процессор и микроманипулятор для работы в дистантном режиме [16]. Современные компьютеризированные СО₂-лазеры запрограммированы на работу в различных режимах в зависимости от хирургической задачи. Наиболее деликатным при работе с тканями гортани является режим SuperPulse, позволяющий снизить первичное повреждение ткани за счет равномерной паузы между импульсами [17, 18].

Энергия углекислотного лазера подается бесконтактно, в результате перехода монохроматичного светового потока через систему оптических зеркал. Длина волны углекислотного лазера относится к инфракрасной части оптического спектра и является невидимой для глаза человека. Визуализация направления потока фотонов осуществляется посредством графической контрастной подсветки луча, а управление лучом – за счет смещения ручки микроманипулятора. Благодаря полностью автоматизированным параметрам луча и хорошей управляемости микроманипулятора обеспечивается точность движений в операционном поле (гортани). Помимо дистантного способа доставки излучения в операционное поле с использованием зеркальных систем, как традиционно работает СО₂-лазер, также существует доставка лазерной энергии по оптическим волоконным световодам [14, 15].

На рубеже XX и XXI столетий впервые на медицинском рынке представлены новые модели лазерных систем, реализующие второй способ доставки энергии хирургического лазера в операционное поле. Полупроводниковые лазеры обладают различными длинами волн в диапазоне видимого и невидимого спектра и, соответственно, разными биологическими эффектами на живую ткань, ассоциированными с биологическими свойствами генерируемой длины волны [19, 20].

Техника хирургического лечения с использованием волоконных лазеров имеет больше преимуществ за счет воздействия на биологическую ткань не только дистантно, как работает углекислотный лазер, но и в контактном режиме [21]. Применение оптоволокна в качестве высокоэнергетического скальпеля непосредственно в месте контакта с биотканью реализует не только диссекцию, коагуляцию, резекцию, но и аблацию [22]. Современные волоконные аппараты предусматривают использование адаптированного с кварцевым световодом удобного хирургического инструмента с рабочим полым каналом, через который возможна подача воздуха непосредственно в операционное поле. Активный приток воздуха вытесняет дым, образующийся при аблации, и микрохирургическое вмешательство осуществляется без необходимости подключения аспиратора в торец ларингоскопа [23]. Также важным преимуществом считается то, что подаваемый под небольшим давлением воздух охлаждает ткани гортани во время вмешательства с использованием лазера, что дополнительно уменьшает термическое повреждение здоровых тканей в процессе операции. Некоторые модели могут реализовать техническую возможность подачи в операционное поле через канал рабочей части инструмента инертный газ – гелий [24–26]. Гелий заполняет полость гортани и вытесняет из него кислород, что является одним из важных преимуществ волоконной техники для фонохирургии. Это создает оптимальные условия для микрохирургии, минимизируя повреждение окружающих тканей. В литературном обзоре дана характеристика наиболее часто используемых волоконных лазеров в хирургии гортани [27, 28].

Результаты

Калий-титанил-фосфатный лазер с длиной волны 532 нм

На сегодняшний день из всех видов неаблационных (фоноангиолитических) лазеров в ларингологии достаточно часто используется калий-титанил-фосфатный (КТP) лазер. Принцип работы этого лазера заключается в прохождении света быстроимпульсного Nd:YAG-лазера сквозь ризоморфный кристалл КТР (калий-титанил-фосфат), благодаря чему осуществляется увеличение частоты вдвое, длина волны 1064 нм, находящаяся в инфракрасном диапазоне, снижается в 2 раза – до 532 нм. Световая волна КТР-лазеров принадлежит зеленой области видимого света, а значит, может хорошо поглощаться гемоглобином, что дает возможность использования для коагуляции [29, 30].

Поверхностные слои голосовых складок лишены гемоглобина, вследствие чего почти вся энергия КТP-луча проходит сквозь поверхностные слои тканей для воздействия на более глубоко расположенные кровеносные сосуды. Благодаря этому эпителий и собственная пластинка слизистой оболочки, покрывающие кровеносные сосуды, могут остаться неповрежденными, что способствует сохранению голосовой функции. Хорошие гемостатические способности, проникновение в ткани глубиной до 2 мм и возможность доставки данного вида излучения сквозь гибкое волокно световода обеспечивают удобство и эффективность использования при работе с сосудистыми новообразованиями [31].

В течение последних 10 лет проведено большое число исследований, которые доказывают надежность, целесообразность и эффективность способов оперативного вмешательства с использованием KTP-лазера для пациентов фонохирургического профиля [32, 33].

Работа 2007 г. Д.М. Мустафаева посвящена исследованию безопасности и эффективности совместного воздействия Ho:YAG и КТР-лазеров в фонохирургии. Согласно результатам отмечен более высокий гемостатический эффект по сравнению с традиционной микрохирургией, а также тот факт, что применение КТР-лазера привело к более быстрому восстановлению эндоскопической картины гортани в послеоперационном периоде по сравнению с традиционной микрохирургией [34].

