Автореферат и диссертация по медицине (14.00.04) на тему:Малоинвазивные вмешательства в оториноларингологии: сравнительный клинико-экспериментальный анализ эффективности лазерного и радиочастотного скальпелей

На правах рукописи

ПЛОТКИНА ОЛЬГА ВЛАДИСЛАВОВНА

МАЛОИНВАЗИВНЫЕ ВМЕШАТЕЛЬСТВА В ОТОРИНОЛАРИНГОЛОГИИ: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛАЗЕРНОГО И РАДИОЧАСТОТНОГО СКАЛЬПЕЛЕЙ

Специальность 14.00.04 - болезни уха, горла и носа

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург

2009

003462801

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад. И.П. Павлова.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, доцент Рябова Марина Андреевна

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Гофман Виктор Робертович Доктор медицинских наук, профессор Эдуард Анатольевич Цветков

Ведущее учреждение: Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования.

Защита диссертации состоится «_»_2009 г. в_часов на заседании Диссертационного совета Д. 208.090.04 при Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад. И.П. Павлова по адресу: 197089 Санкт-Петербург, ул. Л.Толстого, д. 6/8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова.

Автореферат разослан «_»_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Виталий Васильевич Дискаленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы. Большинство хирургических вмешательств в оториноларингологии требует выполнения манипуляций в труднодоступных, обильно васкуляризированных и богатых нервными окончаниями зонах. В таких обстоятельствах особое значение приобретает выбор инструмента, который обеспечивал бы надежный гемостаз, минимальное повреждение тканей в ходе операции со своевременной последующей регенерацией. Экономический аспект диктует необходимость применения портативных приборов, которые могут использовать специалисты различного профиля в рамках одного учреждения. Особый интерес приобретают два вида инструментов, а именно высокоэнергетические лазеры и радиочастотные скальпели. Полупроводниковые лазеры (ПЛ) с длинами волн в диапазоне от 780 до 970 нм применяются для оперативного лечения различных заболеваний в оториноларингологии (Плужников М.С. и др., 2002; Карпищенко С.А., 2005; Рябова М.А., 2005; Caffier P.P. et al., 2008). Альтернативой лазерных вмешательств является радиоволновая хирургия. Одним из наиболее часто используемых инструментов данного типа являются радиочастотные скальпели (РС), рекомендованные для проведения большого числа манипуляций в оториноларингологии (Погосов В.С. и др., 1998). Необходимым условием для внедрения высокотехнологичного инструментария в клинику является понимание его взаимодействия с тканью, для этого нужна апробация в экспериментальных условиях. Следует отметить, что имеются лишь отдельные работы, касающиеся испытания РС и ПЛ на экспериментальных моделях (Агапов Д.Г., 1999; Colome J. et al., 2007), но различие экспериментального материала, некорректность в ряде случаев выбора объектов исследования не позволяют сопоставлять результаты этих исследований, прогнозировать клинические эффекты, внедрять инструменты в практику. Исходя из вышеизложенного, сравнительный анализ тканевых эффектов ПЛ и РС в эксперименте и клинике представляется своевременным и актуальным.

Цель исследования - сравнить эффекты лазерного и радиочастотного хирургического воздействия на экспериментальной модели, а также в клинической практике оториноларингологии.

Задачи исследования:

1. Усовершенствовать обработку модельного объекта, так называемого «фантома живой ткани» (Неворотин А.И. и др., 1996), для повышения воспроизводимости и достоверности результатов экспериментальной оценки действия полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля.

2. На экспериментальной модели установить зависимость коагулирующего эффекта от мощности и скорости разреза при использовании в контактном режиме полупроводникового лазера «АТКУС-15» (810 нм) и радиочастотного скальпеля «СУРГИТРОН» (4.0 МГц).

3. С использованием единого экспериментального подхода, сопоставить тканевые эффекты полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля и тем самым спрогнозировать оптимальные режимы каждого из инструментов для клинического применения.

4. Оценить эффективность применения полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля в выбранном режиме при проведении увуло-палатопластики с позиций эргономичности, гемостатических свойств и временных затрат на проведение оперативного вмешательства.

5. Провести сравнение морфологических изменений в ткани мягкого неба после увулопалатопластики, выполненной полупроводниковым лазером и радиочастотным скальпелем в выбранном режиме.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. На экспериментальной модели обоснованы оптимальные параметры работы полупроводникового лазера «АТКУС-15» (810 нм) (мощность 7,5 Вт, скорость не менее 2 мм в секунду) и радиочастотного скальпеля «СУРГИТРОН» (4.0 МГц) (/0 Вт независимо от скорости) позволяющие получить прогнозируемый клинический результат.

2. Гемостатический эффект применения полупроводникового лазера выражен в значительно большей степени, чем у радиочастотного скальпеля, но при этом время выполнения разреза с помощью последнего намного меньше.

