Способ лазерной коагуляции кровеносных сосудов

 

Изобретение относится к медицине, хирургии, может быть использовано при лазерной коагуляции кровеносных сосудов. Воздействуют на кровеносный сосуд импульсным излучением с длиной волны 500-600 нм, плотностью энергии не более 10 Дж/см² в течение не более 10 мс. Одновременно воздействуют дополнительным излучением с длиной волны 800-1400 нм, с плотностью энергии не более 100 Дж/см². В частном случае излучениe подают в виде одиночных импульсов в течение не более 10 мс. В частном случае излучение подают в виде пакета из нескольких наносекундных импульсов в течениe не более 10 мс. Способ позволяет повысить эффективность коагуляции кровеносных сосудов при снижении вероятности травмирования окружающих мягких тканей. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к лазерной медицине, в частности к дерматологии, и может быть использовано для лечения гемангиом, лечения и профилактики расширения вен и других сосудистых заболеваний.

Известен способ лазерной коагуляции сосудов аргоновым лазером, длина волны излучения 488-514 нм [1,2]. Лечебный эффект в этом случае основан на том, что излучение аргонового лазера хорошо поглощается гемоглобином, в результате температура внутри сосуда повышается и происходит его коагуляция.

Но излучение с данной длиной волны не способно проникать глубоко в кровеносные сосуды, в связи с этим способ не может быть использован для коагуляции крупных сосудов. Кроме того, излучение аргонового лазера также хорошо поглощается другими составляющими кожи, что, с одной стороны, приводит к перегреву окружающих тканей, а с другой стороны, не позволяет излучению проникать глубоко в кожу, что снижает лечебный эффект даже при коагуляции мелких сосудов.

Известен также способ коагуляции сосудов с помощью YAG:Nd лазера, работающего в режиме генерации второй гармоники [3]. Излучение данного лазера с длиной волны 532 нм, длительностью импульсов 0,5 - 10 мс и плотностью энергии 10 - 20 Дж/см² также хорошо поглощается гемоглобином, что позволяет коагулировать мелкие кровеносные сосуды. К недостаткам данного способа можно отнести то, что помимо гемоглобина данное излучение поглощают другие составляющие мягких тканей, и глубина проникновения его в кожу невелика, что не позволяет эффективно коагулировать сосуды без повреждения окружающих мягких тканей.

Наиболее близким к заявляемому является способ коагуляции сосудов излучением лазера на красителях с длиной 585 нм [4]. Данная волна способнa глубже проникнуть в мягкие ткани за счет меньшего поглощения различными составляющими кожи. Эффективность поглощения данного излучения гемоглобином ниже, чем излучения аргонового лазера и второй гармоники YAG:Nd лазера, однако это компенсируется тем, что излучение глубже проникает внутрь сосуда, вызывая коагуляцию крови в большем объеме. Благодаря этому данный способ позволяет коагулировать крупные сосуды. Однако для эффективного разогрева всего объема сосуда необходимо использовать большие энергии, так как при меньших энергиях возможна частичная коагуляция крови, что не обеспечит достаточного разогрева стенок сосуда и может в процессе кровообращения вызвать смещение участка коагулированной крови. Кроме того, использование больших энергий излучения в этом диапазоне длин волн вызывает значительный перегрев окружающих тканей, что может вызвать в них необратимые изменения.

В основу изобретения положена задача повышения эффективности коагуляции кровеносных сосудов при снижении вероятности травмирования окружающих мягких тканей.

Поставленная задача решается тем, что на кровеносные сосуды воздействуют импульсным излучением с длиной волны 500 - 600 нм, плотностью энергии до 10 Дж/см² в течение не более 10 мс. Одновременно на этот же сосуд воздействуют как минимум еще одним дополнительным излучением с длиной волны в диапазоне 800 - 1400 нм, плотностью энергии до 100 Дж/см².

Плотность энергии и длительность воздействия выбирают в зависимости от размеров коагулируемого сосуда. Излучение может быть подано либо в виде одиночных импульсов в течение не более 10 мс, либо в виде пакета из нескольких наносекундных импульсов, длительность которого не превышает 10 мс.

Заявляемый способ основан на одновременном воздействии излучений с различными длинами волн, каждое из которых в отдельности не способно привести к эффективной коагуляции сосуда. При этом излучение подается либо в виде одного импульса с длительностью от сотен микросекунд до десятков миллисекунд, либо в виде пакета импульсов наносекундной длительности, в этом случае длительность пакета не должна превышать 10 мс. Диапазон длин волн дополнительного излучения выбирают из условия их плохого поглощения составляющими кожи, т.е. глубокого проникновения излучения в мягкие ткани.

