Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Экспериментально-клиническое обоснование использования хирургического волоконного лазерного скальпеля с длиной волны 1,56 мкм в стоматологической практике

ДИССЕРТАЦИЯ
Экспериментально-клиническое обоснование использования хирургического волоконного лазерного скальпеля с длиной волны 1,56 мкм в стоматологической практике - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Экспериментально-клиническое обоснование использования хирургического волоконного лазерного скальпеля с длиной волны 1,56 мкм в стоматологической практике - тема автореферата по медицине
Хачатуров, Анри Эдуардович Москва 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.01.14
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Экспериментально-клиническое обоснование использования хирургического волоконного лазерного скальпеля с длиной волны 1,56 мкм в стоматологической практике

На правах рукописи

Хачатуров Анри Эдуардович

Экспериментально-клиническое обоснование использования хирургического волоконного лазерного скальпеля с длиной волны 1,56 мкм в стоматологической практике

14.01.14. — «Стоматология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

5ДЕК2013

Москва-2013

005542368

005542368

Работа выполнена в ФГБУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Министерства здравоохранения

Российской Федерации.

Научные руководители:

доктор медицинских наук,

профессор Грудянов Александр Иванович

доктор медицинских наук,

профессор Григорян Алексей Суренович

Официальные оппоненты:

Шехтер Анатолий Борисович д.м.н., профессор, зав. лабораторией экспериментальной морфологии научно-исследовательского центра ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России

Шугайлов Игорь Александрович д.м.н., профессор, заведующий кафедрой стоматологии ГБОУ ДПО РМАПО

Ведущая организация:

ФГБОУ ДПО «Институт повышения квалификации Федерального медико-биологического агентства России»

Защита состоится «25» декабря 2013 года в 10 часов на заседании Диссертационного совета (Д 208.111.01) в ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздрава России по адресу: 119991, Москва, ул. Тимура Фрунзе, д. 16 (конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздрава России по адресу: 119991, Москва, ул. Тимура Фрунзе, д. 16 Автореферат разослан «25» ноября 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета

к.м.н.

Гусева Ирина Евгеньевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Применение лазеров в стоматологии открывает совершенно новые возможности, позволяя врачу-стоматологу предложить пациенту широкий спектр минимально инвазивных, фактически безболезненных процедур в безопасных для здоровья стерильных условиях, отвечающих клиническим стандартам оказания стоматологической помощи и требованиям страховой

медицины.

С появлением новых конструкций лазерной хирургической аппаратуры стало возможным наряду с непрерывным режимом генерации лазерного излучения использовать в работе импульсный и импульсно-периодический режимы, отличающиеся высокой эффективностью рассечения и абляции, что обеспечивает максимально щадящее воздействие на ткани (Григорьянц JI.A., Каспаров A.C., 2004; Прохончуков A.A., 2005; Рисованный С.И., Рисованная О.Н., Масычев В.И., 2005; Кулаков A.A., Каспаров A.C., Григорьянц J1.A., 2008; Boj J.R., Hermandes M., Espasa E., 2007; Rosa D.S., Aranha A.C., 2007; Chris L. Owens, 2008 и др.).

Одним из таких аппаратов является ЛСП-«ИРЭ-Полюс» (Решением МЗ России Протокол №4 от 22 мая 2003 г.).

Низкая чувствительность к внешним воздействиям в сочетании с высокой надежностью, простотой управления, компактностью и низким энергопотреблением являются существенным преимуществом таких аппаратов. (Дробышев Ю.А., Быкова A.A., 2005; Stopp S, Svejdar D, 2007).

Практический интерес представляет аппарат, работающий на излучении с длиной волны 1,56 мкм, проникающем в биоткани на глубину около 2-2.5 мм и обеспечивающий благодаря этому новые режущие абляционные свойства. На сегодняшний день указанные аппараты активно применяют в гинекологии, кардиологии, травматологии и ортопедии, детской и взрослой

хирургии, в оториноларингологии (Привалов В.А., Лаппа A.B., 2003; Рошаль Л.М., Брянцев A.B., 2004; Ключарева C.B., Пономарев И.В., 2005 и др.).

В доступной литературе отсутствуют данные о методах, параметрах и показаниях к использованию лазера с длиной волны 1,56МКМ в амбулаторной хирургической стоматологии.

Вышесказанное определяет актуальность темы данного исследования

Цель исследования

На основании экспериментально-клинических исследований определить оптимальные технические параметры волоконного лазера для проведения хирургических вмешательств на тканях пародонта и слизистой оболочке рта в целях повышения эффективности лечебного эффекта

Задачи исследования

1.По данным экспериментальных исследований определить оптимальные параметры воздействия волоконного лазера с длиной волны 1,56 МКМ в различных режимах работы (импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном при мощности 2, 3,4 и 5Вт)

2 Разработать методику дифференцированного применения различных режимов работы волоконного аппарата (импульсно-периодического, импульсного и непрерывного) при хирургических вмешательствах в стоматологии: на тканях пародонта и слизистой оболочки рта, при удалении доброкачественных и опухолеподобных и сосудистых новообразований.

З.По данным клинических исследований провести сравнительный анализ использования волоконного лазерного аппарата при различных видах хирургических вмешательств на тканях полости рта: при разрезах и поверхностной абляции - в ходе лечения пациентов с вышеуказанными видами патологии.

4.Изучить эффективность различных параметров воздействия и выбрать оптимальные параметры в целях хирургического иссечения доброкачественных опухолеподобных образований и сосудистых образований малых размеров (до 4 мм).

5.Разработать практические рекомендации для специалистов по применению в клинических условиях волоконного лазерного аппарата с длиной волны 1,56 МКМ при хирургическом лечении пациентов с вышеуказанными видами патологии.

Научная новизна.

Впервые на основании экспериментальных морфологических исследований показаны результаты лазерного воздействия при длине волны 1,56МКМ в импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном режимах работы на мягкие ткани полости оболочки рта у животных.

Впервые в результате проведенных клинических исследований обоснованы оптимальные параметры лазерного воздействия с длиной волны 1,56МКМ при использовании разных режимов: импульсного, импульсно-периодического и непрерывного- в целях дифференцированного применения при хирургическом лечении лиц с заболеваниями мягких тканей полости рта, доброкачественных, опухолеподобных и сосудистых новообразований .