Научная новизна. Оптимизирован способ обработки «фантома живой ткани» для анализа результатов термического воздействия при использовании радиочастотного и лазерного скальпелей. Экспериментально обоснованы оптимальные параметры лазерного и радиочастотного воздействия для получения прогнозируемого клинического результата. Выявлены морфологические особенности тканевых повреждений при нанесении разреза каждым из инструментов в режимах, установленных как оптимальные.

Практическая значимость. Выявленные параметры лазерного и радиочастотного воздействия позволяют обеспечить безопасность и эргоно-мичность хирургического вмешательства при выполнении увулопалатопластики, и тем самым предотвратить осложнения, как во время операции, так и в послеоперационном периоде. Полученные результаты могут быть экстраполированы на другие вмешательства на слизистой оболочке, когда эф-

фективный гемостаз во время операции необходимо сочетать с минимальным термическим повреждением ткани с целью предотвращения грубого рубцевания и избыточного лизиса ткани в послеоперационном периоде.

Апробация работы Основные материалы диссертации доложены на: Международном конгрессе «Радиоволновая хирургия на современном этапе» (Москва, 2005 г.); научно-практической конференции «Применение полупроводниковых лазеров в медицине» (Санкт-Петербург, 2006 г.); IX Международном Конгрессе Европейского общества детских оториноларингологов «Е8РО 2006» (Париж, 2006 г.); 25-й Конференции Молодых ученых (на английском языке) (Санкт-Петербург, 2006 г.); Всероссийской конференции «Полупроводниковые лазеры в медицине» (г. Тула, 2007 г.); 24-й, 25-й Конференции Молодых ученых, проводимой Обществом оториноларингологов (Санкт-Петербург, 2007,2008 гг.); XIII Международном Конгрессе Европейской Медицинской Лазерной Ассоциации (ЕМЬА) (Хельсинки, 2008 г.).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 102 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 3 глав, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и приложения. Указатель литературы включает 56 отечественных и 94 иностранных источника. Работа иллюстрирована 2 таблицами и 16 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ Материалы и методы исследования

Экспериментальная часть. В настоящей работе в качестве экспериментальной модели для тестирования высокоэнергетических инструментов был применен так называемый фантом живой ткани (ФЖТ) (Неворо-тин А.И. и др., 1996). При взаимодействии с инфракрасным лазерным излучением ФЖТ во многом имитирует реакцию живой ткани на термическое воздействие, а именно - изменяет цвет, подвергается уплотнению за счет коагуляции белка, а главное - в зоне разогрева приобретает монолитность, что обеспечивает возможность выделения коагулята из интактного образца. В начальных опытах мы сохраняли приготовленную массу ФЖТ в полиэтиленовой пленке при температуре -18°С в течение длительного времени, как это было рекомендовано в предыдущих исследованиях (Не-воротин А.И. и др., 1996, Агапов Д.Г., 1999). Однако в настоящей работе было отмечено, что сроки хранения ФЖТ могут ощутимо сказываться на размерах коагулята, а это нежелательно из-за угрозы искажения результатов. Поэтому в ходе дальнейших исследований мы сократили срок хране-

ния до одних суток, готовили образцы фантома накануне, замораживали их при температуре -18°С и уже непосредственно перед экспериментом размораживали их в течение часа при комнатной температуре. После воздействия на фангом полупроводниковым лазером «АТКУС-15» (А=810 нм) («Полупроводниковые приборы», Санкт-Петербург, сертификат №РОСС RU.ME01.B05748) в непрерывном и импульсном режимах и радиочастотным скальпелем «СУРГИТРОН» (4.0 МГц) (Ellman International, Inc., Oceanside, NY,USA; сертификат № ФСЗ 2008/02473) с варьированием мощности и скорости произведен сравнительный анализ изменений путем линейных замеров и взвешивания коагулятов. Замеры ширины зоны бокового повреждения проводили при увеличении х40 бинокулярной лупы Ультратома LKB 4800 (Швеция). Сопоставление результатов производилось по t критерию Стьюдента для двух различных векторов. Результаты взвешивания подвергали специально разработанному методу математического анализа с целью выяснения оптимальных по мощности и времени экспозиции режимов, дающих наиболее воспроизводимые по массе коагулированного материала результаты. Для этого выстраивали так называемую кусочно-непрерывную функцию, которая, как выяснилось, оказалась оптимальной в плане экономии материала при достаточно высокой достоверности (р >97%) полученных результатов.

Клиническая часть. Клиническая апробация экспериментально разработанных режимов исследуемых приборов проводилась при выполнении увулопалатопластики (УПП) у пациентов, страдающих храпом, синдромом сонного апноэ. В работе проанализированы результаты увулопалатопластики, выполненной 160 пациентам в амбулаторных условиях на базе кафедры оториноларингологии с клиникой СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова за период с 2004 по 2007 гг. 80 пациентам проводилась лазерная увулопала-топластика (ЛУПП) полупроводниковым лазером «АТКУС-15» (Х=810 нм), в непрерывном контактном режиме на мощности 7,5 Вт; 80 пациентам была произведена радиочастотная увулопалатопластика (РУПП) радиочастотным скальпелем «СУРГИТРОН» (4,0 МГц), в режиме резание-коагуляция, на мощности,?'0 Вт.

