LASER EM GINECOLOGIA, ENDOSCOPIA GINECOLÓGICA

Dr. Paulo Guimarães- Goiânia – GO

  • Introdução à física do laser
  • Histórico
  • Tipos de laser utilizados em ginecologia
  • Aplicações em videolaparoscopia

 

Introdução à física do laser

 

A luz é uma radiação eletromagnética de alta potencialidade enérgica. Em seu estado natural pode produzir tudo que assistimos como, amanhecer, entardecer, os relâmpagos, artificialmente os shows com luzes de todas as cores, as figuras e efeitos com laser nos céus nos palcos dos megashows. Temos uma ideia do laser como algo mortal, algo de alto poder de destruição como o raio da morte dos filmes de James Bond. Mas o laser está mais para raio da vida e da ternura que raio de destruição. Assistimos alguns fenômenos como a aurora boreal que ocorre no polo norte. Ficamos deslumbrados com as cores avermelhadas lilás que emana da atmosfera. Este fenômeno da física, Einstein em 1916 defendeu a tese de teoria de emissão estimulada de luz. Na atmosfera onde os átomos dos elementos gasosos estão em repouso, nos polos as radiação cósmica, são mais intensa, ao se chocarem com as moléculas transmitem um pool de energias, tornando o átomo excitado. Como nada permanece excitado indefinidamente, em seguida ele volta ao estado enérgico basal e perde energia emitindo fótons que se chocam com outras moléculas excitando-as novamente, estes fótons emitidos é que produzem as cores que caracterizam a aurora boreal. Define -se assim uma emissão estimulada de luz. Porem uma radiação luminosa sem controle e sem direção. A palavra laser significa um acrônimo light amplification by the stimulated emission ofradiation. Assim a luz, definimos como sendo uma onda eletromagnética. Existem várias caracteristicas que diferenciam a luz do laser, das luzes que costumamos perceber.

 

  1. Monocromática– a luz do laser é pura e composta de uma única cor. O que define a cor da luz é seu comprimento de onda. Esta característica é impressão digital do laser. Vamos ver que cada comprimento de onda tem uma forma própria de interagir com o tecido e sua absorção. Os átomos utilizados são idênticos gerando fotons de mesmo comprimento de onda.
  2. Coerente– todas as ondas são de mesmo comprimento de onda. Há uma uniformidade da luz.
  3. COLIMADO– TODAS AS ONDAS SÃO DIRECIONADAS EM PARALELO OU SEJA VIAJAM NA MESMA DIREÇÃO. (FIGURA DE ONDAS COLIMADAS E COERENTE E LUZ COMUM – Nº1).

Estas características definem a luz laser, na física clássica as ondas se propagam em parâmetros básicos como:

  • Magnetude ou amplitude(a) representa a intensidade a força ou energia em que é gerada;
  • comprimento de onda(y) é a distância entre duas cristas sucessivas de ondas 1nm (nanômetro) = 1mm (milímetro) /1.000.000 ou 1um (micrômetro) = 1mm (milímetro) /1000;
  • Velocidade De Propagação(C) E
  • Frequência(F ) Medido Em Hertz (Ciclos Por Segundos) que representa o movimento vibratório por segundos.

as frequências de onda são medidas em mile segundos e mais modernamente já se estuda frequência em fento segundos. A formula de relação entre velocidade de propagação, FREQÜÊNCIA E COMPRIMENTO DE ONDA SE DEFINE: C=Y.F, ONDE A VELOCIDADE É CONSTANTE=300.000KM/S. (FIGURA DE ONDAS – Nº 2).

A MAIORIAS DOS LASER UTILIZADOS PERTENCEM A FAIXA DO INVISÍVEL. APENAS UMA PEQUENA E ESTREITA PARTE DOS FENÔMENOS ELETROMAGNÉTICOS SÃO VISÍVEIS. (FIGURA QUADRO DE ESPECTROS DE ONDAS ELETROMAGNETICAS – Nº 3)

 

Princípios básicos da geração do laser

Light amplification by stimulated emission of radiation.