Практическая значимость

Лазерный аппарат ЛСП-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1.56 мкм в импульсно-периодическом режиме и мощностях от 2,0 до 5 Вт. при отсутствии глубокого повреждающего действия на ткани обеспечивает сокращение расхода медикаментов, уменьшает время проведения вмешательств.

Следует дифференцированно применять разные параметры работы аппарата - режимы работы и мощность и длительность импульсов - в

зависимости от вида патологических процессов и тканей, в которых данные поражения локализуются.

Применение обоснованных на данных эксперимента и в процессе практического применения дифференцированных параметров обеспечивает существенные преимущества предлагаемой аппаратурной лазерной техники перед традиционными методами лечения.

Предлагаемые для практического использования методики операций просты, легко переносятся пациентами, послеоперационный период характеризуется безболезненным течением, что в совокупности определяет более положительное отнощение и пациентов, и специалистов к проведению лечения с применением лазерной методики при рекомендуемых параметрах.

Предлагаемая технология заслуживает широкого внедрения в практику на массовом амбулаторном приеме как один из высокоэффективных методов повышения качества оказания стоматологической помощи пациентам.

Научные положения, выносимые на защиту.

I. На основании экспериментальных исследований определены оптимальные параметры воздействия волоконного лазера с длиной волны 1.56мкм в различных режимах и разной мощности в зависимости от характера патологических процессов..

2. При воздействии лазерного излучения в импульсно-периодическом режиме на ткани полости рта по сравнению с непрерывным режимом воздействия зона термического повреждения оказывается наименьшей в сравнении с другими режимами, что обеспечивает более благоприятное течение послеоперационного процесса и сокращает сроки заживления.

Личный вклад автора

Автор самостоятельно проводил набор и анализ литературных данных, обследование и лечение пациентов с заболеваниями пародонта и слизистой оболочки рта, принимал непосредственное участие при проведении экспериментальных исследований

Лично автором и с его участием проведен аналитический разбор клинических случаев.

На основании полученных в эксперименте и в клинике результатов автор разработал дифференцированные показания к использованию аппарата ЛСП - «ИРЭ-ПОЛЮС» в практической работы специалистов

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на: 14-й международной конференции "Ш-2010", Санкт-Петербург, июнь, 2010г.; международном симпозиуме по лазерной медицине, Москва, июль, 20 Юг; на симпозиуме по пародонтологии в рамках X конгресса стоматологов СНГ, Москва, 2012 год

Апробация проведена на совместном заседании сотрудников отдела терапевтической стоматологии, отделения амбулаторной хирургической стоматологии, отделения клинической и экспериментальной имплантологии, лаборатории патологической анатомии ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздравсоцразвития России.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 94 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования;

результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Список литературы содержит 98 источников, из них 70 отечественных и 26 зарубежных. Работа иллюстрирована 22 рисунками, содержит 2 графика и 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Экспериментальный раздел. В эксперименте на животных изучали эффект воздействия волоконным лазерным скальпелем ЛСП-1,56-«ИРЭ-Полюс» на ткани неба, щеки и языка. На основании этого были определены оптимальные параметры лазерного излучения волоконного лазерного скальпеля с длиной волны 1,56 мкм, работающего в импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном режимах.

Экспериментальное исследование in vivo проведено на 8-ми кроликах породы «Шиншилла». Животные были разделены на две группы. Соответственно «дозе» лазерного воздействия животные образовали 4 подгруппы с величиной лазерного воздействия: I — длина волны 1,9 мкм, мощность на выходе 2Вт; II подгруппа: 1,56 мкм, мощность 3 Вт; III: 1,56 мкм, 4 Вт; IY 1,56 мкм, 5 Вт.

Для сравнительной оценки использовали диодный лазер с длиной волны 1,9мкм. Разрезы проводили в импульсно-периодическом режиме 1000 м/сек / 500 м/сек при мощности 2 Вт.

Животных выводили из эксперимента с помощью передозировки эфирного наркоза через 2 часа после операции и на 2, 5, 10,21-е сутки.

Для морфологического исследования были выделены участки слизистой оболочки щек, языка, неба, подвергавшиеся лазерному воздействию. Тканевые фрагменты фиксировали в смеси спирт-формол 1:1, обезвоживали

в спиртах возрастающей концентрации, заливали в парафин. Готовили парафиновые срезы толщиной 6-8 мкм. Для гистологического изучения срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Полученные образцы исследовали в световом микроскопе.

Оценку эффекта воздействия лазерного излучения на слизистую оболочку рта осуществляли на основании результатов морфологического исследования.

Характеристика клинического материала

В ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» были прооперированы 76 пациентов с заболеваниями пародонта и слизистой оболочки рта, находившиеся на лечении в отделении амбулаторной хирургической стоматологии и в отделении пародонтологии в период с 2010 до 2013 год.

Все пациенты были распределены на 2 группы: основную и контрольную. В основную группу входило 59 человек: 45 мужчин и 14 женщин. В контрольную - 17 пациентов - 9 мужчин и 8 женщин.

Все оперативные вмешательства проводились под местным обезболиванием (ультракаин) с использованием аппарата ЛСП-1,9«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1,56 мкм в импульсно-периодическом и непрерывном режимах и при мощности 2,0 — 4,0 Вт.

В основной группе операции проводили в импульсно-периодическом режиме, а в контрольной - в непрерывном режиме.

Предварительные клинические диагнозы подтверждались гистоморфологическим исследованием.

Среди пациентов основной группы было прооперировано с сосудистыми образованиями - 15 (31,88%) пациентов, с эпулисами - 5 (10,14 %), с ретенционными кистами - 3 (4,35%), с короткой уздечкой верхней губы -4 (5,79%), с перикоронитом - 1 (1,45 %), с папилломами - 11 (21,74%), с фибромами -11 (8,69%), с мелким преддверием полости рта - 3 (4,35 %), с лейкоплакией -6(11,59%).

В контрольной группе было прооперировано 7 (40 %) пациентов с сосудистыми образованиями , с эпулисами - 5 (13,33%) ,с папилломами - 3 (33,33 %), с фибромами - 2 (13,33 %).