Характеристика групп больных. Распределение пациентов по возрасту и полу в обеих группах было практически однородным. В группу пациентов от 25 до 70 лет (средний возраст 44,5+4.9), прооперированных лазерным методом, вошли 31 женщина и 49 мужчин. В группу сравнения вошли пациенты от 24 до 75 лет (средний возраст 42,7±4,1), из них 29 женщин и 51 мужчина. У большого числа пациентов в обеих группах по-

мимо храпа, осложненного синдромом сонного апноэ, отмечались различные сопутствующие заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной систем. В предоперационном периоде помимо стандартного клинического обследования проводили трансназальную фиброскопию носо-рото-гортаноглотки, выполняли пробу Мюллера, рентгенографию придаточных пазух носа, кардиореспираторное мониторирование. При лабораторном обследовании особое внимание уделяли оценке свертывающей системы крови на основании клинического анализа с подсчетом числа тромбоцитов, коагулограммы, определения времени свертываемости крови и длительности кровотечения, MHO.

Методика проведения увулопалатопластики. Лазерная и радиочастотная увулопалатопластики выполнялись под местной анестезией. После аппликации 10% раствора лидокаина на слизистую оболочку глотки в свободный край небной занавески и в основание язычка вводили 1% раствор лидокаина. После инфильтрационной анестезии мягкое небо придавливали ватным тампоном с целью равномерного распределения раствора в тканях. Такой прием позволял сохранить обычную анатомическую конфигурацию мягкого неба, которая, без соблюдения указанных процедур, могла бы ощутимо искажаться после инфильтрационной анестезии. При помощи углового шпателя корень языка смещали ко дну полости рта. Выполняли иссечение дупликатуры слизистой оболочки мягкого неба на всем ее протяжении, удаляя ее на 5-7 мм от свободного края, включая язычок. Для предотвращения повреждающего действия лазерного излучения на слизистую оболочку задней стенки глотки, в процессе выполнения ЛУПП производили оттягивание зажимом мягкого неба кпереди. Оценку гемостатического эффекта проводили на основании учета необходимости (или отсутствия таковой) применения дополнительных средств гемостаза (наложение зажимов, лазерная коагуляция кровоточащего сосуда, введение в кровоточащую зону раствора новокаина и др.) после использования каждого из инструментов. Замеряли длительность выполнения каждой операции, оценивали, какая часть от времени проведения всего вмешательства была затрачена на достижение адекватного гемостаза. Послеоперационное ведение было стандартным в обеих группах. Всем прооперированным больным рекомендовали прием пероральных антибиотиков. Предпочтение отдавалось амоксициллин-клавуланату, у пациентов с анамнестическими данными об аллергической реакции на антибиотики пенициллинового ряда применялись препараты нового поколения макролидов. Для уменьшения местных реактивных явлений всем пациентам назначались топические ан-

тисептяческие препараты в виде пастилок для рассасывания, таких как «фа-рингосепт» и «себидин». Осмотры в послеоперационном периоде осуществлялись на 1,3,5,20-е сутки.

Гистологическое исследование. Ткань мягкого неба, удаленную в процессе проведения увулопалатопластики, фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина в течение 3 суток. После этого из каждого фиксированного препарата вырезали фрагмент в плоскости, перпендикулярной линии разреза. Далее материал обезвоживали в спиртах с восходящей концентрацией и заливали в парафин по стандартной методике. Изготавливали серийные срезы толщиной 5 мкм с каждого блока через всю зону воздействия и прилегающие к ней внешне неизмененные участки ткани. Депарафинированные срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Препараты исследовали и фотографировали при увеличении х125 и хЗбО микроскопа «МИКМЕД.1». Размеры площади исследуемых участков измеряли с помощью окуляр микрометра (х10). Морфологическая оценка материала включала в себя макроскопический и гистологический анализ. Измеряли размеры тканевых повреждений как в зоне близкого контакта с инструментом (контактная зона), так и в прилежащих тканях (переходная зона).

Результаты и их обсуиедение

^Экспериментальные исследования на фантоме живой ткани

1.1. Выбор режима работы полупроводникового лазера «АТКУС-15»

В этом разделе представлены результаты ряда экспериментов, направленных на выявление оптимального режима работы полупроводникового лазера (Я=810 нм). Под оптимальными, с учетом адекватной биометрической обработки материала, подразумевали такие значения времени и мощности, при которых зона повреждений за пределами абляционного дефекта (кратера при точечном воздействии) в каждом повторном опыте данного эксперимента была бы постоянной по объему. Путем точечного воздействия при мощностях - 5, 7,5 и 10 Вт и различных по времени экспозициях (от 2 до 15 с непрерывного облучения) были получены точечные коагуляты. Затем были произведены замеры их массы. Выстроена линейная зависимость между временем, мощностью воздействия и изменением массы коагулятов. Затем был проведен ряд замеров в диапазоне мощностей от 5 до 10 Вт с пошаговым увеличением мощности на 0,5 Вт. Для каждой мощности были построены линейные зависимости изменения массы коагулятов в единицу времени. Далее проведено сопоставление полу-

