Застосування лазерів в нейрохірургії

 

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний технічний університет  України

«Київський Політехнічний Інститут»

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему:

 

«Застосування лазерів  в нейрохірургії»

 

 

 

 

 

Виконала:

студентка гр.ПБ-92

Клименко С.О.

 

 

 

 

 

Київ 2013

Зміст

1. Вступ
2. Відкриття лазерів і ранні експерименти на тваринах
3. Поняття нейрохірургії. Історія виникнення
4. Застосування високоенергетичних лазерів в нейроонкології
5. Відео
6. Лазерне опромінення прискорює ріст нервових клітин
7. Новітні технології
8. Висновок
9. Література

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Вступ

Нейрохірургічні операції проводяться в спеціально обладнаній операційній, оснащеній  мобільним цифровим рентгенівським апаратом, нейрохірургічним мікроскопом, апаратами для високочастотної  електрохірургії, ендоскопічним устаткуванням, мікронейрохірургічним інструментарієм, сучасними наркозними апаратами. Все це дозволяє проводити операції з використанням мінімально травматічної (мінімально інвазивної), мікрохірургічної і ендоскопічної техніки, що веде до ранньої активізації пацієнтів і скорочення термінів реабілітації (повернення до повсякденної активності).  При виборі методів операцій на хребті акцент робиться на  принципі мінімальної інвазивності (травматічності), а також на індивідуальному підході в підборі методу втручання  кожному  пацієнтові залежно від конкретної патогенетичної ситуації, що є у нього, викликає клінічні прояви (біль, порушення чутливості, м'язова слабкість).

У зв'язку з цим  у розпорядженні хірурга є  як традиційні мікрохірургічні відкриті способи видалення гриж міжхребцевих дисків і декомпресії хребетного каналу, так і ендоскопічні методики (за допомогою оптичного приладу – ендоскопа, через невеликі розрізи шкіри).

Наприкінці  ХХ ст. було запропоновано видаляти грижі міжхребцевих дисків за допомогою  лазера. Починаючи з середини 90-х років метод почав поширюватися і в Україні, щоправда в основному завдяки лобіюванню рядом медичних чиновників - нейрохірургів. В засобах масової інформації, спеціальній медичній літературі для нейрохірургів, службових інструкціях МОЗ було рекомендовано застосування методу лазерного випарювання міжхребцевих дисків. В місті Києві було навіть створено спеціальне відділення. Поширення методу виправдовували чисельні наукові роботи провідних українських нейрохірургів.

Власне суть методу дуже проста і полягає в тому, що в міжхребцевий диск вводиться голка, що всередині має канал, через який вводиться тоненький світловод, по якому подається пучок лазерних променів. Саме ці промені так би мовити «випарюють» диск, зменшуючи його масу, тим самим зменшуючи внутрішньодисковий тиск.

 

2. Відкриття лазерів і ранні експерименти на тваринах

Хронологія  найважливіших подій у використанні лазерів в нейрохірургії наведена на Рис. 1. Перший операційний лазер  був описаний Мейманом (Maiman) в 1960 році, під час роботи в дослідницьких лабораторіях фірми Х'юз (Hughes Research Laboratories); він використовував рубін в якості робочого середовища для отримання лазерного імпульсу з довжиною хвилі 694 нм. Наступний лазер, що використовує гелій-неонову газове середовище, був описаний у 1961 році Джавані (Javan) та ін з лабораторій Белла (Bell Laboratories), Нью-Джерсі, США. Було розроблено ряд інших лазерів, що використовують газові і твердотільні робочі середовища: головний з них - молекулярний лазер, що використовує CO2 в якості середовища і видає безперервне випромінювання з довжиною хвилі 10,6 мкм, описаний в 1964 році Патель (Patel), який також працював в лабораторіях Белла. Первісне застосування лазера для промислових або військових цілей знайшло відображення в багатьох дослідженнях, проведених в неакадемічних умовах. Тим не менш, незабаром пішли біомедичні дослідження, і перше відоме застосування лазерної енергії до мозку було описано в 1965 році в експериментах Ерла (Earle) та ін і Файна (Fine) і ін Ці автори застосовували одиничний високоенергетичний імпульс рубінового лазера до непошкодженим черепам мишей, що призводило до негайної смерті, викликаної вибуховим розширенням внутрішньочерепного вмісту та черепно-мозковим грижеобразованіем. Інші ранні дослідники при подібному застосуванні імпульсних лазерів виявили їх деструктивний вплив на нервову тканину; однак, смерть від грижеобразованія могла бути відвернена за допомогою широкого оголення кори головного мозку, і це зробило можливим вивчення взаємодій лазер-тканина у тих, що вижили тварин, у тому числі спостереження різко розмежованих, клиновидних поразок. Крім того, відтворюваність ушкоджень, отриманих в результаті застосування імпульсних лазерів, в тому числі субдуральних і субарахноїдальних крововиливів і підлягають набряків головного мозку, дозволила Брауну (Brown) та ін розробити модель для вивчення цих патологій у щурів. Коли лазери були застосовані при малій потужності під внечерепних моделях пухлин тварин в 1964 році, дві дослідницькі групи виявили, що енергія імпульсного лазера, по всій видимості, має виборчим ефектом, який знищує ракові клітини, і цей результат дозволив сподіватися на аналогічні переваги при лікуванні онкологічних захворювань інших частин тіла. Таким чином, початкові висновки щодо застосування імпульсних лазерів до мозку полягали в тому, що хоча ці пристрої і корисні для досліджень, травматичні результати при використанні високоенергетичних імпульсів і непередбачувані наслідки застосування низькоенергетичних імпульсів обмежують їх ефективність в клінічній нейрохірургії.