Распределение пациентов основной и контрольной групп по полу и нозологическим формам заболевания представлено в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Распределение пациентов основной группы по полу и формам заболевания

Нозологические формы заболеваний Распределение больных по полу Итого Рецидивы

Мужчины Женщины

Сосудистые образования 13(20,29%) 2(11,59%) 15(31,88%)

Эпулис 3(5,79%) 2(4,35%) 5(10,14%) -

Ретенционная киста 2(2,9%) 1(1,45%) 3(4,35%) -

Папиллома 9(14,49%) 2(7,25%) 11(21,74%) -

Фиброма 9(7,25%) 2(1,47%) 11(8,72%) -

Короткая уздечка 4(5,79%) - 4(5,79%) -

Перикоронит - 1(1,45%) 1(1,45%) -

Мелкое преддверие полости рта 2(2,9%) 1(1,45%) 3(4,35%)

Лейкоплакия 3(5,79%) 3(5,79%) 6(11,59%) 1(1,45%)

Всего: 45(65,2%) 14(34,8%) 59(100%) 1(1,45%)

Таблица 2

Распределение пациентов контрольной группы по полу и формам заболевания

Нозологические формы заболеваний Распределение больных по полу Итого Рецидивы

Мужчины Женщины

Сосудистые образования 4(21,66%) 3(12,6%) 7(34,26%) -

Эпулис 3(12,33%) 2(9,3%) 5(21,63%) 1(6,66%)

Папиллома 1(10,79%) 2(20%) 3(30,79%) -

Фиброма 1(6,66%) 1(6,66%) 2(13,33%) 2(13,33%)

Всего: 9(51,44%) 8(48,56%) 17(100%) 3(19,99%)

Оценку результатов лечения проводили на основании клинической картины жалоб и общего состояния пациентов на 1, 3, 7, 14 и 30-е сутки после оперативного вмешательства.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Результаты экспериментального исследования.

Морфологическая характеристика изменений в полости рта кроликов при различных параметрах лазерного излучения

Кроликам первой подопытной группы на ткани правой стороны полости рта воздействие оказывали излучением с длиной волны 1,9 мкм мощностью 2 Вт; левой - 1,56 мкм мощностью 3 Вт.

У животных второй подопытной группы использовали лазерное излучение с длиной волны 1,56 мкм справа - мощностью 4 Вт, слева -мощностью 5 Вт. После лазерного воздействия животных помещали в виварий и содержали в обычном режиме.

I. Изменения в тканях при воздействии излучения с длиной волны 1,9 мкм при мощности 2 Вт.

После лазерного воздействия, на 2 сутки представлена зоной термического повреждения тканей, местами коагулированными, местами сохранными в виде отдельных фрагментов с признаками деструкции, (рис. 1).

Через 5 суток в области, подвергшейся лазерному воздействию, отмечалось небольшое уменьшение зоны термического повреждения тканей, (рис.2).

В этот срок отмечалось появление сосудистых петель, а по периферии - единичных вертикальных сосудов

Рис.1. Микрофотограмма. Небо кролика на 2 сутки после воздействия лазерным излучением. Бесструктурные, некротизировнные клеточные массы в зоне термического воздействия. Х50

I \. • " " • " л } - {

Рис. 2 Микрофотограмма. Небо кролика на 5 сутки после лазерного воздействия. Сосудистые петли в зоне термического повреждения (стрелки углом). Выраженность термического повреждения тканей снижена.

На 10 сутки от момента лазерного воздействия наблюдалось

уменьшение размеров зоны термического повреждения от

обширного до узкого щелевидного канала. По краям дефекта

отмечались признаки начавшейся эпителизации.

К 21 суткам эпителизация области повреждения завершалась.

Предшествующий ранее обширный дефект тканей зоны,

подвергшейся лазерному воздействию, не определялся. Структура

органа была полностью восстановлена. Область термического

повреждения замещена новообразованной волокнистой

соединительной тканью с наличием повышенного количества

сосудов (рис. 4).

П. Изменения в тканях при воздействии излучения с длиной волны 1,56 мкм мощностью J Вт.

На 2-е сутки в органах подвергшихся воздействию излучения с длиной волны 1,56 мкм, мощностью 3 Вт определялась зона термического повреждения представленная дефектом тканей.

На 5 сутки в зоне термического повреждения тканей обнаруживались бесструктурные некротические массы с

макрофагальной и выраженной лейкоцитарной инфильтрацией. Однако стенки сосудов были жизнеспособны, имели обычный рисунок строения, без некротических и дистрофических изменений, (рис.6).

На 21 сутки строение тканей в области, подвергшейся лазерному воздействию, нормализовалось.Зона термического повреждения тканей щек была замещена новообразованной, волокнистой соединительной тканью (рис. 7).

Рис. 4. Микрофотограмма. Небо кролика на 21 сутки после лазерного воздействия. Структура ргана восстановлена полностью. Х50.

Рис. 5. Микрофотограмма. Щека кролика на 2 сутки после лазерного воздействия. Некротические массы в верхней части дефекта области термического повреждения тканей.

Рис. 6. Микрофотограмма. Щека кролика на 5 сутки после лазерного воздействия. Некротические массы с лейкоцитарной инфильтрацией в зоне термического повреждения тканей.

Рис. 7. Микрофотограмма. Щека кролика на 21 сутки после лазерного воздействия. Новообразованная волокнистая соединительная ткань в зоне термического повреждения (стрелки углом).

Рис. 8. Микрофотограмма. Язык кролика на 2 сутки после лазерного воздействия. Глубокий, извитой дефект (одинарная стрелка) в зоне термического повреждения.

III. Изменения в тканях при воздействии излучения с длиной волны 1,56 мкм мощностью 4 Вт.

На 5 сутки отмечалось увеличение размеров дефекта тканей в зоне термического повреждения тканей. Особенно в области языка. Часть тканей, в том числе стенки сосудов, были некротизировны. В нижних отделах зоны термического повреждения обнаруживались элементы новообразованной грануляционной ткани с большим числом вертикально ориентированных сосудов (рис. 9).

Рис. 9. Микрофотограмма. Язык кролика на 5 сутки после лазерного воздействия. Некротизировнные ткани с лейкоцитарной и макрофагальной реакцией (стрелки углом).

Обращало на себя внимание значительно более выраженные и распространённые проявления деструкции в области языка, по сравнению с другими тканевыми регионами, где производилось экспериментальное воздействие, например, со щекой.

