اورولوژی ، لیزر هولمیوم

اورولوژی

دستگاه لیزر هولمیوم

http://shafaparto.ir/wp-content/uploads/2014/03/Holmium01.jpg

لیزر هولمیوم جدیدترین و موثرترین لیزری است که تا کنون در اورولوژی از آن استفاده شده است. آغاز تحقیقات بر روی این لیزر به منظور استفاده در اورولوژی، به سال ۱۹۹۰ بر می­گردد و در سال ۱۹۹۴ نیز این لیزر تایید FDA را برای درمان سنگ­های مجاری ادراری دریافت نمود ]۱[. در اتاق های عمل اورولوژی، سنگ در نواحی کلیه و حالب و مثانه بیماران را با این دستگاه لیزر بدون پس زنی و خونریزی و هیچ گونه آسیبی به بافت های اطراف سنگ، خرد کرده و از بدن بیمار دفع می نمایند بیمار در حین عمل دارای بیحسی موضعی است و می تواند عمل خود را مشاهده کند. حتی سنگ های بزرگ مثانه را که تا پیش از این با جراحی باز از بدن بیمار خارج می کردند با این لیزر می توانند آن را به خرده ریزه هایی تبدیل نمایند که براحتی از مجرای ادراری بیمار قابل دفع باشد. همچنین لیزر هولمیوم برای باز کردن مجراهای ادراری تنگ و یا بسته بیماران بعنوان یک تیغ جراحی بدون خونریزی بکار گرفته می شود. شرکت پرتوآفرینان شفا توانمندی طراحی و ساخت و تولید انبوه این لیزر را برای عرضه به بیمارستانهای کشور دارا می باشد.

سنگ شکني۳ فرايندي است که در آن سنگ‌هاي مجاري ادراري به قسمت‌هاي کوچکتر شکسته شده تا به آساني دفع گردند. تکنیک هایی که در حال حاضر برای سنگ شکنی درون اندامی بکار می روند عبارتند از: اولتراسونیک، پنوماتیک، روش ترکیبی اولتراسونیک و پنوماتیک، الکتروهایدرولیک (EHL) و روش لیزری. امروزه به کارگیری لیزر به عنوان کم تهاجمی ترین تکنیک در سنگ شکنی کلیه و مجاری ادراری امری پذیرفته و اثبات شده است]۲[. مزیت اصلی سنگ شکنی با لیزر بر سایر روش های دیگر مانند اولتراسونیک و الکتروهایدرولیک توانایی آن در متمرکز نمودن انرژی بر روی سنگ و در ناحیه ای کوچکی از آن می باشد. این کار که بواسطه بکارگیری فیبرهای نوری قابل انجام است آسیب انرژی لیزر به بافت اطراف سنگ را به حداقل می رساند. به طور مثال در سنگ شکنی ESWL از موج صوتی ضربه ای قوی که منبع آن خارج بدن بیمار می باشد برای خرد کردن سنگ استفاده می شود. هر چند در این روش ابتدا مکان سنگ بوسیله اشعه X و یا امواج مافوق صوت تعیین می شود اما احتمال جابجایی سنگ حین عمل و در نتیجه برخورد موج ضربه ای قوی، به بافت کلیه و یا اندام های مجاور و آسیب و خون ریزی این اندام ها نسبتا بالاست. لیزرهایی که برای سنگ شکنی به کار می روند را می توان به دو دسته تقسیم نمود. دسته اول لیزرهایی که از طریق مکانیسم موسوم به فوتو اکوستیک یا فوتو مکانیک سنگ را خرد می کنند. در این روش موج ضربه ای قوی تولید شده در اثر تخلیه انرژی لیزر در سنگ باعث خرد شدن سنگ به صورت انفجاری می شود]۳[ ليزر‌هايPulsed dye، Nd:YAG، FREDDY و Alexandrite که طول موج آنها کمتر از μm 5/1 است در این دسته قرار دارند. تخلیه انرژی این لیزرها که عموما پهنای پالس کمی دارند، در مجاورت و در سطح سنگ باعث ایجاد “پلاسما” يا حباب کوچکي از يون ها و الکترون هاي پر انرژي، می شود. اندازه این حباب هاي پلاسمايي به سرعت و به طور متقارن تا مقدار بیشینه ای افزایش یافته و سپس به طور ناگهانی در خود فرو می ریزد. رمبش حباب باعث انتشار موج ضربه ای آکوستيکي قوی در اطراف نوک فیبر می گردد که برخورد این امواج با سنگ، دلیل اصلی خرد شدن سنگ محسوب می شود. دسته دوم و در واقع نسل جدید لیزرهای پزشکی، ليزرهایی هستند که در ناحیه فروسرخ میانی(M-IR) تابش دارند. در این ناحیه، آب چند پیک جذب عمده دارد. به خصوص در محدوده‌ي طول موجی μm 3-2 که عمق جذب در بافت به ترتیب μm 1و μm 300 است.

