Perdorimi i Fibrave Optike ne Mjekesi

Perdorimi i fibrave optike ne mjekesi ka sjellur Lazerët Holmium dhe Thulium te cilat bëjnë të mundur operacionin me vrima të çelësit.

Që nga futja e lazerëve në mjekësi dhe zhvillimi i teknologjive të fibrave optike, fusha të reja të aplikimit mjekësor janë hapur si në diagnostikim ashtu edhe në terapi. Këto variojnë nga trajtimet invazive dhe jo-invazive tek kirurgjia endoskopike deri tek diagnostikimi i imazherisë në të ashtuquajturat teknologji të vrimës së çelësit. Ndërsa fuqia e ulët optike zakonisht ushqehet përmes fibrave optike për qëllime diagnostikuese, procedurat kirurgjikale në përgjithësi kërkojnë transmetimin e fuqisë së lartë deri në 200 W në funksionimin cw. Certifikimi mjekësor i fibrave optike paraqet një sfidë të madhe për përdorimin klinik.

Aplikimet tipike kirurgjikale të lazerit përfshijnë avullimin endoskopik, enukleimin e prostatës beninje dhe fragmentimin e gurëve në veshka në urologji; shkatërrimi dhe heqja endoskopike e indit tumoral në degët bronkiale në pulmonologji; skleroza endoluminale e venave me variçe; dhe heqjen e indeve në hundë dhe fyt.

Endoskopët e pajisur me fibra optike përdoren për këto lloje operacionesh: me qëllim të transmetimit të dritës në organin e zbrazët për të parë brenda organit, nga njëra anë, dhe transmetimin e të dhënave të imazhit duke përdorur tufa fibrash të renditura nga organi i uritur në organin e syrit dhe pra te shikuesi, nga ana tjetër.

Kërkesat për Fibrat Optike në Teknologjinë Mjekësore

Në procedurat kirurgjikale, përdoren fibra optike që janë të optimizuara për transmetimin e fuqisë së lartë optike në gjatësi vale nga 500 nm në 2500 nm. Këtu transmetohen si rrezatimi pulsues ashtu edhe rrezatimi cw. Fibra optike futet përmes kanalit të punës së një endoskopi në një organ në mënyrë që të transmetojë energjinë lazer në inde nën kontrollin vizual. Në endoskopët fleksibël, është e rëndësishme të siguroheni që fibra optike të ndikojë vetëm pak në fleksibilitetin dhe kapacitetin e përkuljes së endoskopit. Për këtë arsye, fibrat optike me një diametër të vogël të bërthamës (200-400 µm) preferohen mbi fibrat më të ngurtë (600-800 µm).

Diametri i jashtëm nuk duhet të kalojë 1000 μm. Kjo lejon që nxjerrja dhe shpëlarja të kryhen shtesë përmes kanalit të punës të zënë. Bazuar në njohuritë e marra nga ndërveprimi ndërmjet dritës dhe indeve, mund të shkaktohen efekte indore që varen nga densiteti i fuqisë së aplikuar, dhe rrjedhimisht efektet e trajtimit.

Rrezatimi me lazer në 2 µm për kirurgjinë më të fundit

Procedurat më të fundit kirurgjikale përdorin dritën lazer në një gjatësi vale afërsisht 2 μm. Shkatërrimi i gurëve në veshka (litotripsia) në urologji është fushë e rrezatimit lazer pulsues Ho:YAG. Rrezatimi i vazhdueshëm dhe pulsues i lazerëve të tuliumit përdoret në shkatërrimin e indeve të buta për të çliruar rrugët e frymëmarrjes në degët bronkiale.

Shkatërrimi i gurëve në veshka me dritë lazer

Futja e teknologjisë së lazerit Ho:YAG ka revolucionarizuar spektrin e trajtimit në shkatërrimin e gurëve urologjik dhe është vendosur mirë sot. Në kombinim me zhvillimet e bëra në instrumentet endoskopike urologjike, kjo metodë minimale invazive ka zëvendësuar kirurgjinë e hapur për trajtime të tilla.