На 21 сутки в зоне термического повреждения было отмечено восстановление структуры тканей. Дефект был полностью эпителизирован. Под многослойным плоским эпителием область термического повреждения была замещена новообразованной,

волокнистой соединительной тканью с большим числом вытянутых фибробластических клеток и повышенным содержанием сосудов (рис.10, 11). Обращало на себя внимание наличие в языке даже через 21 сутки эксперимента участков с интенсивным ангиоматозом (см. рис.

Рис. П.. Микрофотограмма. Язык кролика на 21 сутки после лазерного воздействия. Новообразованная, волокнистая соеди-нительная ткань с повышенным содержанием сосудов в зоне предсуществовавшего термического повреждения.

IV. Изменения в тканях при воздействии излучением с длиной волны 1,56 мкм мощностью 5 Вт.

На 2 сутки в области экспериментального воздействия обнаруживалась обширная зона термического повреждения тканей.

В области подвергшейся лазерному воздействию наблюдался выраженный отек тканей. В периферических отделах зоны повреждения имели место дистрофические изменения тканей (рис. 12).

Рис. 12. Гистологический препарат. Щека кролика на 2 сутки после лазерного воздействия. Обширный дефект тканей в зоне термического повреждения.

На 5 сутки: в зоне термического воздействия области подвергшейся лазерному воздействию по-прежнему остается дефект тканей. Однако отмечено уменьшение количества некротзированных бесструктурных масс.

Рис. 13. Микрофотограмма. Щека кролика на 5 сутки после лазерного воздействия. Зона термического повреждения тканей с лейкоцитарной инфильтрацией.

Рис. 14. Микрофотограмма. Щека кролика на 5 сутки после лазерного воздействия. Сосудистые петли в зоне термического повреждения тканей (стрелки углом).

На 10 сутки: структура тканей в зоне термического повреждения восстанавливалась. Дефект подвергался эпителизации. Зона термического повреждения была замещена грануляционной тканью с тяжами, пролиферирующих эндотелиальных клеток, разрастанием капилляров, наличием вытянутых фибробластических клеток (рис. 15).

Рис. 15. Микрофотограмма. Щека кролика на 10 сутки лазерного воздействия. Эпителизация дефекта в термического повреждения (сдвоенные стрелки).

после зоне

На 21 сутки в зоне термического повреждения структура поврежденного многослойного плоского эпителия была полностью восстановлена, дефект тканей не определялся. Тканевые структуры в области термического повреждения были замещены новообразованной соединительной тканью с органоспецифической перестройкой тканевых элементов. В нижележащих отделах зоны термического повреждения наблюдалось повышенное количество сосудов и артериальных, и венозных, и лимфатических (рис. 16).

Рис. 16. Микрофотограмма. Щека кролика на 21 сутки после лазерного воздействия. Эпителизация и замещение дефекта

тканей в зоне термического повреждения. Отмечается обилие сосудистых разветвлений различного типа на фоне зрелой соединительной ткани (стрелки углом). Окраска гематоксилин-эозином. XI00.

Таким образом, экспериментальное гистоморфологическое исследование тканей полости рта кроликов (щеки, язык, небо) в динамике от 2-х до 21 суток для различных параметров лазерного излучения показало, что:

- все применяемые в данном экспериментальном исследовании параметры лазерного излучения вызывали термическое повреждение тканей различной степени с образованием поверхностного дефекта органа.

- при этом изменения в тканевом субстрате были однотипными: на 2-е сутки наблюдались некротические изменения с лейкоцитарной реакцией;

на 5-е сутки отмечалось появление сосудов новообразованной грануляционной ткани по краям термического повреждения;

на 10-е сутки в зоне термического повреждения отмечалось частичное восстановление тканевой структуры;

к 21 суткам отмечалось полное восстановление компонент тканевого комплекса.

- степень термического повреждения тканей при одних и тех же параметрах лазерного излучения в определённой степени зависит от вида тканей (щека, язык, небо), подвергающихся экспериментальному воздействию. Наиболее выраженным повреждающий эффект был в тканях языка, характеризующихся высокой плотностью тканевого субстрата, наименее - в области щеки, где преобладает рыхлая и жировая ткань.

Таким образом, экспериментально-морфологические исследования показали, что излучение лазерного аппарата ЛСП-1,56-«ИРЭ-Полюс» с

длиной волны 1,56 мкм и мощностью от 1,4-1,6 Вт при воздействии на слизистую оболочку рта вызывает преимущественно абляционный эффект.

Полученные данные экспериментально-морфологического исследования явились обоснованием для применения этих режимов для лечения больных в клинике.

Результаты клинического исследования (виды оперативных вмешательств у пациентов, обезболивание, методика их проведения).

При лечении больных с заболеваниями слизистой оболочки рта использовали два способа лазерного воздействия:

1. Небольшие новообразования (до 0,4-0,5 см) удаляли с применением метода абляции при мощности - 1,4-1,6 Вт, в импульсно-периодическом режиме при длительности импульсов -1сек, и длительности паузы — 0,2сек.

2. Новообразования больших размеров (более 0,4-0,5см) удалялись методом лазероэксцизии (при мощности 2,0-2,5Вт в импульсно-периодическом режиме при длительности импульсов - 1 с, и длительности паузы - 0,2сек) с последующей абляцией раневой поверхности (при мощности 1,4-1,6 Вт в импульсно-периодическом режиме и при длительности импульсов - 1 сек, и длительности паузы - 0,2сек).

Принцип удаления сосудистых образований и ретенционных кист с использованием лазера заключается во введении световода в полость сосудистого образования или кисты и ее абляции изнутри (в импульсно-периодическом режиме 1000мс/200мс с мощностью 2,0-3,0Вт). Данный метод применим к новообразованиям с размерами до 0,5см (Григорьянц JI.A., Каспаров А.С, Кулаков A.A., 2008).

С помощью лазерного скальпеля осуществляли оперативные вмешательства на мягкие ткани, в целях коррекции мелкого преддверия

полости рта, патологически прикрепленных уздечек языка и верхней губы. При лечении использовали импульсно-периодический режим 1000мс/200мс с мощностью 1,5-1,8 Вт.

Прооперировано 76 пациентов с использованием лазерного излучения с длиной волны 1.56 мкм (табл. 3).