ченных в рамках эксперимента результатов с графическим изображением математической модели. Оптимальная аппроксимация экспериментальных данных с рассчитанными наблюдалась при экспозициях до 7 секунд, причем при мощности 7,5 Вт вероятность совпадения сравниваемых результа-. тов (т.е. реальных с расчетными) наиболее высока (р= 0,97).Для клинической практики это означает, что именно в таких условиях результаты хирургического вмешательства по объему коагуляции, а следовательно, и по масштабу послеоперационных тканевых повреждений, окажутся наиболее предсказуемыми из всех других возможных сочетаний указанных параметров. Отметим, что результаты этих экспериментов были использованы при выборе оптимальных параметров в клинической части исследования.

1.2.Исследование коагуляционных возможностей полупроводникового лазера «АТКУС-15», работающего в непрерывном режиме.

Задачей данного эксперимента явилось определение того, какой из параметров - мощность воздействия или скорость нанесения разреза будут оказывать преимущественное влияние на коагуляционный эффект лазерного скальпеля. Для этого на плоской поверхности образца ФЖТ наносили линейные разрезы. Мощность воздействия варьировали от 5 до 9 Вт, с пошаговым изменением на 1 Вт. У каждого из выделенных коагулятов определяли ширину коагуляционных полос, делая по 30 замеров для каждого. Было установлено, что повышение мощности при каждой из испытанных скоростей (0.5, 2.0 и 5.0 мм/с) ведет лишь к незначительному увеличению зоны коагуляции, в среднем, на 0,04 мм. Что же касается скорости, то этот фактор оказался намного более существенным. В частности, при замедлении от 5,0 до 2,0 мм/с и при любой из использованных мощностей ширина зоны коагуляции возрастала на 0,2 мм. Еще более выраженным этот эффект оказался при замедлении до 0,5 мм/с (на 0,63 мм) (рис. 1). м>-

м-1,21-

<*4 0,2

♦ 0,5 мм/с —■—2 мм/с —А—5 мм/с

Рис. 1. Зависимость зоны боковой коагуляции от мощности воздействия и скорости нанесения разрезов полупроводниковым лазером в непрерывном режиме.

Эти результаты имеют существенное клиническое значение, особенно учитывая то обстоятельство, что подавляющее число хирургов, работающих с лазерными скальпелями, практически не учитывают возможные как позитивные, так и негативные влияния фактора скорости. Полученные результаты позволяют в случае необходимости усиления гемостатического эффекта рекомендовать замедление движения инструмента, поскольку общепринятая тактика повышения с этой целью мощности, как показали опыты, не будет столь же результативна. В то же время образование избыточного объема коагулированной ткани в дальнейшем может привести к выраженным реактивным явлениям, что, с одной стороны, удлиняет процесс заживления, а с другой стороны существенно влияет на качество репаративных процессов. Так, образование грубых рубцов или, наоборот, лизис большого объема тканей может привести к нарушению функции оперируемого органа.

1.3. Сравнение коагуляционного эффекта полупроводникового лазера (непрерывный режим) и радиочастотного скальпеля.

Целью настоящего эксперимента явилось определение того, какие именно параметры воздействия и в какой степени могут повлиять на коа-гуляционные и, следовательно, гемостатические возможности радиочастотного скальпеля.

Как выяснилось, в случае применения радиочастотного скальпеля наблюдалась тенденция, схожая с таковой при испытании полупроводниковым лазером в непрерывном режиме. Так, коагуляты, полученные при воздействии с минимальной и максимальной мощностями, различались по ширине лишь на 0,04 мм (рис. 2).

5 6 7 условпдсспшмш

И 2 мм/с

I мм/с

♦ 0,5 мм/с

Рис. 2. Радиочастотный скальпель. Зависимость зоны бокового повреждения от мощности воздействия и скорости нанесения разрезов.

При этом отмечено, что латеральная коагуляция тканей будет наибольшей при максимальной мощности, что позволяет считать последнюю (9 условных единиц=70 Вт) оптимальной с точки зрения прогнозирования гемостатических возможностей прибора в реальных клинических условиях.

При. снижении скорости с 5 до 2 мм в секунду имело место ощутимое увеличение зоны коагуляции (на 0,2 мм), в то время как дальнейшее замедление, в отличие от лазера, переставало влиять на этот параметр.