Рис  1. Хронологічний перелік найважливіших  подій при використанні лазерів  у нейрохірургії. GBM - glioblastoma multiforme (мультиформна гліобластома).

Значний прогрес  у створенні більш застосовних  в нейрохірургії лазерів був досягнутий при впровадженні лазерів безперервного випромінювання і вдосконалених подаючих систем. Цей тип лазерної енергії усунув вибухові ефекти імпульсних лазерів і забезпечив точну різку і вапоризацію за допомогою сфокусованих променів, без необхідності утримування або ретрагірованія тканини. Дослідники також почали використовувати в своїх інтересах фундаментальні властивості різних типів лазерів. Було виявлено, що довгі хвилі СО2 лазера (10,6 мкм) мають високу абсорбцію в тканини і воді, при цьому відбувається швидке перетворення світлової енергії в теплову в невеликому обсязі тканини. Це робить СО2 лазер відмінним різальним інструментом, так як він викликає мінімальне теплове пошкодження сусідніх тканин, але обмежує його здатність до коагуляції великих судин. Велика кількість експериментів над характеристиками ураження, викликаного пучками СО2 лазера, були проведені СТЕЛЛАР (Stellar) та ін і Ашером (Ascher), які описали характерні зони, в тому числі вапорізірованний кратер, оточений зоною з збезводненої тканини і зовнішньою зоною оточених тканин (Рис . 2). Стеллар і його колеги також досліджували можливість застосування СО2 лазера для вапоризації і резекції пухлини головного мозку у мишей, і їх результати послужили поштовхом до майбутніх клінічним застосуванням лазера.

Рис  2. Схематичне зображення (угорі) типового лазерного надрізу в корі головного мозку, що має три зони: центральний кратер з карбонизовані через високу температуру кордоном, середня зона збезводненої через помірного нагрівання тканини, і зовнішня зона набряклою тканини, що виникла в наслідок мінімально нагріву. Carbonization - карбонізація, Edema Zone - зона набряку, Vacuolization - вакуолізація. Мікрофотографія (внизу) пофарбованої частини типового ураження CO2 лазером, що показує ті ж три зони, що і на схемі.

На відміну  від довгохвильового СО2 лазера, аргоновий лазер з довжиною хвилі 488-516 нм розсіюється в тканинах більш  широко, створюючи більш широку зону нагріву, що впливає на тканину, проте  поглинається гемоглобіном, утворюючи  ефективну коагуляцію. Можливість подачі безперервного випромінювання аргонового і СО2 лазерів на високій потужності призвела до перших експериментів з контрольованою лазерної енергією в 1967 році, однак великий розмір лазерної установки, спочатку, створював труднощі при доставці променя до мішені (Мал. 3). Нові подають системи, в тому числі волоконно-оптичні кабелі для коротких хвиль і маніпулятори з відбивають дзеркалами для довгих хвиль, вирішили цю проблему. Пізніше було розроблено Nd: YAG лазер з довжиною хвилі 1060-1340 нм, розсіюється в тканинах більш широко, що забезпечує повільний, глибокий нагрів і має більшу область дії, що дуже корисно при коагуляції. Подальші експерименти в 1980-х роках зробили можливим застосування Nd: YAG лазерів для анастомозу кров'яних судин, а також покращили їх здатність до коагуляції і вапоризації, однак великі теплові ефекти обмежили застосування даного лазера поблизу елоквентних структур.

3. Поняття нейрохірургії. Історія виникнення

Нейрохірургія — самостійна спеціальність і галузь медичної науки, яка займається питаннями діагностики та лікування захворювань і пошкоджень нервової системи.

Історія нейрохірургії, як і історія медицини, сягає у глибоку давнину. Археологічні розкопки стародвніх поховань засвідчують про життєві трепанації, які робилися в Єгипті, Індії, Перу та на території теперішньої України(Трипілля). У Перуанському некрополі знайдено близько 10% черепів, які мають сліди трепанації. Вони могли робитися із ритуальними й медичними цілями, коли дефекти черепа при нейрохірургічних втручаннях закривалися золотими або срібними пластинками.