У пациентов первой группы (59 человека, которым применялся импульсно-периодический режим работы аппарата) в послеоперационном периоде у 10 (14,5%) пациентов после лазерного воздействия были жалобы на небольшую болевую реакцию и незначительный отек окружающих мягких тканей. Болевую реакцию купировали обезболивающими препаратами, а отек исчезал на 2-3-е сутки. При больших раневых поверхностях полная эпителизация происходила к 12-14 суткам. Рецидив был у одного (1,4%) пациента с лейкоплакией, который после повторного лазерного лечения не наблюдался.

Во второй группе (17 пациентов, которым применялся непрерывный режим воздействия лазерного излучения) умеренная болевая реакция отмечалась у 9 (60%)пациента. У 12 (80%) пациентов наблюдался отёк окружающих тканей. Была назначена симптоматическая терапия. Рецидив был при лечении 3 (20%) пациентов: 1 (6,66%) пациент с эпулисом, 2 (13,3%) - с сосудистыми образованиями. После повторного лазерного воздействия в импульсно-периодическом режиме рецидивов не было.

Из 76 пациентов, которым проведено лечение, рецидивы возникли у 2-х (2,38%) с сосудистыми образованиями, у 1-го (1,19%) с лейкоплакиями и у 1-го (1,19%) пациента с эпулисом, которые после повторного лазерного лечения больше не наблюдались. У 4-х(6,9%) пациентов при удалении новообразований в области языка отмечались боли и отечность различной интенсивности, для купирования которых назначали обезболивающие и противовоспалительные препараты. Длительность наблюдений 12-24 месяцев.

Таблица 3

Результаты лечения пациентов с различными нозологическими формами поражений

Нозологические формы заболеваний Распределение больных по полу Итого Рецидивы

Мужчины Женщины

Сосудистые образования 17(21,43%) 5(11,9%) 22(33,33%)

Эпулис 6(5,95%) 4(4,76%) 10(10,71%) 1(1,19%)

Ретенционная киста 2(2,38%) 1(1,19%) 3(3,57%) -

Папиллома 10(14,29%) 4(9,52%) 15(23,81%) -

Фиброма 10(7,14%) 3(2,38%) 14(9,52%) 2(2,38%)

Короткая уздечка 4(4,76%) - 4(4,76%) -

Перикоронит - 1(1,19%) 1(1,19%) -

Мелкое преддверие полости рта 2(2,38%) 1(1,19%) 3(3,57%)

Лейкоплакия 3(4,76%) 3(4,76%) 6(9,52%) 1(1,19%)

Всего: 54(63,1%) 22(36,9%) 76(100%) 4(4,76%)

Как показало проведенное исследование при воздействии Л СП-1,56-«ИРЭ-ПОЛЮС» с длиной волны 1,56 мкм в импульсно-периодическом режиме 1000мс/200мс и мощности 2,5 Вт достигается преимущественно

режущий эффект. Эпителизация поверхностных дефектов слизистой оболочки заканчивалась к 7-м суткам наблюдений.

Аналогичный эффект получается при воздействии ЛС-0,97-«ИРЭ-ГЮЛЮС» с длиной волны 0,97 мкм в импульсно-периодическом режиме и мощности 4,0 Вт (Григорьян A.C., Григорьянц Л.А, Каспаров A.C.; 2006). Эпителизация наступила к 10-м суткам при использовании ЛСП-1,9-«ИРЭ-ПОЛЮС», а при использовании ЛС-0,97-«ИРЭ-ПОЛЮС» - на 13-14-е сутки.

Анализ клинического применения аппарата ЛСП-1,9-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны рабочего излучения 1.56 мкм для лечения пациентов с различными нозологическими формами заболеваний слизистой оболочки рта показал эффективность предложенной методики.

Разработанные оптимальные параметры волоконного лазерного излучения с длиной волны 1,56 мкм для лечения пациентов с заболеваниями пародонта и слизистой оболочки рта зависели от мощности импульса, его длительности и продолжительности паузы.

При воздействии лазерного излучения в импульсно-периодическом режиме на ткани полости рта по сравнению с непрерывным режимом воздействия ускоряется эпителизация и заживление послеоперационных ран, сокращаются сроки лечения и период временной нетрудоспособности на 3-4 суток. Это позволяет рекомендовать использование данного режима в целях минимизации повреждающего эффекта в сравнении с непрерывным режимом.

Успешное применение лазеров дает возможность улучшить технику оперативного лечения пациентов с заболеваниями слизистой оболочки рта. Лазерный аппарат ЛСП с длиной волны 1.56мкм в импульсно-периодическом режиме при мощности 2,0-2,5 Вт обладает целым рядом достоинств, что в сочетании с сокращением расхода медикаментов и сроков нетрудоспособности пациентов дает существенный экономический эффект.

ВЫВОДЫ

1. На основании экспериментальных и клинических исследований определены оптимальные параметры волоконного лазерного излучения с длиной волны 1,56 мкм для лечения пациентов с различными видами поражения различных тканей полости рта, которые зависели от мощности импульса, его длительности и продолжительности паузы.

2. Экспериментально-морфологические исследования показали, что излучение лазерного аппарата ЛСП-1,56-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1,56 мкм и мощностью от 1,4-1,6 Вт в импульсно-периодическом режиме и частоте импульса 1000мс/200мс при воздействии на слизистую оболочку рта вызывает преимущественно абляционный эффект.

3. Лазерное воздействие аппарата ЛСП-1,56-«ИРЭ-Полюс» при длине волны 1,56 мкм в импульсно-периодическом режиме 1000мс/200мс, но с мощностью 2,0Вт вызывает эффект скальпеля с образованием резаной раны. Эпителизация наступала на 7-е сутки.

4. Новообразования размером (до 0,5 см) рекомендуется удаляють с применением метода абляции при мощность - 1,4-1,6 Вт, в импульсно-периодическом режиме - при длительности импульсов -1сек., и длительности паузы - 0,2сек.

5. Новообразования слизистой оболочки рта больших размеров (более 0,4-0,5 см) целесообразно удаляются методом лазероэксцизии (при мощности 1,8-2,0Вт в импульсно-периодическом режиме при длительности импульсов -1 сек., и длительности паузы - 0,2сек.) с дальнейшей абляцией раневой поверхности (при мощности 1,4-1,6 Вт в импульсно-периодическом режиме при длительности импульсов - 1 сек., и длительности паузы — 0,2сек).