Sistemet laserike Ho:YAG me fibra optike

Sistemet lazer Ho:YAG me fibra optike nga 356 µm deri në 600 µm përdoren në endoskopët gjysmë të ngurtë; ndërsa, në endoskopët fleksibël, përdoren fibra optike me një diametër të bërthamës prej 220 µm për të garantuar fleksibilitet dhe shpëlarje gjatë trajtimit. Shkalla e ndërlikimeve në shkatërrimin e gurëve të mbështetur nga lazerët Ho:YAG është e ulët. Për shkak se të gjitha llojet e gurëve mund të fragmentohen nëpërmjet rrezatimit lazer Ho:YAG, litotripsia me lazer Ho:YAG është bërë metoda e preferuar e trajtimit, madje edhe mbi metodat e tjera si me anë të ultrazërit, shkatërrimit pneumatik dhe llojeve të tjera lazer me pulsim.

Ky avancim teknik bën të mundur sot kryerjen e trajtimeve endoskopike të gurëve nëpërmjet rrezatimit lazer Ho:YAG në grupin e veshkave caliceal.

Mekanizmi i Shkatërrimit të Gurit

Mekanizmi i shkatërrimit të gurëve bazohet veçanërisht në thithjen e lartë të dritës së kësaj gjatësi vale në ujë. Nga njëra anë, një flluskë kavitacioni krijohet drejtpërdrejt përpara fibrës optike: Kjo hap rrugën që rrezatimi lazer të arrijë tek guri. Përveç kësaj, kur flluska shembet, ajo prodhon një valë presioni që mund të çojë në përçarje të gurit.

Rrezatimi lazer Ho:YAG që përparon në gur absorbohet nga uji në gur, zgjerohet dhe rezulton në fragmentim termik. Siç mund ta shihni në Figurën 2, këta mekanizma shoqërojnë prodhimin e fragmenteve të vogla, të cilat nxirren nga trakti urogjenital nga lëngu shpëlarës ose nga vetë urina.

Teknologjia lazer në mjekësinë e frymëmarrjes

Në pulmonologji, lazerët Nd:YAG (1064 nm) u përdorën kryesisht në kirurgjinë endoskopike intervenuese.

Largimi i indeve

Gjatësia e valës Nd:YAG depërton në inde relativisht thellë, por përthithet në një masë të madhe nga strukturat e errëta (p.sh. gjaku dhe karbonizimi). Kjo shpesh çon në zgjerimin e shpejtë të xhepave të avullit në inde që mund të çahen në mënyrë të pakontrolluar dhe të dëmtojnë shikimin në zonën e funksionimit.
Në të kundërt, rrezatimi prej 2 µm nga lazerët e tuliumit në ujin e indeve absorbohet, (relativisht duke folur) pavarësisht nga ngjyra optike, dhe kështu ka një thellësi optike të ulët depërtimi. Kjo lehtëson heqjen sipërfaqësore, të saktë dhe të parashikueshme të indeve që mund të kontrollohet nga përdoruesi.

Rezultatet e Studimit të Procedurave Invazive në Mushkëri me Dritë Laseri 2 µm

Rezultatet fillestare dhe raportet e përvojës së dorës së parë nga studimi i pulmonologjisë intervenuese duke përdorur lazer tuliumi janë të disponueshme. Drita e lazerit me gjatësi vale 1940 nm u fut përmes kanalit të punës të bronkoskopit fleksibël në vendin e trajtimit nëpërmjet një fije optike fleksibël që ka një diametër të bërthamës prej 365 µm. Për shkak të sasisë së madhe të përthithjes së ujit, u arritën efekte lazer shumë të përcaktuara dhe të sakta në formën e koagulimit dhe ablacionit në inde. Thellësitë e koagulimit ishin 1-2 mm dhe, në mënyrë relativisht të folur, të pavarura nga fuqia e rrezatuar, ndërsa trajtimet Nd:YAG prodhonin zona koagulimi të pakontrolluara dhe të thella.

Përvojat klinike treguan se lezionet e vogla sipërfaqësore mund të hiqen plotësisht. Koagulimet e thella u prodhuan duke depërtuar në indin kufizues të lumenit që do të trajtohej me fundin e fibrës optike dhe ndodheshin vetëm në afërsi të drejtpërdrejtë të skajit të fibrës optike. Indi i koaguluar (i mpiksur) në këtë mënyrë mund të hiqej mekanikisht thjesht dhe pa gjak më pas.

Në rastin e strikturave, prerjet me lazer mund të bëheshin në indin në rritje në mënyrë të synuar dhe pa nxjerrë gjak; kjo u krye duke lëvizur në mënyrë të përsëritur fundin e fibrës optike përpara dhe mbrapa nëpër vendin e prerjes gjatë emetimit të lazerit. Siç shihet në figurën 3, edhe indet që u rritën në lumen përmes rrjetës së stenteve të implantuara mund të hiqen pa dëmtime të konsiderueshme në materialin e stentit. Kështu, stentet e rrënjosura mund të shpëtoheshin pa ndonjë dëmtim të indeve.

