Применение высокоэнергетических лазеров в нейроонкологии

В.Д.Розуменко, Институт нейрохирургии им.акад.А.П.Ромоданова АМН Украины, г.Киев

Ключевые слова: нейроонкология, опухоли мозга, высокоэнергетические лазеры, лазерное излучение.

В настоящее время в хирургической нейроонкологии используют, главным образом углекислотный лазер (длина волны излучения 10,6 мкм), лазер на алюмоиттриевом гранате с неодимом (длина волны излучения 1,06 мкм) и аргоновый лазер (длина волны излучения 0,488-0,514 мкм) [1,3,7,9,11,14,16,18,19]. Наряду с этим, исследуются возможности применения лазера на окиси углерода (длина волны излучения 5 - 6 мкм), апробируются углекислотные лазеры с высокой мощностью излучения, работающие в импульсном и суперимпульсном режимах, а также высокоэнергетические неодимовые АИГ-лазеры, генерирующие излучение с длиной волны 1,32 мкм и 1,44 мкм, и КТР-лазеры с длиной волны излучения 0,532 мкм [4,7,8,15]. Перспективным для использования в нейроонкологии является гольмиевый АИГ лазер c длиной волны излучения 2,1 мкм [2].

Выбор технических средств обеспечения нейрохирургических вмешательств определяется параметрами генерируемого лазерного излучения, морфологическими изменениями,происходящими в мозговом веществе, опухолевой ткани и церебральных сосудах при лазерном воздействии, а также соответствием целей и задач применения лазерной техники при тех или иных операциях ожидаемому результату.

В современной нейроонкологии при хирургическом лечениии опухолей мозга используют методы лазерной микрохирургии, лазерной стереотаксии, лазерной эндоскопии и интерстициальной лазерной термотерапии (ИЛТТ).

Применение высокоэнергетического лазерного излучения при проведении нейроонкологических операций основано на использовании эффектов лазерного рассечения, лазерной вапоризации, лазерной коагуляции и лазерной термодеструкции биологических тканей.

Наиболее широкое клиническое применение в нейрохирургии получил метод лазерно-микрохирургического удаления опухолей. В Институте нейрохирургии при удалении внутричерепных опухолей используют углекислотный лазер "Саяны МТ" мощностью 60 Вт, неодимовый АИГ лазер "Радуга-1" мощностью 50 Вт и гольмиевый лазер "Versa Pulse Select" мощностью 45 Вт. Микрохирургическая лазерная техника была применена при проведении 225 операций, в ходе которых удаляли супратенториальные и субтенториальные опухоли мозга (114 глиом, 9 одиночных метастазов рака, 40 менингиом, 53 невриномы слухового нерва, 9 аденом гипофиза). Как показали результаты проведенных нами клинических исследований, применение нейрохирургической лазерной техники позволяет повысить радикальность и снизить травматичность операции при опухолях, располагающихся в "критических" областях мозга, поражающих жизненно важные и функционально значимые его отделы, при условии щадящего отношения к смежным мозговым структурам, сохранения анатомической и функциональной целости артериальных сосудов и венозных коллекторов в зоне оперативного вмешательства. Лазерно-микрохирургический метод позволяет полностью удалить внемозговые внутричерепные опухоли в максимально дозволенном объеме, в пределах функционально обоснованных границ - удалить внутримозговые опухоли.

С учетом особенностей проведения внутричерепных операций специально для целей микронейрохирургии на базе высокоэнергетических лазерных аппаратов разработаны микрохирургические лазерные комплексы, оснащенные системой адаптации лазера к операционному микроскопу и гелий-неоновой лазерной пилот-системой прецизионного наведения лазерного излучения. Кроме того, в процессе операции для целей коагуляции могут быть использованы контактные лазерные коагуляторы, разработанные на базе аргонового и неодимового АИГ-лазеров, а также лазерно-хирургический аппарат нового поколения, созданный на основе лазерного диода с мощностью на выходе волоконной системы 25 Вт при длине волны излучения 0,805 мкм [20].