Сравнение предлагаемого способа с прототипом позволяет выявить следующие отличительные признаки: - для коагуляции кровеносного сосуда используется дополнительно как минимум еще одно излучение с иной длиной волны; - оба излучения воздействуют на коагулируемый сосуд одновременно; - длину волны дополнительного излучения выбирают из условия ее глубокого проникновения в мягкие ткани кожи; - для коагуляции кровеносного сосуда используются либо одиночные импульсы, либо пакет наносекундных импульсов с соответствующей длительностью и плотностью энергии.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Новизна".

Несмотря на то что в науке и медицинской практике известны способы лазерной коагуляции кровеносных сосудов, заявляемый способ позволяет получить новый результат. В известных способах не учитывается эффект изменения спектра поглощения сосуда при его коагуляции. В заявляемом способе процесс коагуляции осуществляется одновременно как минимум двумя излучениями с различными длинами волн, первое из которых создает внутри сосуда отдельные области коагулированной крови, являющиеся центрами поглощения для излучения со второй длиной волны, которое в свою очередь осуществляет разогрев этих центров с последующей коагуляцией всего кровеносного сосуда.

Первое излучение с длиной волны в диапазоне 500 - 600 нм эффективно поглощается гемоглобином, и под воздействием этого излучения внутри сосуда происходит коагуляция участков крови, а так как это излучение не способно глубоко проникать в кровеносные сосуды, то центры коагуляции располагаются в зоне, непосредственно примыкающей к стенкам сосуда, способствуя их эффективному разогреву и коагуляции. Под воздействием дополнительного излучения температура коагулированных участков крови увеличивается и тепло передается к некоагулированным участкам крови, вызывая их разогрев и коагуляцию сосуда.

Причем спектр поглощения коагулированной крови позволяет использовать дополнительное излучение в диапазоне длин волн 800 - 1400 нм, которое не испытывает сильного поглощения в коже и в некоагулированных участках сосуда, что уменьшает разогрев окружающих мягких тканей.

Воздействие на коагулируемый сосуд одновременно излучениями с различными длинами волн позволяет повысить эффективность коагуляции и уменьшить травмирование окружающих тканей.

Так как длина волны первого излучения эффективно поглощается кожей и при длительном воздействии может вызвать ее нежелательный перегрев, то время воздействия первого излучения может быть выбрано минимальным либо его интенсивность может уменьшаться к концу времени воздействия. При этом излучение со второй длиной волны формируют с обратной зависимостью, т.е. его интенсивность может увеличиваться к концу времени воздействия. Управляя длительностью импульсов и интенсивностью излучений обеспечивают возможность избирательного регулирования температуры крупного кровеносного сосуда при минимальном термическом разогреве окружающих мягких тканей.

Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Изобретательский уровень".

Способ осуществляют следующим образом.

На биоткань воздействуют лазерным излучением либо в виде двух совмещенных во времени импульсов, либо в виде двух пакетов наносекундных импульсов. Для генерирования излучения с длинами волн в диапазонах 500 - 600 нм и 800 - 1400 нм можно использовать YAG:Nd лазер с активной модуляцией добротности и генерацией второй гармоники. При этом интенсивность излучения второй гармоники будет нелинейно зависеть от интенсивности первой.

Под воздействием излучения с длиной волны 532 нм с плотностью энергии 10 Дж/см² в течение 5 мс и диаметром пятна 1 мм в биоткани - кровеносном сосуде происходит частичная коагуляция и образуются участки коагулированной крови. Одновременно осуществляют воздействие на этот же сосуд излучением с длиной волны 1064 нм при плотности энергии 70 Дж/см² в течение 10 мс с размером пятна 1 мм. Это излучение воздействует на коагулированные участки крови в сосуде, и осуществляют полную коагуляцию сосуда без повреждения окружающих мягких тканей.

Источники информации 1. Laser surg. Med., 1992, vol. 12, N 3, p. 246-253.

2. Прикладная лазерная медицина/Под редакцией X.П. Берлиена, Г.Й. Мюллера, 1997, с. 326-327.

3. Патент США N 5558667, дата публикации 24.09.96 г. Method and apparatus for treating vascular lesions.

4. Treatment of Vascular Lesions in Pigmented Skin with the Pulsed Dye Laser, Laser surg. Med., 1992, suppl. 4, p. 65-74.

Формула изобретения

1. Способ лазерной коагуляции кровеносных сосудов путем воздействия на сосуд импульсным излучением с длиной волны 500 - 600 нм, плотностью энергии не более 10 Дж/см² в течение не более 10 мс, отличающийся тем, что одновременно на этот же сосуд воздействуют дополнительным излучением как минимум с еще одной длиной волны в диапазоне 800 - 1400 нм, с плотностью энергии не более 100 Дж/см².

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плотность энергии и длительность воздействия выбирают в зависимости от размеров коагулируемого сосуда.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что излучение подают в виде одиночных импульсов в течение не более 10 мс.

4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что излучение подают в виде пакета из нескольких наносекундных импульсов в течение не более 10 мс.