6. Проведенные с учетом результатов экспериментальных данных клинические оперативные вмешательства позволили дифференцированно

рекомендовать различные параметры лазерного излучения с длиной волны 1,56мкм в зависимости от клинической формы поражений.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Оперативные вмешательства на слизистой оболочке рта, проводимые с использованием лазерного аппарата ЛСП-1,56-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1,56 мкм, рекомендуется осуществлять при следующих параметрах лазерного луча:

а) для получения абляционного эффекта: мощность импульса - 1,6Вт; длительность импульса - 1000 мс; длительность паузы -200 мс;

б) для получения эффекта скальпеля: мощность — 2,0Вт; длительность импульса - 1000 мс; длительность паузы -200 мс;

2. При односторонних и двухсторонних поражениях слизистой оболочки рта целесообразно выполнять абляцию или эксцизию патологического очага в одно посещение.

3. Лазерный аппарат ЛС-1,56-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1,56 мкм в хирургическом лечении заболеваний слизистой оболочки рта, пародонта и доброкачественных новообразований мягких тканей полости рта может быть использован как самостоятельный метод лечения, так и в сочетании с другими методами.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Grigoryants L.A., Kasparov A.S., Khachaturov А.Е., Simonyan D.V. Application of laser scalpel at 1.9 mem wavelength in dental practice // 5th International Symposium on high-power fider lasers and their application. -St-P, 2010. - P.ThSy-9.2.

2. Григорьянц Л.А., Симонян Д.В., Хачатуров А.Э., Использование волоконного лазерного скальпеля с излучением длиной волны 1,9 мкм в амбулаторной хирургической стоматологии // Стоматология. - 2010. - С. 43.

3. Григорьянц JI.А., Грудянов А.И., Жилин K.M., Каспаров A.C., Минаев В.П., Симонян Д.В., Хачатуров А.Э. Опыт использования лазерного скальпеля с длиной волны 1,9 мкм в амбулаторной хирургической стоматологии//Лазерная медицина. - 2011. - Т. 15, вып.2. - С. 101.

4. Григорьянц Л.А., Грудянов А.И., Минаев В.П., Каспаров A.C., Симонян Д.В., Хачатуров А.Э., Жилин K.M. Применение волоконного лазера с длиной волны 1,9 мкм при лечении больных с заболеваниями слизистой оболочки рта: Новая медицинская технология. - М., 2012. -13 с.

Заказ № 75-Р/11/2013 Подписано в печать 22.11.13 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,2

ООО "Цифровичок", тел. (495) 797-75-76 www.cfr.ru; е-таП:info@cfr.ru

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Хачатуров, Анри Эдуардович

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТОМАТОЛОГИИ И ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ХИРУРГИИ» МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИИ.

На правах рукописи

П£.7ГП ь ЧП07"

V I I * V £ I ■■

ХАЧАТУРОВ АНРИ ЭДУАРДОВИЧ

Экспериментально-клиническое обоснование использования хирургического волоконного лазерного скальпеля с длиной волны 1.56

мкм в стоматологической практике

14. 01.14 - Стоматология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор А.И. Грудянов Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор A.C. Григорьян

МОСКВА 2013

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................4-8

ГЛАВА 1. Обзор литературы................................................................9-27

1.1 История создания лазеров

1.2 Лазеры

1.3 Принцип действия лазеров

1.4 Классификация лазеров и их характеристики

1.5 Виды лазеров

1.6 Использование полупроводниковых лазерных аппаратов в стоматологической практике

ГЛАВА 2. Материал и методы исследования......................................28-40

2.1. Экспериментально-морфологическое исследование

2.2. Характеристика клинического материала

2.3. Виды оперативных вмешательств, обезболивание, методики их

проведения

2.4. Лазерные медицинские аппараты, применяемые в хирургической

стоматологии

ГЛАВА 3. Гистоморфологическое исследование эффекта лазерного воздействия на слизистую оболочку рта подопытных животных в различных переменно-волновых режимах при мощностях 1,56 мкм и 1,9 мкм...........................................41-55

ГЛАВА 4. Результаты клинического применения

лазерного аппарата ЛСП-1,56-«ИРЭ-ПОЛЮС» с длиной волны 1,56 мкм при лечении больных с заболеваниями слизистой оболочки рта и тканей

пародонта.............................................................56-74

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................74-77

ВЫВОДЫ......................................................................................................78-79

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ .........................................................79

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................80-91

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы.

Со времен открытия лазера эта технология находит все более широкое применение в различных отраслях деятельности человека, в том числе и в медицине. Применение лазеров в стоматологии открывает совершенно новые возможности, позволяя врачу-стоматологу предложить пациенту широкий спектр минимально инвазивных, фактически безболезненных процедур в безопасных для здоровья стерильных условиях, отвечающих клиническим стандартам оказания стоматологической помощи и требованиям страховой медицины.

За последние годы накоплен большой материал по применению лазеров в хирургической стоматологии (Прохончуков A.A., Григорьянц JI.A., Рабинович И.М., Белова Е.Ю., 1999; Базикян Э.А., Бычков А.И., 2000; Бюргер Ф., 2000; Рисованный С.И., Рисованная О.Н., 2000; Григорьянц JI.A., Бадалян В.А., 2003; Прохончуков A.A., 2005; Кулаков A.A., Григорьянц JI.A., Каспаров A.C., 2008; Тарасенко И.В., Вавилова Т.П., 2010; Штрунова Л.Н., 2011; Al-Drouby H., 1983; Barak S., Kaplan, 1989; Chomette G., Auriol M., Labrousse F., Vaillant J.M., 1991; Michael Ong Ah Hup, 1999; Zimmerli G., Zager К., 2001; Boj J.R., Hermandes M., Espasa E., 2007; Rosa D.S., Aranha A.C., 2007; Chris L. Owens, 2008 и другие).

С появлением новой лазерной хирургической аппаратуры стало возможным, наряду с непрерывным режимом генерации лазерного излучения, работать в импульсном и импульсно-периодическом режимах, отличающихся высокой эффективностью рассечения и абляции, что обеспечивает максимально щадящее воздействие на ткани (Григорьянц JI.A., Бадалян В.А., Рабинович И.М., 2000; Григорьянц JI.A., Каспаров A.C., 2004; Рисованный С.И., Рисованная О.Н., Масычев В.И., 2005; Yamamoto H. et al, 1988; Zimmermann M., Deppe H., Schalter R., 2000 и другие).