Лазерно-микрохирургические методы удаления опухолей мозга имеют ряд особенностей и существенных преимуществ. В отличие от существующих традиционных методов, основанных на применении микрохирургического инструментария, электрокоагуляции и ультразвукового аспиратора, лазерное удаление опухоли осуществляется бесконтактным способом, исключающим фактор механического воздействия на смежные мозговые структуры, черепные нервы и магистральные сосуды, что снижает травматичность хирургического вмешательства. Лазерный луч не перекрывает операционное поле, что обеспечивает условия для оптимального обзора не зависимо от размеров и глубины хирургической раны и позволяет проводить удаление опухоли посредством щадящих хирургических доступов. Предельная точность наведения и фокусировки высокоэнергетического лазерного излучения осуществляется по видимому красному лучу гелий-неонового пилот-лазера. Доза лазерного воздействия в ходе операции контролируется и может быть изменена в широких пределах. Лазерная деструкция биологических тканей носит строго локальный характер. Необходимо подчеркнуть уникальность эффекта лазерной вапоризации тканей, обеспечивающего возможность послойного удаления опухолевой ткани. Отсутствие электромагнитного поля позволяет осуществлять непрерывный мониторинг за состоянием больного в процессе выполнения операции и ЭКГ-контроль, проводить электроэнцефалографию и электромиографию, исследование вызванных потенциалов. Лазерное излучение оказывает бактерицидное действие, что снижает риск инфицирования хирургической раны и предупреждает опасность возникновения послеоперационных гнойных осложнений.

Однако следует отметить, что использование лазерной техники не упрощает проведение операции при удалении опухолей головного мозга. Возможности лазерно-микрохирургического метода ограничены при обширных инфильтративно растущих опухолях, поражающих жизненно важные и функционально значимые зоны мозга. Применение метода лазерной вапоризации для удаления относительно больших по объему опухолей заметно увеличивает продолжительность оперативного вмешательства. Необходимо также учитывать то обстоятельство, что бесконтактный способ хирургических лазерных манипуляций в процессе лазерного рассечения, лазерной вапоризации и лазерной коагуляции исключает прямое или опосредованное, передаваемое через хирургические инструменты ощущение плотности, эластичности, консистенции нормальной или патологически измененной биологической ткани. Хирург (на начальных этапах освоения лазерно-микрохирургического метода) может испытывать связанные с этим затруднения и некоторые сложности при оценке реально возникающей хирургической ситуации. Определенных навыков манипулирования лазерным лучом требует использование в глубине хирургической раны отражающего зеркала. При использовании лазерной техники необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности (защита глаз от возможного поражения отраженным лазерным излучением), исключается применение легко воспламеняющихся анестетиков.

Качественно новый уровень хирургического лечения опухолей мозга обеспечивает лазерно-стереотаксический метод, использование которого позволяет предельно точно подвести лазерное излучение к интракраниальному очагу поражения, осуществить деструкцию и удаление глубинно расположенных, растущих с узкой зоной инфильтрации относительно небольших внутримозговых опухолей [13]. Лазерно-стереотаксическое удаление опухолей осуществляют с помощью ограниченных хирургических доступов, применяя трубчатые ретракторы диаметром 2 - 3 см. В настоящее время разработаны нейрохирургические стереотаксические комплексы, позволяющие проводить программируемое удаление опухолей мозга с компьютерно-томографическим и магнитно-резонансным контролем. Реализуется возможность "роботизации" лазерных стереотаксических операций [13, 14].

Новые возможности применения лазерных технологий в нейроонкологии открывает метод эндоскопии.Преимуществами метода лазерной эндохирургии по сравнению с методом лазерной стереотаксии, является возможность обеспечения непосредственной визуализации патологического очага, детального обзора места эксплорации и непрерывного наблюдения за эффектом лазерного воздействия, контролируемое обеспечение гемостаза, условий для постоянного выведения из операционного поля продуктов "горения", образующихся в результате взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями. При эндоскопической операции проводят биопсию патологически измененнных тканей. Лазерно-хирургическая эндоскопическая техника в перспективе будет альтернативой общепринятым нейрохирургическим вмешательствам при небольших солидных внутримозговых опухолях, опухолях желудочковой системы мозга, внутримозговых паравентрикулярных кистозных опухолях [6,20,21]. Для проведения лазерно-эндоскопических операций приемлемо использование неодимового АИГ-лазера и гольмиевого лазера.

Перспективным методом лазерно-хирургического деструктивного воздействия на глубинно расположенные внутримозговые опухоли является ИЛТТ. Метод основан на эффекте лазерной термодеструкции биологических тканей при контролируемом дозированном воздействии высокоэнергетического лазерного излучения. В качестве источника лазерного излучения используют неодимовый АИГ лазер с мощностью излучения 3 - 5 Вт на выходе волоконного световода. В зависимости от размеров опухоли операцию можно проводить в 1 - 3 этапа с аспирацией некротических масс при очередном введении световода [5,10,12,17].