Как следует из результатов экспериментов настоящего раздела, главной особенностью радиочастотного скальпеля является незначительная, по сравнению с лазером, зависимость латеральных термических повреждений от скорости резания. Это повышает эффективность работы при манипуляциях особенно в небольших по объему труднодоступных зонах, когда значительное повреждение ткани, вызванное возможным замедлением скорости манипуляции, могло бы спровоцировать выраженный реактивный отек и замедлить скорость и качество репаративных процессов. В то же время невозможность в значительной степени управлять гемостатическим эффектом ставит под сомнение целесообразность использования радиочастотного скальпеля для амбулаторной хирургии в зонах с богатым кровоснабжением, когда необходимость осуществления одномоментного с проведением разреза гемостаза является основополагающим фактором при выборе адекватного инструментария.

2. Клиническая часть

Анализ результатов проведенных оперативных вмешательств показал, что общее время радиочастотной увулопалатопластики составляло 27,6+2,4 минут, причем сама манипуляция по отсечению тканей мягкого неба занимала 2,6±0,5 минут. Остальное время затрачивалось на достижение гемостаза с помощью дополнительных средств (рис. 3). В отличие от радиочастотного скальпеля, при выполнении лазерной увулопалатопластики значительно большее время уходило на осуществление разреза (8,1±2,1 мин), однако за счет того, что гемостаз достигался практически одномоментно, время всей операции значительно сокращалось и составляло 13,5+1,5 минуты. Через два часа после вмешательства все пациенты были отпущены домой. После проведения ЛУПП на первые сутки отмечались выраженные реактивные явления, края раны становились отечными и ярко гиперемированными, рана была полностью покрыта фибринозным налетом. После РУПП выраженность реактивных явлений напрямую зависела от метода остановки кровотечения во время операции. Если дополнительных методов не применяли,

□ гемостаз к концу операции

□ инфильтрация новокаина в кровоточащую зону Ш зажим

ЕЯ электрокаутер

Рис. 3. Частота применения дополнительных методов гемостаза при радиочастотной увулопалатопластике.

то реактивные явления на первые сутки были выражены в незначительной степени. В случае использования для гемостаза каутера или полупроводникового лазера в зоне воздействия инструментов на следующий день определялся участок карбонизации, вокруг которого были отмечены выраженные реактивные явления, что нивелировало щадящее воздействие инструмента на ткани. Отечность мягких тканей глотки несколько уменьшалась на пятые сутки, в это же время начинал фрагментироваться и постепенно рассасываться фибринозный налет. К двадцатым суткам, как правило, наступала полная эпителизация раневой поверхности, по свободному краю мягкого неба образовывалась нежная рубцовая ткань. Болевых ощущений к этому времени уже не было.

Качество гемостаза оценивалось по критерию необходимости применения дополнительных средств для остановки кровотечения.

На рис. 3 и 4 отражена частота применения дополнительных методов гемостаза.

□гемостазк концу операции ■ушивание кровоточащего сосуда ЕЭинфильтрация новокаина в кровоточащую зону

Рис. 4. Частота применения дополнительных методов гемостаза при лазерной увулопалатопластике.

При анализе гемостатического эффекта радиочастотного скальпеля было отмечено, что эффективный гемостаз к концу операции был достигнут

нут лишь у 35% прооперированных пациентов, в то время как применение лазера позволило в 76 случаев из 80 обойтись без дополнительных средств остановки кровотечения. В то же время, будучи менее эффективным с точки зрения гемостаза, радиочастотный скальпель позволяет значительно сократить время оперативного вмешательства, что зачастую бывает важно,, в частности, у гиперстеников с короткой шеей и у пациентов любого сложения с выраженным глоточным рефлексом. Во всех этих ситуациях, когда в силу анатомо-физиологических особенностей пациент не может долго сидеть с открытым ртом, хирург вынужден осуществить разрез предельно быстро, а затем добиваться адекватного гемостаза. В случаях, когда имеются проблемы со свертывающей системой крови любого генеза, выбор инструментария должен осуществляться в пользу лазерного инструмента.

Таким образом, как полупроводниковый лазер, так радиочастотный скальпель могут успешно применяться для проведения увулопалатопласти-ки в амбулаторных условиях, что подтверждается как клиническими наблюдениями, так и данными патоморфологического анализа. При этом окончательный выбор инструмента для каждого конкретного случая остается за хирургом и определяется с учетом целого комплекса анатомо-физиологических, возрастных и психологических особенностей пациентов.

Выводы

1. Для повышения уровня воспроизводимости и достоверности результатов анализа эффектов полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля образцы «фантома живой ткани» должны иметь стандартные сроки изготовления и храниться не более суток до момента использования. С целью выделения участков коагуляции при их минимальных повреждениях экспериментальный материал необходимо обрабатывать при температуре ~ +40 °С.

2. Сопоставление результатов экспериментального исследования коагулирующего воздействия ПЛ и РС по критерию «мощность - эффект» показало, что коагулирующий эффект контактного лазерного и радиочастотного воздействия на «фантоме живой ткани» в незначительной степени зависит от мощности излучения. При сопоставлении результатов экспериментального исследования коагулирующего воздействия ПЛ и РС по критерию «скорость - эффект» выявлена обратная зависимость между скоростью нанесения разреза и масштабом термических повреждений при применении полупроводникового лазера, в то время как при применении радиочастотного скальпеля установлено, что скорость разреза не влияет на степень коагуляции ткани.