Amplificação da luz pelo efeito da emissão estimulada da radiação. Para compreendermos melhor, iremos esqueletizar a sigla em duas partes:

  1. Emissão estimulada da radiação luminosa
  2. amplificação da luz

 

Emissão estimulada da radiação luminosa

 

A luz como forma de energia gerada, emitida ou absorvida por átomos ou moléculas. Para emitir energia, o átomo necessita ser elevado `a nível de energia estado excitado, acima de seu estado natural de repouso, em estado natural este excesso de energia precisa ser descarregado na forma de emissão de partículas de ondas luminosas conhecidas como fótons, este fenômeno é definido como emissão espontânea. O comprimento de onda está relacionado como o excesso de energia através da relação y=h.c/e,onde (h) é uma constante de planck, (e) é o excesso de energia (c) a velocidade da luz e (y) o comprimento de onda, cada átomo ou molécula na natureza possui níveis de excitação distinto. Elementos diferentes emitirão fótons de energias diferentes e comprimentos de ondas idênticos. Os átomos se excitam por diferentes energias: calor, luz, vibração, som, choques mecânicos, descargas elétricas, radiações eletromagnéticas. Einsten em 1916 deflagrou a teoria que um fóton que se chocasse com um átomo, produziria outro fóton de igual energia e comprimento de onda, sendo assim os fótons gerados seria monocromáticos e coerente somando sua intensidade luminosas.

 

Amplificação luminosa.

Vamos imaginar um tubo fosco fechado em sua extremidades por espelhos, sendo que em uma das extremidades, haverá uma reflexão de 90% e uma janela de evasão luminosa. Dentro deste tubo um gás como co2. Estas moléculas do co2 são estimuladas por uma descarga elétrica. Isto desencadeia uma geração de fótons que se propagam em todas direções. Os que viajam no sentido fosco do tubo são absorvidos produzindo calor e os que viajam na direção dos espelhos são novamente refletidos e assim continuamente. Portanto são amplificados, gerando cada fóton mais um novo. Os fóton quando se choca com as moléculas do co2 voltam a ser amplificados interminavelmente, produzindo fótons de mesma energia, mesmo comprimentos de ondas e mesma direção. Apenas 10% deste feixe luminoso de intensa energia escapa pela janela do espelho, este feixe é o feixe de laser. Este tubo é seu meio de excitado (gasoso, sólido, semicondutores, corante liquido) é conhecido como ressonador e adiciona-se uma fonte de excitação que pode ser descarga elétrica, flash, ou outro laser. Isto constitui o mecanismo básico da geração do laser. (figura do sistema laser)

Formas de utilização do feixe da luz laser

Após a geração do feixe de laser precisamos conduzir este feixe. Alguns laser como o co2 podem ser conduzidos por braços articulados com espelhos que refletem sucessivamente até o tecido alvo. Outros como nd.yag laser ou diodo podem ser conduzidos por fibras óticas ou quartzo (touch, non-touch e intersticial). A forma que se pretende usar o laser depende da sua focalização. Através de sistemas lentes manipula-se o feixe do laser concentrando sua energia convergindo para um ponto único e pequeno. Semelhante ao que fazíamos com as lentes para queimar papel usando a luz solar. Ou seja concentrando a luz sobre um ponto e conseguindo concentrar a energia luminosa sobre este ponto. Este foco definimos como spotsize. O laser quando focalizado permite cortar e concentrar sua energia sobre um ponto muito pequeno como focos de 0,67mm nos laser de co2. Ao contrário, quando desfocamos o laser, sua energia se dispersa ampliamos a área do spotsize para 2 a 6mm ou mais (scanners). A mesma energia porem agora distribuída numa área maior. Assim conseguimos um efeito minimizado produzindo um efeito de coagulação. Existem outras formas de minimizar o efeito tecidual como os scanner que descreveremos em outra seção.

 

Histórico

  • 1916- Einstein – teoria da emissão da luz radiada
  • 1960- Mainman- Califórnia EUA- rubi laser
  • 1961- nd. Yag laser
  • 1961- Patel desenvolve o laser de hene
  • 1962- argônio laser
  • 1963- co2 laser
  • 1974- Bellina utiliza em cirurgias de reprodução humana.
  • 1979- Bruhat – inicia sua utilização na França
  • 1979- Sutton- reino unido 1981- Nezhat- EUA
  • 1981- J. Donnez & Nissole

 