 

http://shafaparto.ir/wp-content/uploads/2014/12/jadval.jpg

 

ليزرهای Ho:YAG، Tm:YAG و Er:YAG مهمترین لیزرهای این دسته می باشند. در حال حاضر هولمیوم به علت داشتن عمق نفوذ مناسب و قابلیت تزویج و انتشار در فیبرهای پزشکی رایج، مناسب ترین گزینه جهت سنگ شکنی در لیزرهای معرفی شده جدول ۱) است. دلیل این امر اینست که کم بودن عمق نفوذ لیزر تالیوم نسبت به هولمیوم سبب خردگی بسیار سریع نوک فیبر در عمل های سنگ شکنی خواهد شد. شکل(۱) نمودار ضریب جذب آب در طول­موج­های مختلف را نشان می­دهد.

 

http://shafaparto.ir/wp-content/uploads/2014/12/33333333333.jpg

شکل۱-منحنی جذب آب بر حسب طول موج [ ۴ ]

 

همانطور که ملاحظه می­گردد لیزر Er:YAG با طول موج ۲۹۴۰ نانومتر ضریب جذب بالاتری نسبت به لیزر هولیموم دارد اما به دلیل عمق نفوذ کمتر و همچنین فقدان فیبرهای اپتیکی مناسب و مقرون به صرفه جهت انتقال این طول­موج، این لیزر کمتر در حیطه­ی اورولوژی استفاده می­شود. تحقیقات صورت گرفته نشان می دهد موج ضربه ای که به وسیله لیزر هولمیوم ایجاد می شود بسیار ضعیف تر از موج ضربه های تولید شده در روش EHL و در لیزرهای دسته اول می باشد. در عین حال بازده سنگ شکنی با لیزر هولمیوم کماکان بهتر از هر دو روش است. این مشاهدات مؤید حضور مکانیسم غالب متفاوتی در سنگ شکنی با لیزر هولمیوم است به خصوص اینکه مشاهدات دقیق نشان می دهد تخریب سنگ در حضور لیزر هولمیوم قبل از ایجاد امواج حاصل از رمبش، آغاز می شود. در واقع لیزرهای دسته دوم برخلاف لیزرهای دسته اول موج ضربه ای قوی تولید نمی کنند بلکه از طریق مکانیسم فوتوترمال سنگ را به آرامی خرد کرده و به عبارت بهتر می تراشند. زيرا طول موج اين لیزرها مستقیما توسط ترکیبات سنگ جذب می شود. اثر فوتوترمال در ليزر هولميوم همچنين به دليل جذب بالاي اين طول موج توسط مولکول هاي آب (جدول۱) و در نتيجه تبخير آب موجود در سنگ و ايجاد حباب هاي بخار ، باعث خرد شدن هرچه بیشتر سنگ مي شود.

این لیزر خصوصیات مفید لیزرهای Nd:YAG در برش بافت و همچنین CO2 را در منعقد کردن خون (Coagulation) همزمان داراست از اینرو از این لیزر بعنوان چاقوی جراحی برای برش بدون خونریزی بافت های درون اندامی نیز استفاده گسترده ای می شود.

 

مراجع

     E. Navai L. Garifo , Laser Sources at 2µm and 3µm,SPIE Vol. 2624, 1988

     FDA

     Lt Col AS Sandhu, Lt Col A Srivastava, Holmium:YAG laser for intracorporeal lithotripsy, MJAFI, 63: 48-51, 2007

     Heinrich-O. Teichmann, Thomas R.Herrmann, Technical aspects of lasers in urology, World J Urol, 25:221-225, 2007