3. В ходе экспериментальных исследований определено, что полупроводниковый лазер «АТКУС-15» целесообразно использовать при мощности 7,5 Вт, выполняя разрез со скоростью, не превышающей 2 мм в секунду. Радиочастотный скальпель «СУРГИТРОН» следует применять при максимальной для прибора мощности, при этом скорость нанесения разреза не имеет существенного значения.

4. Гемостатический эффект полупроводникового лазера в контактном режиме выражен в значительно большей степени, чем у радиочастотного скальпеля, в то время как продолжительность выполнения разреза с помощью последнего намного меньше.

5. По данным гистологического анализа ткани после лазерного воздействия в выбранном режиме преобладал коагуляционный некроз, который распространялся в глубокие участки подслизистого слоя; в то время как после радиочастотного воздействия преимущественно отмечен колликваци-онный некроз, главным образом лишь в пределах слизистой оболочки.

Практические рекомендации

1. При проведении тестирования высокоэнергетических приборов на модели «фантом живой ткани» целесообразно максимально стандартизировать процедуру обработки экспериментального материала, включая сроки хранения и способ выделения коагулятов из интактного образца.

2. Для повышения гемостатических свойств полупроводникового лазера, применяемого контактно, рекомендуется снижать скорость нанесения разреза.

3. Замедление разреза радиочастотным скальпелем, а также увеличение мощности радиочастотного воздействия не приведет к значительному усилению одномоментного гемостаза при работе прибором в режиме «резание - коагуляция». В связи с этим, рекомендуется останавливать кровотечение, используя режим коагуляции, а при неэффективности последнего - применять приборы, обладающие лучшей коагуляционной способностью, такие как электрокаутер, полупроводниковый лазер и др.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Красников А.Г., Плоткина О.В. Выбор оптимального режима работы полупроводникового прибора «АТКУС-15» с использованием фантома живой ткани // Рос. оториноларингология. - 2005. - №1. - С.81-83.

2. Красников А.Г., Плужников М.С., Неворотин А.И., Плоткина О.В. Полупроводниковый лазер «АТКУС-15»: выявление оптимальных параметров с использованием фантома ткани //Актуальные проблемы лазерной медицины. - СПб., 2006. - С.299-307.

3. Неворотин А.И., Плужников М.С., Рябова М.А. и др. Сравнительный анализ малоинвазивных хирургических вмешательств при использовании инфракрасного лазера и радиочастотного скальпеля (клинико-эксперименталыгое исследование)//

Folia0torhinolaryngol.-2007.-Vol. 13.-Р.26-32.

4. Плоткина О.В. Экспериментальная оценка коагуляционных возможностей полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля // Рос. оториноларингология. - 2007. - №1. - С.137-141.

5. Плужников М.С., Рябова М.А., Плоткина О-В. Анализ неудачных результатов лазерной увулопалатопластики // Современные достижения лазерной медицины и их применение в практическом здравоохранении: Материалы науч.-практ. конф. - М., 2006. - С.93-94.

6. Плужников М.С. Неворотин А.И. Рябова М.А., Плоткина О.В. Выбор инструмента для амбулаторной увулопалатопластики на основании экспериментальных и клинических исследований // Вестн. оториноларингологии. - 2007. - №3. -С.36-39.

7. Плужников М.С., Рябова М.А., Карпищенко С.А. и др. Радиочастотный скальпель в хирургии челюстно-лицевой области и гортаноглотки // Радиоволновая хирургия на современном этапе: Материалы конгресса. - М., 2004. - С.222-224.

8. Плужников М.С., Рябова М.А., Плоткина О.В. Сравнение гемостаза при проведении увулопалатопластики с помощью хирургического лазера (Nd: YAG, полупроводникового ) и радиочастотного скальпеля // Применение полупроводниковых лазеров в медицине: Материалы науч.-практ. конф. - СПб., 2006. - С.38.

9. Рябова М.А., Шготкина О.В. Параметры воздействия полупроводниковым лазером «АТКУС-15» в импульсном и постоянном режиме на фантоме ткани // Лазерные технологии в оториноларингологии: Материалы науч. конф. - Тула, 2007. - С.36-38.

10. Рябова М.А., Ермаков В.Н., Плоткина.О.В., Улупов М.Ю. Случай удачного хирургического лечения плоскоклеточного рака кожи ушной раковины с помощью радиочастотного скальпеля Ellman Surgitron // Folia Otorhínolaryngol. - 2007. -Vol. 13. - P.133-135.

11. Рябова M.A., Плоткина O.B., Кузнецова И.А. Сравнительный гистологический анализ лазерной и радиочастотной раны // Журн. ушных, носовых и горловых болезней. - 2008. - №3. - С.111-112.

