СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ ОБЛИТЕРАЦИИ ВАРИКОЗНЫХ ВЕН

Изобретение относится к области лазерной медицинской техники, а именно к способу воздействия лазерного излучения с длиной волны 1912 нм на венозную кровь и венозную стенку, и может быть использовано для лечения варикозной болезни.

Известен способ лазерной облитерации варикозных вен с использованием лазерного излучения 532 нм и 1064 нм [1].

Известен целый ряд работ, в которых для лазерной облитерации вен применяется излучение лазеров, генерирующих на длинах волн 810 нм и 970 нм и 1470 нм [2, 3].

Известны способы лазерной облитерации с использованием лазеров с длинами волн 810 нм и 970 нм [4, 5].

Недостатком известных способов является достаточно высокая мощность используемого лазерного излучения (10-12 Вт), которая может приводить к поражению прилегающих к венам тканей и нервов, а также к рецидиву заболевания.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является применение лазерного излучения 1,56 мкм для лазерной облитерации вен. Данное излучение имеет более высокий коэффициент поглощения водой. Излучение с длиной волны 1,56 мкм поглощается непосредственно водой, содержащейся в крови и стенке вены, и его энергия более эффективна в отношении теплового поражения стенки вены [6].

Применение излучения 1,56 мкм для лазерной облитерации вен позволяет уменьшить мощность излучения лазера. Однако используемая мощность излучения (12 Вт) остается достаточно высокой.

Технический результат заключается в обеспечении безболезненного восстановления пациентов после лечения, уменьшении сроков лечения, а также исключении возникновения кровоизлияний и синяков после воздействия на варикозные вены двухмикронного лазерного излучения.

Сущность изобретения заключается в том, что способ лазерной облитерации варикозных вен осуществляется путем воздействия лазерного излучения на участок варикозной вены. Воздействие на вену осуществляют резонансно поглощаемым водой двухмикронным излучением твердотельного лазера с полупроводниковой накачкой, генерирующего излучение с длиной волны 1912 нм и выходной мощностью излучения 1,5-4 Вт, заведенного в вену с помощью оптического световода с титановым наконечником.

На фиг. 1 представлен спектр поглощения воды; на фиг. 2 - фотографии варикозно расширенной вены в пробирке до воздействия на нее лазерного излучения (а) и после воздействия на нее лазерного излучения (б) с длиной волны 1912 нм; на фиг. 3 - гистологический срез стенки вены при ее варикозной трансформации (без облитерации); на фиг. 4 - гистологический срез вены после лазерного воздействия на стенку излучением мощностью 1,5 Вт и скоростью извлечения 0,6 мм/сек (а) увеличение ×40, (б) увеличение ×100; на фиг. 5 - гистологический срез вены после лазерной облитерации при воздействии излучением мощностью 1,5 Вт и скорости извлечения 0,3 мм/сек (увеличение ×40); на фиг. 6 - гистологический срез вены после лазерной облитерации при воздействии излучением мощностью 1,5 Вт скорости извлечения 0,3 мм/сек, (увеличение ×100); на фиг. 7(a) - макропрепарат вены до (1) и после (2) лазерной коагуляции с кровью, мощность 1.5 Вт, скорость извлечения 0,5 мм/сек, (б) - микропрепарат вены после лазерной коагуляции (окраска - гематоксилин и эозин, ув. 40); на фиг. 8(a) - макропрепарат вены до (1) и после (2) лазерной коагуляции с кровью, мощность 2,8 Вт, скорость извлечения 0,6 мм/сек, (б) - микропрепарат вены после лазерной коагуляции (окраска - гематоксилин и эозин, ув. 40); на фиг. 9(a) - макропрепарат вены до (1) и после (2) лазерной коагуляции с кровью, мощность 4 Вт, скорость извлечения 0,8 мм/сек, (б) - микропрепарат вены после лазерной коагуляции (окраска - гематоксилин и эозин, ув. 40).

Способ осуществляют следующим образом. Для облитерации варикозных вен используют макет установки, которая состоит из твердотельного лазера с длиной волны 1912 нм, оптических элементов, обеспечивающих ввод излучения в световод, световода с титановым наконечником, специального держателя для пробирки, внутри которой находится вена, заполненная физиологическим раствором, и устройства (прецизионного моторизированного столика), обеспечивающего перемещение оптического световода с определенной скоростью. В качестве источника накачки выступает твердотельный лазер на кристалле LiYF₄:Tm.