Доказано на основании результатов ряда исследований, что применение лазерного скальпеля способствует безболезненному послеоперационному течению, наблюдается незначительный отек, а также слабовыраженная гиперемия вокруг раны (Бучнев С.А., Рунков В.П., Потапов В.Н., 1989; Бахтин В.И., Прохончуков A.A., Шаргородский А.Г., 1990; Бахтин В.И., Прохончуков A.A., Жижина H.A., 1992; Елисеенко В.И., 1996; Джанаева У.Р., 2000; Аббас Намир, 2004 и др). Отмечается коагуляционный эффект, асептичность раневой поверхности, абластичность (Кулаков A.A., Григорьянц JI.A., Каспаров A.C., 2008; Тарасенко С.В. с соавт., 2007; Тарасенко И.В., Вавилова Т.П., 2010; Штрунова Л.Н., 2011; Kreisler М.,Meyer Ch., Stender E.et al, 2001 и другие).

Одним из представителей таких аппаратов является лазерный аппарат ЛСП-«ИРЭ-Полюс» (Решением МЗ России Протокол №4 от 22 мая 2003г. название изменено с ЛС-«ИРЭ-Полюс» на ЛСП-«ИРЭ-Полюс»), что позволяет расширить диапазон возможных длин волн.

Низкая чувствительность к внешним воздействиям в сочетании с высокой надежностью, простотой управления, малым весом, габаритами и энергопотреблением позволяют использовать современные лазерные аппараты на основе мощных полупроводниковых и волоконных лазеров как в клинических, так и внеклинических условиях (Дробышев Ю.А., Быкова A.A., 2005; Шугайлов И.А., Максименко A.A., 2009). Отечественные аппараты, как и зарубежные, работают в импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном режимах при максимальной мощности излучения 30Вт. Но в связи с меньшей начальной и эксплуатационной стоимостью по сравнению с зарубежными образцами отечественные лазерные скальпели являются аппаратами выбора (Ермолов В.Ф., Бахтин В.И., Прохончуков A.A., 1996; Гапонцев В.П., Минаев В.П. с соавт., 2002; Furze H.A., Gutierrez R., Maravankin F., 2000;).

Значительный практический интерес представляют аппараты, работающие на излучении с длиной волны 1,9 мкм, проникающем в

биоткани на глубину около 1-1.5 мм и обеспечивающих благодаря этому, оптимальные аблирующие свойства.

На сегодняшний день различные лазерные аппараты активно применяют в гинекологии, кардиологии, травматологии и ортопедии, детской и взрослой хирургии, оториноларингологии (Привалов В.А., Лаппа A.B., 2003; Рошаль Л.М., Брянцев A.B., 2004; Кпючарева C.B., Пономарев И.В., 2005; Steiner W., 1988; Reid R., Dorsey J.H., 1992; Ossoff Robert H., Coleman Jack A. et. al., 1994; Inouye Tetsuzo, Tanabe Tetsuya et al., 1994; Trelles M.A., Verkruysse W., Sanchez J. et al., 1994; Spencer P.,Payne F.M. et al., 1999 и другие).

Более детальное изучение воздействия волоконного лазерного скальпеля ЛСП-1,56-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1.56мкм на слизистую оболочку рта, определение оптимальных параметров и режимов воздействия лазерного света позволит повысить качество и эффективность лечения, сократить период временной нетрудоспособности, добиться отсутствия рецидивов и осложнений.

В доступной литературе не выявлены информативные данные о применении волоконного лазерного аппарата ЛСП-1,56-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1.56мкм для хирургического лечения больных с заболеваниями пародонта, слизистой оболочки рта и доброкачественными новообразованиями мягких тканей полости рта. Все вышеизложенное подтверждает актуальность данного исследования и его практическую значимость.

Цель исследования.

На основании экспериментально-клинических исследований обосновать оптимальные технические параметры волоконного лазера для хирургического лечения пациентов с заболевании тканей пародонта и слизистой оболочки рта для повышения эффективности лечебного эффекта

Задачи исследования.

1 .По данным экспериментальных исследований определить оптимальные параметры воздействия волоконного лазера с длиной волны 1,56 МКМ в различных режимах (импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном) и при мощности 2,3,4 и-5 Вт.

2 Разработать методику применения волоконного лазерного аппарата, работающего в указанных режимах, в целях дифференцированного использования при разных видах хирургических вмешательств на тканях пародонта и при удалении опухолеподобных новообразований слизистой рта.

3.По данным клинических исследований провести сравнительный анализ эффективности использования волоконного лазерного аппарата при хирургическом лечении больных с вышеуказанными видами патологии полости рта

4.Изучить эффективность различных параметров воздействия и выбрать оптимальные параметры в целях хирургического иссечения доброкачественных и опухолеподобных образований и гимангиом малых размеров (до 0,5 см).

5.Разработать практические рекомендации для специалистов в целях использования волоконного лазерного аппарата с длиной волны 1,56 МКМ при хирургическом лечении пациентов с вышеуказанными формами патологии в клинических условиях.

Научная новизна.

Впервые на основании экспериментальных морфологических исследований показаны результаты лазерного воздействия при длине волны 1,56МКМ в импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном режимах работы на мягкие ткани полости оболочки рта у животных.

Впервые в результате проведенных клинических исследований обоснованы оптимальные параметры лазерного воздействия с длиной

волны 1,56МКМ при использовании разных режимов: импульсного, импульсно-периодического и непрерывного- в целях дифференцированного применения при хирургическом лечении лиц с заболеваниями мягких тканей полости рта, доброкачественных, опухолеподобных и сосудистых новообразований.

Практическая значимость.

Лазерный аппарат ЛСП-«ИРЭ-Полюс» с длиной волны 1.56 мкм в импульсно-периодическом режиме и мощностях от 2,0 до 5 Вт. при отсутствии глубокого повреждающего действия на ткани обеспечивает сокращение расхода медикаментов, уменьшает время проведения вмешательств.

Следует дифференцированно применять разные параметры работы аппарата - режимы работы и мощность и длительность импульсов - в зависимости от вида патологических процессов и тканей, в которых данные поражения локализуются.

Применение обоснованных на данных эксперимента и в процессе практического применения дифференцированных параметров обеспечивает существенные преимущества предлагаемой аппаратурной лазерной техники перед традиционными методами лечения.