12. Plotkina O.V., Krasnikov A.G., Plouzhnikov M.S. et al. Comparative investigation of the effects as caused by semiconductor infra-red láser (Я=810 nm) vs.4.0-MHz radiosurgical unit // Photodiagnosis and Photodynamic therapy. - Helsinki, 2008. - Vol. 5. - P.28-29.

13. Plotkina O.V., Krasnikov A.G., Plouzhnikov M.S. et al. Pre-clinical investigation of Ellman Surgitron and semi-conductor infra-red láser as adapted for ENT surgery // Materials of IX International Congress of the European society of pediatric otorhinola-ryngology. - París, 2006. - P.93.

Лицензия от ИД № 00597 от 15.12.99 Подписано в печать 19.02.2009 Усл. печ. л. 1.0 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная Тираж 100 экз. Заказ 679/09 197089. Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого 6/8 И здательство СПбГМУ

Большинство хирургических вмешательств в оториноларингологии требует выполнения манипуляций в труднодоступных, обильно васкуляризированных и богатых нервными окончаниями зонах. В таких обстоятельствах особое значение приобретает выбор инструмента, который обеспечивал бы надежный гемостаз, минимальное повреждение тканей в ходе операции со своевременной последующей регенерацией. Экономический аспект диктует необходимость применения портативных приборов, которые могут использовать специалисты различного профиля в рамках одного учреждения. Особый интерес приобретают два вида инструментов, а именно высокоэнергетические лазеры и радиочастотные скальпели. Полупроводниковые лазеры (ПЛ) с длинами волн в диапазоне от 780 до 1560 нм применяются для оперативного лечения различных заболеваний в оториноларингологии (Плужников М.С. и др., 2002; Карпищенко С.А.,2005, Шавгулидзе М.А., 2004; Рябова М.А., 2005; Астахов Ю.С. и др.,2007; Sroka R. et al., 2007; Caffier P.P. et al.,2008; Narioka J,Ohashi Y.,2008). Альтернативой лазерных вмешательств является радиоволновая хирургия, которая появилась десятилетием позже. Одним из наиболее часто используемых инструментов данного типа являются радиочастотные скальпели (PC), рекомендованные для проведения большого числа манипуляций в оториноларингологии (Погосов B.C. и др.,1998). Необходимым условием для внедрения высокотехнологичного инструментария в клинику является понимание его взаимодействия с тканью, для этого нужна апробация в экспериментальных условиях. Доклиническая отработка режимов проводится такими способами, как компьютерное моделирование, имитация хирургических вмешательств in vivo и ex vivo на тканях животных, а также на органических и неорганических материалах (Неворотин А. И., Кулль М.М.,1989; Неворотин А.И. и др.,1996; Anvari D.et al., 1994; O'Dev D. et al.,2008). Следует отметить, что имеются лишь отдельные работы, касающиеся испытанию радиочастотных скальпелей и полупроводниковых лазеров на экспериментальных моделях (Агапов Д.Г.,1999, Colome J. Et al., 2007; Caffier P.P. et al., 2008), но различие экспериментального материала, некорректность в ряде случаев выбора объектов исследования не позволяют сопоставлять результаты этих исследований, прогнозировать клинические эффекты, внедрять инструменты в практику. Исходя из вышеизложенного, сравнительный анализ тканевых эффектов указанных инструментов в эксперименте и клинике представляется своевременным и актуальным.

Цель исследования: сравнить эффекты лазерного и радиочастотного хирургического воздействия на экспериментальной модели, а также в клинической практике оториноларингологии.

Задачи исследования:

1. Усовершенствовать обработку модельного объекта, так называемого «фантома живой ткани», для повышения воспроизводимости и достоверности результатов экспериментальной оценки действия полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля.

2. На экспериментальной модели установить зависимость коагулирующего эффекта от мощности и скорости разреза при использовании в контактном режиме полупроводникового лазера «АТКУС-15» (810 нм) и радиочастотного скальпеля «СУРГИТРОН» (4.0 МГц).

3. С использованием единого экспериментального подхода сопоставить тканевые эффекты полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля и тем самым спрогнозировать оптимальные режимы каждого из инструментов для клинического применения.

4. Оценить эффективность применения полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля в выбранном режиме при проведении увулопалатопластики с позиций эргономичности, гемостатических свойств и временных затрат на проведение оперативного вмешательства.

5. Провести сравнение морфологических изменений в ткани мягкого неба после увулопалатопластики, выполненной полупроводниковым лазером и радиочастотным скальпелем в выбранном режиме.

Научная новизна: Усовершенствован способ обработки «фантома живой ткани» для анализа результатов термического воздействия при использовании радиочастотного и лазерного скальпелей. Экспериментально обоснованы оптимальные параметры лазерного и радиочастотного воздействия для получения прогнозируемого клинического результата на слизистой оболочке. Выявлены морфологические особенности тканевых повреждений при нанесении разреза каждым из инструментов в режимах, установленных как оптимальные.