Таким образом, необходим дифференцированный подход при выборе оптимальных лазерных методов проведения оперативных вмешательств по поводу опухолевой патологии мозга. Использование совершенных лазерных технологий при удалении опухолей головного мозга позволяет снизить травматичность операции, улучшить результаты хирургического лечения, повысить качество жизни больных в послеоперационный период. Сравнительно высокая стоимость современных лазерно-хирургических, лазерно-стереотаксических и лазерно-эндоскопических технических средств обеспечения нейроонкологических операций не должна служить аргументом, сдерживающим их использование в нейрохирургии.

Список литературы
1. Зозуля Ю.А., Ромоданов С.А., Розуменко В.Д. Лазерная нейрохирургия.-К.:Здоров’я, 1982. -168с.
2. Климов С.В. Применение лазеров в хирургии//Медицина Украины.-1996.-№1.-С.26-29
3. Розуменко В.Д. Лазерная нейрохирургия: современное состояние проблемы//Применение лазеров в биологии и медицине: Сб. науч.докл., тез. и методик по лазерной медицине: Материалы междунар. Конф. (Киев, 11-14 окт. 1995 г.).-К., 1995.-Ч.1.-С.127-130.
4. Розуменко В.Д. Проблемные вопросы применения лазерных технологий в нейрохирургии//Применение лазеров в биологии и медицине: сб. науч. докл и тез, 1997. - С.113-117.
5. Ascher br.W., Justich T., Schrottner C. A new surgical but less invasive treatment of central brain tumors//Acta Neurochirurgica/-1991/-V.52.-Subrbrl.-br.78-80.
6. Auer L.M., Holzerbr., Asher br.W., Hebrbrner F. Endoscobric neurosurgery//Acta Neurochir.-1988. V.90.-br.1-14.
7. Beck O.J., Frank F., Keiditsch E. et al. Clinical and exbrerimental stady on the extention of Nd-YAG laser abrbrlications in neurosurgery//Laser in Med.Chir.-1985.V.1.-br.13-18.
8. Gamache F.W., Morgello S. The Histobratalogical effect of the CO2 versus the KTbr laser on the brain and sbrinal cord: a canine model //Neurosurgery.-1993.-V.32.-br.100-104.
9. Goebel K.R. Fundamentals of laser science//Acta Neurochirurgica.-1994.-V.61.-Subrbrl.-br.20-33.
10. Hessel S., Frank F. Technical brrerequisites for the interstitial thermo-therabry using the Nd:YAG laser// SbrIE.-1990.-V.1201.-br.233-238.
11. Jain K.K. Handbook of laser neurosurgery.-Sbrringfield:C.C.Thomas.-1983.-147br.
12. Kahn T., Bettag M., Ulrich F. Et al. MRI-guided laser-induced interstitial thermotherabry of cerebral neobrlasms//J.Combruter assisted tomograbrhy.-1994.-V.18.-br.519-532.
13. Kelly F.J., Regli L., Rodgan N.F. Carbon dioxide laser and stereotaxic craniotomy //Neurochirurgie.-1992.-V.38.-br.208-216.
14. Krishnamurthy S., browers S.K. Lasers in Neurosurgery// Lasers in Surgery and Medicine.-1994.-Vol.15.-br.126-167.
15. Martiniuk R., Bauer J.A., Mc Keen J.D. et al. New longwave length Nd:YAG laser at 144 micron: effect on brain//J.Neurosurg.-1989.-V.70.-br.249-256.
16. Robertson J.H. Carbon dioxide laser in neurosurgery//Neurosurgery.-1982.-V.10.-br.780.
17. Roux F.X., Merienne L., Fallet-Bianco C. et al. Stereotaxic laser interstitial thermotherabry. A new alternative in the therabreutic management of some brain tumors//Neurochirurgie.-1992.-V.38.-br.238-244.
18. Saunders M.L.,Young H.F., Becker D.br. et al. The use of the laser in neurological surgery //Surg.Neurol.-1980.-V.14.-br.1-10.
19. Walker M.L., Storrs B.B. Lasers in brediatric neurosurgery//brediatr.Neurosc.-1985.-V.86.-br.23-30.
20. Zamorano L., Chavantes C., Dujovny M. et al. Endoscobric laser stereotaxis (E.L.S.):indication for cystic or intraventicular lesions//SbrIE.-1990.-V.1200 -br.253-271.
21. Zamorano L.,Chavantes C., Moure F. Endoscоbric stereotactic interventions in the treatment of brain lesios// Acta Neurochirurgica.-1994.-V.61.-Subrbrl.-br.92