Морфофункціональні зміни мозку при дії випромінювання високоенергетичних вуглекислотного, неодимового-АIГ та гольмієвого лазерів

Можливість виконання суворо дозованого розтину, вапоризації, коагуляції
біологічних тканин та забезпечення інтраопераційного гемостазу є важливими
перевагами, що обумовлюють використання лазерних систем у мікрохірургії
пухлин мозку. Разом із тим випромінювання кожного лазера характеризується
певними особливостями взаємодії з мозковою речовиною, що залежить як від
оптичних характеристик самої мозкової тканини, так і значною мірою від
лазерного випромінювання.

Взаємодія лазерного випромінювання з біологічними тканинами призводить
до їх термічної деструкції і виникнення зон некрозу, некробіозу та набряку.
Їх вираженість залежить від характеристик і параметрів лазерного випромінювання.
Вона відрізняється при використанні вуглекислотного, неодимового-АIГ та
гольмієвого лазерів.

Випромінювання СО2 лазера, працюючого в постійному режимі генерації,
з довжиною хвилі 10,6 мкм. активно абсорбуюється поверхнею тканини мозку,
забезпечує ефект вапоризації та в меншій мірі — коагуляції. При цьому на
світлооптичному рівні виявляють зону термічного пошкодження, що поширюється
на глибину до 500 мкм.

При дії на мозкову тканину випромінювання неодимового-АIГ лазера з довжиною
хвилі 1,06 мкм. за рахунок розсіювання та більш глибокого проникнення випромінювання
зона морфологічних змін поширюється на глибину 3—5 мм.

Використання випромінювання неодимового лазера забезпечує коагуляцію
та надійний гемостаз.

Характер морфологічних змін, що виникають при дії на тканини гольмієвого
лазера з довжиною хвилі 2,1 мкм, працюючого в імпульсному режимі, у достатній
мірі контролюється параметрами лазерного випромінювання. Отримані нами
результати свідчать, про те що при використанні рівня енергії, що перевищує
1 Дж, та високої щільності потужності (зфокусованого променя), виникає
вапоризація тканин з формуванням зони набряку на глибину до 300—400 мкм,
що поступово переходить в незмінену мозкову речовину.

При використанні того ж рівня енергії, але при зниженні щільності потужності
(дефокусуваний промінь) спостерігається виникнення зон коагуляційного некрозу,
некробіозу, набряку. При цьому, на відміну від застосування СО2-лазера,
карбонизація тканин при застосуванні гольмієвого лазера не спостерігається.

При використанні енергії випромінювання, нижчої за 1 Дж, виникає, як
і у разі застосування неодимового-АIГ лазера, рівномірна коагуляція тканин
глибиною до 1мм.

Однак зміни, що виявляють на світлооптичному рівні, повністю не відображають
межі необоротніх змін, які виникають при взаємодії випромінювання різних
видів лазерів з мозковою тканиною. Так, при електронній мікроскопії зон
некробіотичних змін, що виникають при дії випромінювання різних лазерних
систем, виявляють різко виражені явища деструкції. Зміни на ультраструктурному
рівні свідчать про абсолютно необоротні зміни тканин у зоні некробіозу.

При електронній мікроскопії зони набряку, що виникає при дії випромінювання
вуглекислотного та неодимового лазерів, виявляють, що більшість клітин
цієї зони нежиттєздатні.

При електронно-мікроскопічному дослідженні зони набряку, що виникає
при дії гольмієвого лазера з енергією випромінювання 1 Дж, також спостерігаються
дистрофічно-деструктивні зміни. Ультраструктурні зміни в основній масі
нейронів зводяться до явищ різного ступеня вираженості інтрацелюлярного
набряку. Але незважаючи на наявність виражених змін з боку внутрішньоклітинних
органел, досить високою залишається білоксинтезуюча функція частини нейронів.

При використанні нижчих рівней енергії, електронно-мікроскопічне дослідження
нейронів цієї зони засвідчило, що морфофункціональний стан цих клітин практично
збережений.

Таким чином, вираженість електронно-оптичних змін значною мірою залежить
від параметрів випромінювання. Поряд з тим залежність характеру змін від
виду випромінювання обумовлює необхідність раціонального підходу до вибору
лазерної техніки при плануванні та проведенні мікрохірургічних лазерних
операцій на головному мозку.