Tipos de laser

  • Excimer laser– o meio é gasoso que só existem em estado excitado. Alguns comprimentos de ondas na faixa do ultravioleta como arf -193nm, krcl -222nm, krf 248nm,xecl -308nm ,xef- 351nm. A estimulação é realizada por descarga elétrica produzindo o feixe e conduzindo por fibra ótica de quartzo.
  • Argon- ion– o meio excitado é o gás argônio ionizado. Ondas de comprimento de 488nm(azul) ou 514nm (verde) conduzidos por fibras óticas.
  • Kripton ion –o meio excitado é o gás kriptônio ionizado, excitado por descarga elétrica, gerando um laser de comprimento de onda de 521nm verde até o vermelho 647nm também conduzidos por fibras óticas.
  • Dye laser – o meio excitado é líquido, solução de rodamina, corante fluorescente excitado por flash ou outro laser, produzindo um laser de comprimento de onda de 300nm até 1000nm. O mais utilizado amarelo de 585nm também conduzido por fibras e quartzo. São bem absorvidos pela hemoglobina, aplicados em tratamento das teleangectasias endometrioses
  • Hene– o gás hélio e neônio excitado por descarga elétricas com laser de comprimentos de ondas no campo do visível de 632,8nm com baixa potência utilizados em estimulação tecidual e celular. Também conduzidos por fibras óticas. Ruby- o meio é um cristal ionizado excitado por fonte luminosa como o flash cor vermelha com comprimento de onda de 694nm podendo ser conduzido por fibras ou braços articulados espelhados. Absorvido por pigmentos, melanina e tatuagem melanomas
  • Alexandrita– o meio é um cristal, alexandrita ionizada, estimulada por flash na cor vermelha comprimento de onda de 755nm conduzido por fibra ótica.
  • Diodo – o meio excitado é um semicondutor (componente eletrônico) estimulado por corrente elétrica. Os mais utilizados algaas com comprimento de onda de 620-900nm e o gaas no infravermelho próximo de 820-920nm conduzidos por fibras óticas. São portáteis e equipamentos de custos menores. Sendo considerados os laser do futuro atualmente. São bem absorvidos por hemoglobina
  • Família yag– o acrônimo de ytrium, alumínio e granada. É um cristal que serve de passarela para um íon determinado a produzir o comprimento de onda desejado. São excitados por flash e produzem laser no espectro do infravermelho e são conduzidos por fibras óticas de quartzo em alguns casos laser de alta energia pulsados por espelhos colimados. Nd-yag– os íons de neodímio com onda de 1064nm associado a um segundo cristal de ktp potássio titânio e fosfato consegue dobrar a frequência com ondas de 532nm são absorvidos por hemoglobina hoyag os íons de holmium onda de 2100nm er yag os íons de erbium com comp de ondas de 2940nm
  • Co2 o meio [e uma mistura de nitrogênio hélio e co2 estimulados por descarga elétrica produzindo um laser de onda de 10.600nm conduzidos por braços articulados e espelhos colimados, são absorvidos pela água.

 

Interação tecidual do laser

Ao interagir com os tecidos a luz reage aos componentes do tecido e com seus pigmentos. Assim podemos observar as seguintes relação laser x tecido.

  1. Parcialmente absorvida
  2. Refletida
  3. Parcialmente se espalha ( scattering)

Esta interação é melhor entendida na formula: w.t/spot size=f.j/cm2.é diretamente proporcional a potência (w) e ao tempo de exposição (t), freqüência (f) e inversamente ao spot size. A forma como se manifesta esta interação:

  • Fototérmica –a energia emprestada pelo laser é absorvida e convertida em calor produzindo calor, vaporização onde os pulsos são longos em torno de 1 milisegundo ou maior.
  • Fotomecânica – a energia é cedida em pulsos rápidos em torno de 100microsegundos ou menor produzindo uma onda de choque mecânica rompendo o tecido .
  • Fotoquímica –a interação do laser ocorre nas ligações a nível molecular podendo bioestimular uma molécula inerte em ativa e assim produzir um gatilho de ação intracelular. Normalmente sem efeito térmico e com comprimento de onda muito pequeno (ultravioleta) direciona uma canalização química como por ex. Pdt(protoporfirina), foto quimioterapia dinâmica seletiva. A droga é absorvida apenas pelo tecido cancerígeno e quando estimulada pelo laser se torna ativa e produz lise celular.
  • Fotobioestimulação– laser de baixas potências (miliwatts) produzem feixe de fótons para estimular e ordenar ação a nível de mitocôndrias e membrana celular. Utilizadas em clinicas européias em gerontologia, reumatologia, clinicas de zumbidos.
  • Fototermólise seletiva – a principal característica do laser aplicada a medicina. Desta maneira a combinação de comprimento de onda associa-se a duração do pulso para minimizar os efeitos teciduais ao redor do tecido alvo. Este efeito ocorre na presença dos cromóforos , que são os pigmentos endógenos do tecido que absorvem seletivamente o laser. Assim alguns tecidos serão transparentes ao laser ,enquanto outros o absorverão totalmente. Portanto podemos atingir a destruição de alguns tecidos alvos preservando outros tecidos. É o que acontece com o laser de alexandrita e o rubylaser que estão na faixa do vermelho e são absorvidos principalmente pela melanina e pigmentos escuros da pele, produzindo destruição de pelos ou manchas sem destruir a pele. O dye laser na faixa do amarelo, tem afinidade pela melanina e está sobre o pico de absorção da hemoglobina o que dá uma especificidade para tratamento de lesões vasculares. Os nd yag laser e diodolaser na faixa do infravermelho tem mais afinidades com a hemoglobina em relação melanina, podendo ser utilizados em lesões pigmentadas. Como seu comprimento de onda é mais longo sua penetração é maior. Assim quando cedidos ao tecido com duração de pulso correta, são capazes de atravessar a pele e atingir um alvo sem produzir dano algum aos tecidos adjacentes, sendo absorvidos apenas pelo cromóforo especifico. Ex. Tatuagem. Lesões vasculares, clareamento de lesões pigmentadas, epilaçao.
  • LASER DE CO2– sua afinidade e absorção é com a água. Como os tecidos tem como componente predominante h2o, suas aplicações são amplas. Algumas reações teciduais são visualizadas. Quando atingem temperaturas DE 60º NÃO HÁ ALTERAÇÃO VISUAL. ATÉ 45º AS ALTERAÇÕES SÃO REVERSÍVEIS. ACIMA ENTRE 45º – 65º AS ENZIMAS SÃO DESTRUÍDAS, OCORRE UMA COAGULAÇÃO CELULAR, ENTRE 65º A 90º AS PROTEÍNAS SE DESNATURAM COMPLETAMENTE, O TECIDO ADQUIRE UMA COR ESBRANQUIÇADAS. A 100º OCORRE UMA VAPORIZAÇÃO DA ÁGUA CELULAR ROMPENDO A CÉLULAS PRODUZINDO VAPOR E FUMAÇA. SE HOUVER EMPRÉSTIMO DE ENERGIA EM ALTA POTÊNCIA, ATINGINDO TEMPERATURAS SUPERIOR OCORRE A 100º OBSERVA-SE A CARBONIZAÇÃO, ENTRE AS CARACTERÍSTICA DO LASER ESTA A ESTERILIZAÇÃO OBTIDA PELAS ALTAS TEMPERATURA E PELA HEMOSTASIA. EM ESPECIAL O LASER DE CO2 É POBREMENTE HEMOSTÁTICO ATINGIDO ESTE EFEITO NO MÁXIMO VASOS DE 1MM DE DIÂMETRO.

 

 

 

Como utilizar o laser

 

O feixe produzido pelo equipamento proporciona um raio monocromático direcionado e com determinada potência a ser graduada pôr programação prévia. O modo de usar o laser irá definir o efeito tecidual desejado. Assim se necessitamos de efeito máximo o utilizamos focalizado, produzindo vaporização / corte. De outra forma, se desfocamos o laser, minimizamos o efeito tecidual, proporcionamos coagulação. O laser pode se alterar produzindo um feixe contínuo ou pulsátil. Assim o feixe incide sobre o tecido continuamente (efeito máximo) ou alternadamente (efeito minimizado). A frequência dos feixe de laser em um intervalo de tempo de um segundo pode ser programado, alterando o on time e off time. Assim orientamos o equipamento que num intervalo de 1 segundo teremos por ex. 5 tiros de laser com duração de 100 milisegundos (on time) e 5 intervalos de 100 milesegundo (off time). Neste intervalos ocorre o esfriamento do tecido, permitindo menor dano térmico. Para produzir uma efeito minimizado a indústria de tecnologia produziu um sistema denominado flash-scanner

 

ENERGIA, POTÊNCIA E DENSIDADE DE POTÊNCIA.

o efeito térmico é diretamente proporcional a energia que é cedida ao tecido. energia, potências e densidade de potência são parâmetros físicos. a energia é medida em joules (J) a potência em watts (w) . Potência (w) = energia (j) / tempo(t). Portanto a energia é entregue a cada segundo para o tecido. A resposta tecidual é governada pela área (spotsize), ou seja fluência (densidade de potência). Quanto maior a fluência maior o calor acontecerá no tecido alvo. Assim além dos equipamento permitirem alterar a fluência do laser sobre o tecido, o manuseio também colabora com este efeito tecidual. A velocidade do operador também determina efeitos inversamente proporcional. Quando mais rápido menor efeito tecidual, quando mais lento maior efeito tecidual (FIGURA Nº7 FLUXO E POTENCIA E PENETRAÇÃO) FOCALIZADO => FLUÊNCIA MÁXIMA => CORTE DESFOCALIZADO=> FLUÊNCIA REDUZIDA=> VAPORIZAÇÃO – HEMOSTASIA