Këto teknika të reja operacioni kryhen nën anestezi të përgjithshme për të lejuar gjithashtu frymëmarrjen artificiale dhe nxjerrjen optimale. Përdorimi i bronkoskopëve fleksibël bën të mundur drejtimin e saktë të fibrës optike në fushën operative [19].

Së fundi, duhet theksuar se trajtimet me lazer të kryera nga personeli mjekësor i specializuar dhe i trajnuar mund të çojnë në rezultatin e dëshiruar vetëm nëse kombinohen njohuritë dhe përvoja e përdoruesit, duke përfshirë menaxhimin e sigurt dhe të kujdesshëm operativ në lidhje me sigurinë me lazer [20. ,21,22].

Trajtimet me lazer 2-μm në fushën kirurgjikale janë provuar të jenë më premtuese dhe më të favorshme se teknologjitë konvencionale. Këto lloje të strategjive të trajtimit minimalisht invazive mund të kryhen vetëm për shkak të përpjekjeve të vazhdueshme teknologjike në lidhje me optimizimin në teknologjinë e fibrave duke marrë parasysh biokompatibilitetin, fleksibilitetin dhe pathyeshmërinë. Ky studim ka shfaqur me se miri rezultatet nga perdorimi i fibrave optike ne mjekesi.

Bashkëpunimi i ngushtë, ndërdisiplinor midis instituteve kërkimore, partnerëve industrialë dhe përdoruesve mjekësorë bën të mundur aplikimet e rrezatimit lazer me precizion të lartë në sallën e operacionit për trajtimin e përmirësuar të pacientit dhe përmirësimin e gjendjes së përgjithshme të pacientit.

Perdorimi i Fibrave Optike ne Mjekesi dhe Teknologji

Endoskopi

Endoskopët përdorin fibra optike për të krijuar një imazh të brendshëm të trupit. Një mjek mund të fusë një tufë fibrash optike në trup. Disa bartin dritën në trup, dhe disa e bartin dritën e reflektuar nga sipërfaqet e brendshme të trupit jashtë. Kjo i lejon mjekut të shohë qartë një imazh të brendësisë së trupit dhe t’i ndihmojë ata të diagnostikojnë sëmundje si kanceri, ose të shohin se çfarë po bëjnë gjatë operacionit në vrimën e çelësit.

Një metodë tjetër për të krijuar një imazh të pjesës së brendshme të trupit është një skanim CT. Skanimet CT përdorin rreze X për të gjeneruar një imazh 3D të trupit.

Mund t’ju kërkohet të krahasoni përdorimin e endoskopëve me skanimet CT në provim.

Skanimet CT

Imazhi tradicional me rreze X jep një pamje dy-dimensionale (2D) të trupit nga një kënd. Kjo mund të rezultojë që detajet të errësohen nga struktura të tjera në trup. Skanimet e tomografisë së kompjuterizuar (CT) përfshijnë marrjen e një sërë imazhesh me rreze X nga pozicione të ndryshme.

Këto përpunohen nga një kompjuter për të ndërtuar një imazh tredimensionale (3D). Ky imazh mund të manipulohet për të parë strukturat brenda trupit në shtresa të ndryshme dhe nga këndvështrime të ndryshme. Kjo i lejon mjekut të fitojë një pasqyrë shumë më të madhe se çfarë nuk shkon me një pacient.

Endoskopi kundër skanimeve CT

Endoskopia përdoret për të hetuar zona të veçanta të trupit. Është më pak i dëmshëm se skanimet CT. Ai përdor dritë në vend të rrezeve X. Skanimet CT përdoren për të gjeneruar më shumë imazhe të përgjithshme të trupit dhe janë një rrezik më i lartë se endoskopët për shkak të faktit se ato përdorin rreze X.

Vetitë jonizuese të rrezeve X nënkuptojnë se ato mund të dëmtojnë ADN-në në qeliza. Efekti jonizues i rrezeve X është më i dëmshëm për qelizat që ndahen në mënyrë aktive në trup. Doza të ulëta të rrezeve X mund të shkaktojnë kancer, ndërsa doza të larta mund të vrasin qelizat kancerogjene.

Endoskopi dhe CT Skanimet cilesohen si dy nga mjetet me te perhapura (njohura) ne bote nga perdorimi i fibrave optike ne mjekesi.