Практическая значимость: Выявленные параметры лазерного и радиочастотного воздействия позволяют обеспечить безопасность и эргономичность хирургического вмешательства при выполнении увулопалатопластики, и тем самым предотвратить осложнения, как во время операции, так и в послеоперационном периоде. Полученные результаты могут быть экстраполированы на другие вмешательства на слизистой оболочке, когда эффективный гемостаз во время операции необходимо сочетать с минимальным термическим повреждением ткани с целью предотвращения грубого рубцевания и избыточного лизиса ткани в послеоперационном периоде.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. На экспериментальной модели обоснованы оптимальные параметры работы полупроводникового лазера «АТКУС-15» (810 нм) (мощность 7,5 Вт, скорость не менее 2 мм в секунду) и радиочастотного скальпеля «СУРГИТРОН» (4.0 МГц) (70 Вт независимо от скорости), позволяющие получить прогнозируемый клинический результат.

2. При выполнении малоинвазивных вмешательств на ЛОР органах необходимо учитывать, что скорость разреза слизистой оболочки с применением полупроводникового лазера ниже, а гемостаз эффективней, чем при использовании радиочастотного скальпеля, а репаративные процессы после лазерного и радиочастотного воздействия сопоставимы по времени и выраженности.

Апробация работы: Основные материалы диссертации доложены на: Международном конгрессе «Радиоволновая хирургия на современном этапе» (Москва, 2005 г.); научно-практической конференции «Применение полупроводниковых лазеров в медицине» (Санкт-Петербург, 2006 г.); IX Международном конгрессе Европейского общества детских оториноларингологов «ESPO 2006» (Париж, 2006 г.); 25-й конференции молодых ученых (на английском языке) (Санкт-Петербург, 2006 г.); Всероссийской конференции «Полупроводниковые лазеры в медицине» (г. Тула, 2007 г.); 24-й, 25-й Конференции молодых ученых, проводимой обществом оториноларингологов (Санкт-Петербург, 2007, 2008 гг.); ХП1 Международном Конгрессе Европейской Медицинской Лазерной Ассоциации (EMLA) (Хельсинки, 2008 г.). По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 4 - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы: Диссертация изложена на 104 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 3 глав, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и приложения. Указатель литературы включает 56 отечественных и 94 иностранных источника. Работа иллюстрирована 2 таблицами и 19 рисунками.

ВЫВОДЫ

1. Для повышения уровня воспроизводимости и достоверности результатов анализа эффектов полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля образцы «фантома живой ткани» должны иметь стандартные сроки изготовления и храниться не более суток до момента использования. С целью выделения участков коагуляции при их минимальных повреждениях экспериментальный материал необходимо обрабатывать при температуре ~ +40 °С.

2. Сопоставление результатов экспериментального исследования коагулирующего воздействия полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля по критерию «мощность — эффект» показало, что коагулирующий эффект контактного лазерного и радиочастотного воздействия на «фантоме живой ткани» в незначительной степени зависит от мощности излучения. При сопоставлении результатов экспериментального исследования коагулирующего воздействия полупроводникового лазера и радиочастотного скальпеля по критерию «скорость — эффект» выявлена обратная зависимость между скоростью нанесения разреза и масштабом термических повреждений при применении полупроводникового лазера, в то время как при применении радиочастотного скальпеля установлено, что скорость разреза не влияет на степень коагуляции ткани.

3. В ходе экспериментальных исследований определено, что полупроводниковый лазер «АТКУС-15» целесообразно использовать при мощности 7,5 Вт, выполняя разрез со скоростью, не меньшей, чем 2 мм в секунду. Радиочастотный скальпель «СУРГИТРОН» следует применять при максимальной для прибора мощности, при этом скорость нанесения разреза не имеет существенного значения.

4. Гемостатический эффект полупроводникового лазера в контактном режиме выражен в значительно большей степени, чем у радиочастотного скальпеля, в то время как продолжительность выполнения разреза с помощью последнего намного меньше.

5. По данным гистологического анализа ткани после лазерного воздействия в выбранном режиме преобладал коагуляционный некроз, который распространялся в глубокие участки подслизистого слоя; в то время как после радиочастотного воздействия преимущественно отмечен колликвационный некроз, главным образом лишь в пределах слизистой оболочки.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При проведении тестирования высокоэнергетических приборов на модели «фантом живой ткани» целесообразно максимально стандартизировать процедуру обработки экспериментального материала, включая сроки хранения и способ выделения коагулятов из интактного образца.

2. Для повышения гемостатических свойств полупроводникового лазера, применяемого контактно, рекомендуется снижать скорость нанесения разреза.

3. Замедление разреза радиочастотным скальпелем, а также увеличение мощности радиочастотного воздействия не приведет к значительному усилению одномоментного гемостаза при работе прибором в режиме «резание-коагуляция». В связи с этим, рекомендуется для остановки кровотечения использовать кровоостанавливающие зажимы или приборы, обладающие лучшей коагуляционной способностью, такие как электрокаутер, полупроводниковый лазер и др.