Исследование 2012 г. M. Sheu и соавт. оценивало результаты лечения 1002 пациентов с хроническими заболеваниями гортани с использованием KTP-лазера. Авторы подтвердили высокий коагуляционный эффект лазера и сделали предположение о том, что применение ангиолитического лазера максимально сохраняет слизистую волну голосовой складки, а также способствует ее качественному смыканию при фонации в послеоперационном периоде. Согласно проведенному метаанализу 2021 г. использование КТР-лазера в условиях прямой опорной микроларингоскопии или амбулаторной фиброларингоскопии ассоциировано с низким уровнем осложнений и хорошим темпом восстановления вибраторной функции голосовых складок [35–38].

В настоящее время активно распространено выполнение амбулаторных вмешательств с применением волоконных лазеров, среди которых самым популярным является КТР. Оперативные вмешательства в формате Office-Based Surgery распространены как альтернатива традиционным хирургическим операциям под наркозом. Существует много статей, описывающих оперативное лечение с использованием лазера, проводимое под местной анестезией, как более безопасное и в некоторых случаях единственно выполнимое вмешательство для лиц с противопоказанием к эндотрахеальному наркозу [39].

Диодный лазер с длиной волны 980 нм

Другой диодный лазер с длиной волны 980 нм является доступным и удобным хирургическим инструментом с хорошими гемостатическими свойствами [40–42].

В ряде экспериментов на лабораторной модели коллектив оториноларингологов из ФГБОУ ВО «Первый СПб ГМУ им. акад. И.П. Павлова» установил, что импульсный режим лазерного излучения с длиной волны 980 нм при мощности 28 Вт демонстрирует меньшее коагуляционное повреждение окружающих тканей в сравнении с контактным постоянным режимом мощностью 7 Вт при относительно равных аблационных свойствах. При сравнении лазерного воздействия в дистантном режиме выявлено, что при постоянном режиме излучения мощностью 7 Вт диаметр и глубина коагулята определялись достоверно больше (p<0,05), чем в импульсном режиме при мощности 28 Вт [43, 44].

В 2014 г. А.С. Лапченко представил сообщение об использовании лазерных технологий для лечения заболеваний гортани. По результатам клинического применения диодного лазера получен вывод, что лазер эффективен при удалении как доброкачественных, так и опухолевидных образований. Этот метод выгодно отличался сухим операционным полем, оказался менее травматичным для окружающих тканей и снижал риски рецидивирования новообразований [45].

В сборнике научных трудов С.А. Карпищенко и М.А. Рябова (2016 г.) представили результаты практического применения диодных инфракрасных лазеров в хирургическом лечении болезней уха, горла и носа [46]. Авторы описывают опыт использования отечественных полупроводниковых лазерных систем в фонохирургии. Коллектив оториноларингологов проводил эндоларингеальное вмешательство с помощью диодного лазера у 116 пациентов с новообразованиями гортани. Операция проводилась под общей анестезией с использованием высокочастотной искусственной вентиляции легких через тонкий ларинготрахеальный или транстрахеальный катетер. Новообразования удалялись диодным лазером длиной волны 980 нм под микроскопом. Согласно результатам, у 99 (85,3%) пациентов достигнута ремиссия. Исследование подтвердило, что диодный лазер может являться эффективным методом лечения новообразований гортани без необходимости проведения превентивной трахеотомии [47, 48].

Хирургический лазер с длиной волны 445 нм («синий» лазер)

В 2018 г. на территории Российской Федерации зарегистрирован новый хирургический лазер с длиной волны 445 нм, относящийся к синей части оптического диапазона. Этот лазер обладает высоким коэффициентом поглощения света синего спектра хромофорами организма, что обеспечивает наилучшее проникновение в биологические ткани с минимальным термическим рассеянием. Лазер сочетает в себе фотоангиолитические и аблационные свойства, что позволяет достичь хороших результатов при резке и коагуляции [49]. Лазерная установка оснащена системой интраоперационной подачи гелия, что исключает горение и сводит эффект карбонизации к минимуму, это дополнительно уменьшает термическое повреждение окружающих тканей. «Синий» лазер показал хорошие результаты в лечении различных заболеваний гортани.

M. Hess и соавт. (2018 г.) проводили серию экспериментов на различных биологических моделях, согласно которым подтвердили выраженный коагуляционный и резекционный эффект «синего» лазера. Авторы констатировали клиническую эффективность лазера с длиной волны 445 нм в ряде случаев с доброкачественными образованиями гортани, рецидивирующим респираторным папилломатозом, отеком Рейнке, полипами, гранулемами как в амбулаторных условиях, так и в условиях операционной. В ходе клинических исследований побочных реакций и осложнений не наблюдалось [50, 51].