Участок варикозной вены помещают в пробирку, просвет вены заполняют раствором натрия хлорида (физиологический раствор). Пробирку закрепляют в специальном держателе. В просвет вены с физиологическим раствором вводят оптический световод с титановым наконечником, через который заводят двухмикронное излучение твердотельного лазера с длиной волны 1912 нм. Воздействие излучения на участок вены проводят как при отсутствии перемещения оптического световода, так и при перемещении оптического световода внутри вены с определенными значениями скоростей перемещения. Использование явления резонансного поглощения воды и разогревания крови с образованием пузырьков пара приводит к термическому разрушению стенки вены, обеспечивающему тем самым ее облитерацию.

Были проведены 10 экспериментов на изолированной большой подкожной вене, взятой интраоперационно. Лазерное излучение с длиной волны 1912 нм подводилось к моторизированному столику, обеспечивающему прецизионное перемещение с заданной скоростью. С помощью специального держателя к столику закреплялась пробирка, в которую был залит 0,9% раствор натрия хлорида (физиологический раствор). В этот раствор помещалась изолированная вена длиной 5 см (фиг. 2а). Внутрь вены вводился оптический световод с титановым наконечником. После включения источника лазерного излучения оптический световод медленно извлекался из просвета вены, воздействуя в это время на ее стенку со скоростью 0,6 мм/сек (первая серия - 5 экспериментов) и 0,3 мм/сек (вторая серия - 5 экспериментов) и выходной мощностью излучения 1,5 Вт.

Визуально оценивался диаметр вены до и после облитерации и степень облитерации ее просвета. С помощью оптической микроскопии (увеличение ×40, 100) изучался отек венозной стенки, тепловое повреждение, интимы, мышечной оболочки, адвентиции, перфорация стенки, воздействие на прилегающие периваскулярные ткани в области лазерной коагуляции.

В первой серии экспериментов после воздействия выходной мощности излучения 1,5 Вт и скоростью извлечения оптического световода из просвета вены 0,6 мм/сек при визуальном осмотре вена изменяла свой цвет: из светло-блестящей превращалась в серовато-тусклый. При этом наблюдалось неравномерное уменьшение ее диаметра на на всем протяжении лазерного воздействия. Пальпаторно вена превращалась из мягкоэластической в плотный тяж (фиг. 2б). При наблюдении с помощью оптического микроскопа (увеличение ×40) без облитерации стенка варикозно измененной подкожной вены представляла утолщенный слой соединительной и мышечной ткани с ровной внутренней оболочкой и единичными колбообразными выпячиваниями (фиг. 3). После лазерной облитерации при наблюдении в оптический микроскоп (увеличение ×40) стенка вены утолщена вследствие отека, имеется разволокнение мышечных волокон с очагами некробиоза (фиг. 4а). Отсутствовали кровоизлияния в окружающей жировой клетчатке и соединительнотканных элементах. В просвете облитированных вен отсутствовали массы облитированного некроза. Адвентиция оставалась без дистрофических изменений. При увеличении ×100 интима неравномерно утолщена с участками ее деструкции (фиг. 4б).

Во второй серии после проведения лазерной облитерации с выходной мощностью излучения 1,5 Вт и скоростью извлечения оптического световода из просвета вены 0,3 мм/сек при визуальном осмотре вена представляла из себя плотный тяж с уменьшением диаметра на 2/3. Вена в диаметре неровная, имелись участки резкого сужения (область более длительного контакта световода со стенкой вены). По цвету вена серого цвета с участками потемнения. Микроскопически вена представляла собой образование неправильной формы (увеличение ×40). В просвете вены лежали свободные фрагменты ее стенки. Нарушалась дифференцировка и потеря различия между коллагеновыми и мышечными волокнами. Имелось ожоговая деструкция не только стенки вены, но и паравазальной клетчатки. Наблюдались участки тотальной деструкции стенки вены и ее перфорация (фиг. 5). При увеличение ×100 видно, что стенка вены отечная, нарушена дифференцировка между внутренней и наружной мышечной слоями. Внутренний слой (интима) разрушен со свободно лежащими фрагментами (фиг. 6).