Предлагаемые для практического использования методики операций просты, легко переносятся пациентами, послеоперационный период характеризуется безболезненным течением, что в совокупности определяет более положительное отношение и пациентов, и специалистов к проведению лечения с применением лазерной методики при рекомендуемых параметрах.

Предлагаемая технология заслуживает широкого внедрения в практику на массовом амбулаторном приеме как один из высокоэффективных методов повышения качества оказания стоматологической помощи пациентам.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. На основании экспериментальных исследований определены оптимальные параметры воздействия волоконного лазера с длиной волны 1.56мкм в различных режимах и разной мощности в зависимости от характера патологических процессов.

2. При воздействии лазерного излучения в импульсно-периодическом режиме на ткани полости рта по сравнению с непрерывным режимом воздействия зона термического повреждения оказывается наименьшей в сравнении с другими режимами, что обеспечивает более благоприятное течение послеоперационного процесса.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 История создания лазеров.

В последние годы внедрение лазерной техники во все отрасли народного хозяйства значительно расширилось. Уже сейчас лазеры используются в космических исследованиях, в машиностроении, в медицине, в вычислительной технике, в самолетостроении и военной технике. Появились публикации, в которых отмечается, что лазеры пригодились и в агропроме. Непрерывно совершенствуется применение лазеров в научных исследованиях - физических, химических, биологических.

В результате гонки вооружений ускоренными темпами идет использование лазеров в различных видах военной техники - наземной, морской, воздушной.

Ряд образцов лазерной техники - дальномеры, высотомеры, локаторы, системы самонаведения - поступили па вооружение в армиях. В военных приборах в качестве источника излучения используется лазер.

В 1955-1957 годах появились работы Н.Г. Басова, Б.М. Вула, Ю.М. Попова и A.M. Прохорова в России, а также американских ученых Ч. Таунса и А. Шавлова, в которых были приведены научные обоснования для создания квантовых генераторов оптического

диапазона. В декабре 1960 года Т. Мейман сумел построить первый успешно работающий лазер с рубиновым стержнем в качестве активного вещества.

В 1960 году под руководством американского ученого А. Джавана был создан газовый лазер. Он использовал в качестве активной среды смесь газов гелия и неона.

В 1962 году практически одновременно в России и в США был создан лазер, у которого в качестве активного вещества применили полупроводниковый элемент.

Заслуги русских ученых в деле развития квантовой электроники, а также вклад американских ученых были отмечены Нобелевской премией. Её получили в 1964 году Н.Г. Басов, A.M. Прохоров и Ч. Таунс. С этого момента началось бурное развитие лазеров и приборов, основанных на их использовании.

Большой вклад советские ученые и инженеры внесли в решение такой проблемы, как обеспечение безопасности посадки самолетов в сложных условиях.

В последнее время получила распространение еще одна важная область применения лазеров - лазерная технология, с помощью которой обеспечивается резка, сварка, легирование, скрайбирование металлов и обработка интегральных микросхем.

Значительный эффект получен и при использовании лазеров в медицине. Был создан лазерный скальпель. Возникла лазерная микрохирургия глаза.

Лазеры применяются в стоматологии, нейрохирургии, при операциях на сердце и диагностике заболеваний. Ультрафиолетовые лазеры применяют для раннего обнаружения раковых опухолей.

Имеются определенные успехи и по использованию лазеров в агропроме.

В пищевой промышленности исследуются возможности применения лазеров для улучшения качества хлебопродуктов, ускорения

производства безалкогольных напитков с улучшенными свойствами, сохранения качества мяса и мясопродуктов. Даже такие работы, как предварительная обработка режущего инструмента и подшипников в аппаратах пищевого машиностроения, дает значительное увеличение срока службы этих устройств.

Огромные средства направляются на создание лазеров большой мощности, а также рентгеновских и химических лазеров.

1.2 ЛАЗЕРЫ.

На вопрос о том, что такое лазер, академик Н.Г. Басов отвечал так: «Лазер - это устройство, в котором энергия, например тепловая, химическая, электрическая, преобразуется в энергию электромагнитного поля - лазерный луч. При таком преобразовании часть энергии неизбежно теряется, но важно то, что полученная в результате лазерная энергия обладает более высоким качеством. Качество лазерной энергии определяется её высокой концентрацией и возможностью передачи на значительное расстояние. Лазерный луч можно сфокусировать в крохотное пятнышко диаметром порядка длины световой волны и получить плотность энергии, превышающую уже на сегодняшний день плотность энергии ядерного взрыва. С помощью лазерного излучения уже удалось достичь самых высоких значений температуры, давления, магнитной индукции. Наконец, лазерный луч является самым ёмким носителем информации и в этой роли - принципиально новым средством её передачи и обработки».

Индуцированное излучение. В 1917 г. Эйнштейн предсказал возможность так называемого индуцированного (вынужденного) излучения света атомами. Под индуцированным излучением понимается излучение возбужденных атомов под действием падающего на них света. Замечательной особенностью этого излучения является то, что

¥

возникшая при индуцированном излучении световая волна не отличается от волны, падающей на атом, ни частотой, ни фазой, ни поляризацией.

На языке квантовой теории вынужденное излучение означает переход атома из высшего энергетического состояния в низшее, но не самопроизвольно, как при обычном излучении, а под влиянием внешнего воздействия.

Слово лазер образовано как сочетание первых букв слов английского выражения «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» («усиление света при помощи индуцированного излучения»).

Еще в 1940 г. советский физик В.А. Фабрикант указал на возможность использования явления вынужденного излучения для усиления электромагнитных волн.

Свойства лазерного излучения. Лазерные источники света обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими источниками света:

1. Лазеры способны создавать пучки света с очень малым углом расхождения (около 10-5 рад). На Луне такой пучок, испущенный с Земли, дает пятно диаметром 3 км.

2. Свет лазера обладает исключительной монохроматичностью. В отличие от обычных источников света, атомы которых излучают свет независимо друг от друга, в лазерах атомы излучают свет согласованно. Поэтому фаза волны не испытывает нерегулярных изменений.

3. Лазеры являются самыми мощными источниками света. В узком интервале спектра кратковременно (в течение промежутка времени продолжительностью порядка 10-13 с) у некоторых типов лазе