Відомий папірус Г. Єберта (близько 1550 р.до н. е.), знайдений 1873 року в руїнах Фів, подає докладний опис рівня розвитку медицини у той час у найрозвиненішій і найбагатшій країні світу. В папірусі Є.Сміта(1550 р. до н. е.) є опис черепно-мозкових травм, травм хребта, переломів кісток черепа, багатьох захворювань нервової системи.

Глиняні таблички бібліотеки ассирійського царя Ашур-Банібала в  Ніневії, крім медичних знань, подають  інформацію про розцінки на різні види медичної допомоги. Найдорожчими вважалися операції на головному мозку.

Славнозвісний грецький лікар  Гіппократ не лише описав пошкодження  черепа та мозку, а й рекомендував проводити трепанації при черепно-мозковій травмі, епілепсії, раптовій сліпоті. Перший опис трепанації черепа Гіппократ подав у роботі «Про рани голови».

За Римської імперії медицина й далі бурхливо розвивалася. Цельс детально описує анатомію головного мозку, черепні та спинномозкові нерви, ганглії. Гален описує й виконує трепанації черепа при пухлинах і крововиливах.

Вважається, що перша настанова з нейрохірургії — трактат Беренгаріо да Капрі, який був опублікований в Болоньї 1518 року. Ця робота насамперед присвячена успішному лікуванню автором перелому потиличної кістки у Лоренцо де Медічі, хоча в ній є і загальні рекомендації.

Піонером нейрохірургії  в Російській імперії та першим професором хірургічної неврології у світі був уродженець Києва, естонський професор Людвіг Пуусепп (1875–1942).

Розкопки засвідчують, що за трипільської культури, на території України виконували трепанації черепа. Симетричність трепанацій наводить на думку, що їх робили з ритуальною метою.

Розвиток нейрохірургії в Україні розпочався в епоху Київської Русі. У XIX столітті починають виконувати операції при пухлинах головного мозку не тільки хірурги Києва, а й на периферії. Так, Б. Козловський 1895 року опублікував статтю «О способах операций при врожденных мозговых грыжах», пізніше успішно видалив менінгіоми головного мозку у двох хворих.

1927 року був створений Київський психоневрологічний інститут, а перша нейрохірургічна клініка на 15 ліжок — у 1931 році на базі Першої робітничої лікарні під керівництвом професораМ. Юкельсона.

В 1957 р. в Київській області  в смт Глеваха була заснована  обласна, перша на Київщині, психіатрична лікарня (КОПЛ №1), яка поступово  розвивалась, будувалась, набирала потужності. Згодом посіла чільне місце серед найбільших лікувальних закладів психіатричного профілю в Україні.

Подальша спеціалізація психіатричної допомоги населенню [1] потребувала відокремлення наркологічної служби. На базі 2 наркологічних відділень КОПЛ №1 в 1984 році створено обласний наркологічний диспансер (КОНД).Згодом диспансер увійшов в число кращих в Україні.

Обидва заклади розташовані  на одній території, мають єдину  матеріально – технічну базу.

В 1998 р. Київською обласною державною адміністрацією прийнято рішення про об’єднання психіатричної лікарні №1 і наркологічного диспансеру шляхом їх злиття і утворенняКиївського обласного психіатрично – наркологічного медичного об’єднання (КЗ КОР „ОПНМО”).

Нині КЗ КОР „ОПНМО” – потужний медичний заклад на 1010 ліжок – 800- психіатричних, 210 – наркологічних. В медоб’єднанні працює 895 працівників : лікарів – 73 , 52% мають вищу і першу кваліфікаційну категорію, один кандидат медичних наук. Сестер медичних – 275 , з них майже 40 % мають вищу і першу категорію. Нейрохірургічне відділення об’єднання функціонує з 1966 року. В структурі психіатричних лікарень в Україні таких відділень всього два (друге знаходиться в м. Дніпропетровську). Воно створене, як і багато аналогічних відділень в різних країнах світу, для лікування хворих на епілепсії через недостатню ефективність, а часто і повну неефективність консервативного лікування багатьох різновидів епілепсій. З часом, завдяки відкриттям і впровадженням досконалих методів дослідження головного мозку стало можливим етіологічне і патогенетичне лікування не тільки епілепсій, але й цілого ряду органічних захворювань головного мозку, які проявляють себе психічними порушеннями.

Епілептологічний центр функціонує на базі нейрохірургічного відділення. Він забезпечує амбулаторну та стаціонарну діагностику різних видів епілепсій, етіопатогенетичне консервативне або хірургічне лікування хворих на епілепсії , реабілітація (амбулаторне чи стаціонарне ) з відміною чи зменшенням доз протисудомних препаратів. Центр надає допомогу хворим Вінницької, Волинської, Житомирської, Закарпатської, Івано-Франківської, Київської, Львівської, Ровенської, Сумської, Полтавської, Тернопільської, Хмельницької, Черкаської, Чернівецької, Чернігівської областей та м.Києва. Епілептологічний центр КЗ КОР "ОПНМО" надає допомогу всім хворим на епілепсії , які звертаються до нас , в тому числі і хворим з інших країн .