В результате проведенных экспериментов выявлено, что излучение с длиной волны 1912 нм, воздействуя на стенку вены, вызывает ее повреждение. При значениях выходной мощности излучения лазера 1,5 Вт с длиной волны 1912 нм и скорости перемещения оптического световода (0,3-0,6 мм/сек) достигается облитерация варикозно расширенной вены.

Далее представлены результаты экспериментов при использовании излучения с длиной волны 1912 нм для эндовазальной лазерной коагуляции сегментов варикозных вен, которые помещались в пробирку с кровью.

При параметрах коагуляции вены в пробирке с кровью P - 1,5 Вт, V - 0,5 мм/сек, t - 55 сек получена усадка диаметра вены на 24±3% (фиг. 7а). Гистологическое исследование показало уменьшение просвета вены, отек стенки вены, участки разрушения интимы. Сохранялась дифференцировка мышечных слоев на наружный и внутренний и дифференцировка между коллагеновыми и мышечными волокнами. В просвет коагулированной вены отсутствовали массы коагуляционного некроза, определялись единичные свободные фрагменты интимы (фиг. 7б, окраска - гематоксилин и эозин, ув. 40).

При Р - 2,8 Вт, V - 0,6 мм/сек, t - 47 сек получена усадка диаметра вены на 45±3% (фиг. 8а). Гистологическое исследование показало отек всех слоев стенки вены. Интима была повреждена с участками карбонизации. В просвете вены определялись свободные фрагменты внутренней оболочки. Имелась деструкция внутреннего слоя мышц с участками воздушных прослоек (фиг. 8б, окраска - гематоксилин и эозин, ув. 40).

При Р - 4 Вт, V - 0,8 мм/сек, t - 35 сек получена усадка диаметра вены на 42±3% (фиг. 9а). Гистологическое исследование показало уменьшение просвета вены, отек всех слоев ее стенки и выраженная вакуолизация. Интима представлена в виде обугленного слоя. Не определялась дифференцировка мышечных слоев на наружный и внутренний, дифференцировка между коллагеновыми и мышечными волокнами. В просвете коагулированной вены определялись фрагменты коагуляционного некроза. Адвентиция фрагментирована, дистрофически изменена (фиг. 9б, окраска - гематоксилин и эозин, ув. 40).

Увеличение скорости коагуляции до 0,8 мм/сек также обеспечивало усадку вены до 45±2%. Дальнейшее повышение скорости до 1 мм/сек приводило к усадке вены на 40±3%.

По сравнению с известным решением предлагаемый способ позволяет обеспечить безболезненное восстановление пациентов после лечения, уменьшить срок лечения, а также исключить возникновение кровоизлияний и синяков после воздействия на варикозные вены двухмикронного лазерного излучения с длиной волны 1912 нм, резонансно поглощаемого водой при выходной мощности излучения 1,5-4 Вт.

Источники информации

1. Navarro L, Navarro N, Salat CB, Gomez JF, Min RJ (2002) Endovascular laser device and treatment of varicose veins. US 6,398,777 B1; patent filed in 1999, granted in 2002.

2. Proebstle T.M. et al. Endovenous treatment of the greater saphenous vein with a 940-nm diode laser: thrombotic occlusion after endoluminal thermal damage by laser-generated steam bubbles. J. Vase Surg 2002; 35; 4; 729-736.

3. Amzayyb M. et al. Carbonized blood deposited on fibres during 810, 940 and 1,470 nm endovenous laser ablation: thickness and absoption by optical coherence tomography. Laser Med Sci 2010; 25: 3: 439-447.

4. Endovenous Laser Treatment of Incompetent Below-Knee Great Saphenous Veins Original Research ArticleJournal of Vascular and Interventional Radiology, Volume 18, Issue 12, December 2007, Pages 1495-1499.

5. Randomised Controlled Trial Comparing Sapheno-Femoral Ligation and Stripping of the Great Saphenous Vein with Endovenous Laser Ablation (980 nm) Using Local Tumescent Anaesthesia: One Year Results Original Research Article European Journal of Vascular and Endovascular Surgery, Volume 40, Issue 5, November 2010, Pages 649-656.

6. Соколова А.Л., Лядова К.В., Луценко M.M., Лавренко С.В., Любимовой А.А., Вербицкой Г.О., Минаева В.П. Применение лазерного излучения 1,56 мкм для эндовазальной облитерации вен в лечении варикозной болезни.