B. Miller и соавт. (2021 г.) представили серию наблюдений трансназальной гибкой лазерной хирургии с применением «синего» лазера 445 нм в хирургии гортани. Получены хорошие результаты в случаях лечения респираторного папилломатоза и опухолеподобных заболеваний гортани, доказаны безопасность и эффективность данного лазера [52].

В ФГБУ СПб НИИ ЛОР с 2021 по 2022 г. проводили клиническое исследование, в которое включены 80 взрослых пациентов в возрасте от 22 до 73 лет, средний возраст – 46,44±12,13 года, страдающих хроническими заболеваниями гортани. Пациенты разделены на две группы: 1-я группа состояла из 50 пациентов, получавших лечение полупроводниковым лазером с длиной волны 445 нм, а 2-я группа – из 30 пациентов, получавших лечение полупроводниковым лазером с длиной волны 980 нм. Во время операции оценивали продолжительность хирургического вмешательства, частоту интраоперационных кровотечений и необходимость лазерного гемостаза. Дополнительно всем пациентам до хирургического лечения и в послеоперационном периоде выполняли видеостробоскопию гортани, фиброларингоскопию и акустический анализ голоса. Пациенты также заполняли анкету индекса нарушения голоса VHI-30. В результате отмечалась статистически значимая разница в продолжительности хирургического вмешательства между 1-й (14,9±5,5 мин) и 2-й группами (17,9±6,3 мин). Группа пациентов после лечения «синим» лазером показала более быструю нормализацию эндоскопической картины при фиброскопическом исследовании гортани по сравнению с лазерной группой 980 нм на 10-е сутки. Кроме того, в 1-й группе на 14-е сутки при стробоскопии гортани отмечены достоверно положительные изменения. Через 2 нед после операции индекс VHI-30 оказался значительно ниже в группе лазера 445 нм по сравнению с группой лазера 980 нм. Среди показателей акустического анализа голоса время максимальной фонации, Jitter и Shimmer достоверно различались между группами, причем более положительные изменения наблюдались в 1-й группе. Однако высота тона и индекс HNR (Harmonics to noise ratio) не зависели от типа используемого хирургического лазера. В заключение отмечено, что применение лазера с длиной волны 445 нм приводило к меньшей продолжительности оперативного вмешательства по сравнению с лазером с длиной волны 980 нм. В группе, получавшей оперативное лечение с применением «синего» лазера, наблюдались более быстрый регресс воспалительного процесса в голосовых складках, восстановление вибрационной функции, нормализация акустических показателей голоса, улучшение голосовых нарушений и качества жизни [53].

На сегодняшний день в литературе представлено мало экспериментальных и клинических работ, посвященных применению «синего» лазера, что обусловливает проведение дополнительных исследований с данными длинами волн.

Заключение

Появление лазерных технологий открыло новую эру в хирургическом лечении хронических заболеваний гортани. Лазерная хирургия с применением эндоскопической и микроскопической техники оказалась революционным методом и позволила хирургам предлагать пациентам менее инвазивные, более точные и эффективные варианты лечения. Таким образом, внедрение лазерного высокоэнергетического излучения в оториноларингологическую практику определило новый подход в хирургии гортани, что позволило максимально безболезненно, бескровно и в короткие сроки достигнуть восстановления голосовой функции у пациентов с хроническими заболеваниями гортани.

В последние годы на рынке медицинского оборудования появились высокоэнергетические лазерные хирургические установки с длиной волны 445±5 нм, оснащенные устройством доставки инертного газа в операционное поле. Такое приспособление осуществляет процесс охлаждения биологической ткани при интраоперационном воздействии лазера. Доставка в операционное поле инертного газа обеспечивает вытеснение кислорода, исключая эффект горения и образования карбонизата. Появление лазерных аппаратов, в том числе и отечественного производства, с новыми длинами волн позволяет работать в контактном режиме в среде инертного газа, что открывает новые возможности для фонохирургии.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи.

Funding source. The authors declare that there is no external funding for the exploration and analysis work.

About the authors

Aleksandr A. Krivopalov

Mechnikov North-Western State Medical University; Saint Petersburg Research Institute of Ear, Throat, Nose and Speech

Author for correspondence.
Email: Krivopalov@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-6047-4924

D. Sci. (Med.), Mechnikov North-Western State Medical University, Saint Petersburg Research Institute of Ear, Throat, Nose and Speech

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Polina A. Shamkina

Saint Petersburg Research Institute of Ear, Throat, Nose and Speech

Email: p.s.ent@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-4595-365X

Cand. Sci. (Med.), Saint Petersburg Research Institute of Ear, Throat, Nose and Speech

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexandra I. Glushchenko

Saint Petersburg Research Institute of Ear, Throat, Nose and Speech

Email: nocturne4@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5209-7869

Graduate Student, Saint Petersburg Research Institute of Ear, Throat, Nose and Speech

Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files