 

Segurança na utilização do laser

A segurança do laser deve ser levada em consideração com uma preocupação máxima. Os nossos olhos, do paciente e da equipe que circula na sala de cirurgia (anestesista, circulantes), devem ser protegidos adequadamente. Para cada comprimento de onda do laser haverá óculos com filtros específicos. Os instrumentos utilizados no campo onde se opera com o laser, devem ser foscos para evitar sua reflexão. A utilização de gases ou substâncias inflamáveis na sala, devem ser evitados. Para cada laser um tipo de óculos, os olhos do paciente devem ser protegidos (eye-shields) de aço escovado. Em caso de uso de o2 devem os lasers serem desligados em cirurgias de orofaríngeo, onde os tubos endotraqueais são recoberto com gases úmidas ou revestido em papel alumínio adesivo. No mercado encontra-se tubos revestidos em silicone específicos para cirurgias com laser. Aspiradores de fumaça especiais com filtro biológicos, outro item indispensável. Em laserterapia em hpv cervical, vulvar as partículas de dna ativos, podem ser aspirados pelos membros da equipe e pelo paciente. Em videolaparoscopia é fundamental sua utilização pois alguns trabalhos revelam um índice de carboxihemoglobina que preocupam os anestesistas pela conversão do dióxido de carbono em monóxido de carbono. Assim devem ser aspirados contínuamente durante o uso do laser a fumaça (vapor e resíduo tecidual) bem como realizar irrigação rigorosa. Em alguns trabalhos no second look observa-se áreas com pigmentação negra, devido a impregnação de tecido carbonizado incorporado ao peritoneo, por irrigação deficiente. Alguns equipamentos de lasers, vem com aspiradores automáticos onde ao iniciar o disparo acionam imediatamente os sistema de aspiração. Outro ponto importante são avisos nas salas de cirurgia onde se está operando com sistema laser, notificando área de risco, devendo alertar todo pessoal que necessita se proteger. A definição ergonometrica da sala em videolaparoscopia já bastante preenchida pelos racks, mesa de anestesia e assistência ventilatória deve ser planejada a permitir a inserção dos equipamentos de laser sem comprometer o espaço e a comodidade da equipe de trabalho. No caso especial e laser de co2 onde os braços articulados podem limitar sua comodidade necessitam de um bom planejamento par integrar equipamento com a funcionalidade.

 

Efeitos biológicos do laser

 

Observa-se nos tecidos interagidos como laser uma baixa resposta inflamatória com índice baixo de polimorfo nucleares nestes tecidos alvos e periféricos, são antálgicos, proporcionando um pós operatório confortável. Por produzir coartação de vasos sanguíneos e vasos linfáticos são ante edematosos. Por produzirem respostas bioestimulantes aumentado a celularidades, aumento de velocidade dos tempos de mitoses, potencialização das atividades de lipossomas, redução da atividades de fibrócitos consequentemente menor fibrose residual e cicatrização melhor e mais rápida com estimulação celular com aumento de tecido conjuntivo. Aliado ao efeito esterilizante pode se esperar uma preservação anatômica e funcional a nível celular com menor índice de aderências pélvicas.

Vantagens do laser co2

  • Controle de profundidade 01mm à 2mm
  • Penetração de 20microns
  • Absorção pela água (proteção de órgãos nobres)
  • Utilização de scanners (swiftlase e outros)
  • Menor tempo de execução
  • Menor dano térmico
  • Menor absorção lateral boa hemostasia até vasos de 1mm
  • Menor reação negativa tecidual (aderências)
  • Homogeneidade de efeitos sobre o tecido energia não condutiva

 

Resultados do laser de CO2 em videolaparoscopia

Laserlaparoscopy in the treatment of endometriosis. A 5 years study. (sutton/97)

Pain 70%
pregnancy 69% (acumulate)

Endometriosis in laser laparoscopiy acumulate pregnancy 18 months (nezhat/86)

STAGE I AFS 75%
STAGE II AFS 62%
STAGE III AFS 42%
STAGE IV AFS 50% (ENDOMETRIOMAS)

 

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