Kohlendioxid (CO2)-Lasersysteme nutzen eine Infrarot-Wellenlänge, die speziell auf die Absorption durch Wasser abgestimmt ist, die Hauptkomponente von Weichgewebe. Diese Wechselwirkung ermöglicht es dem Laser, Zellen am Fokuspunkt schnell zu verdampfen, um präzise Schnitte zu erzielen, während gleichzeitig kleine Blutgefäße versiegelt werden, um Blutungen zu minimieren und die visuelle Klarheit für den Chirurgen zu verbessern.
Die Kernwirksamkeit von CO2-Lasern liegt in ihrer Fähigkeit, Energie schneller zu liefern, als sich Wärme ausbreiten kann. Durch Überschreiten der Verdampfungsschwelle des Gewebes mit hochenergetischen Impulsen erzielen Chirurgen eine saubere Ablation mit minimalen thermischen Schäden im umliegenden Bereich.
Der Wirkungsmechanismus
Gezielte Verdampfung
Der CO2-Laser emittiert Energie, die stark von intrazellulärem Wasser absorbiert wird. Da Weichgewebe größtenteils aus Wasser besteht, absorbiert das Gewebe am Fokuspunkt diese Energie fast augenblicklich.
Diese schnelle Absorption bewirkt, dass das intrazelluläre Wasser kocht und explosionsartig expandiert. Das Ergebnis ist die sofortige Verdampfung des Zielgewebes, wodurch ein sauberer und präziser Schnitt entsteht.
Gleichzeitige Hämostase
Über das einfache Schneiden hinaus dient die während der Verdampfung erzeugte Wärmeenergie einem doppelten Zweck. Während das Gewebe eingeschnitten wird, versiegelt die Laserenergie kleine Blutgefäße.
Dieser koagulative Effekt reduziert Blutungen während des Eingriffs erheblich. Er bietet dem Chirurgen ein trockenes, klares Operationsfeld, was für komplexe oder heikle Operationen entscheidend ist.
Verständnis der Kompromisse: Thermisches Management
Die Bedeutung der Pulsdauer
Präzision ist nicht nur eine Frage der Leistung, sondern auch des Timings. Um Haut effektiv abzutragen, ohne unnötige Verbrennungen zu verursachen, muss der Laser eine Fluenz von etwa 5 J/cm² liefern.
Entscheidend ist, dass diese Energie in einer Pulsdauer von weniger als 1 Millisekunde geliefert werden muss.
Vermeidung von Hitzeschäden
Die Beschränkung der Pulsdauer wird durch das Konzept der thermischen Relaxationszeit bestimmt. Dies ist die Zeit, die das Gewebe benötigt, um sich nach dem Erhitzen abzukühlen.
Wenn der Laserpuls kürzer ist als die thermische Relaxationszeit, bleibt die Wärme auf den Zielbereich beschränkt. Dies verhindert, dass thermische Schäden nach außen in gesundes, umliegendes Gewebe geleitet werden.
Systemarchitekturen und Flexibilität
Hochenergetische Pulsed-Systeme
Diese Systeme sind darauf ausgelegt, diskrete, hochenergetische Energieimpulse zu liefern.
Sie funktionieren, indem sie sicherstellen, dass die in jedem Impuls gelieferte Energie nahezu augenblicklich die Ablationsschwelle überschreitet. Dies ist der Standard für einfache, hochpräzise Verdampfung.
Scanning Continuous Wave Systeme
Scanning-Systeme bieten einen anderen Ansatz, indem sie einen mikroprozessorgesteuerten Scanner verwenden. Dieser Scanner bewegt einen fokussierten, kontinuierlichen Strahl schnell über das Gewebe, um die Wirkung eines gepulsten Lasers zu simulieren.
Während beide Systemtypen ähnliche Ablationsvolumina erzielen, bieten Scanning-Systeme eine überlegene Flexibilität. Sie ermöglichen es Chirurgen, spezifische Muster zu programmieren, was sie ideal für die Behandlung von großen oder unregelmäßigen Oberflächen macht.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Bei der Auswahl oder Konfiguration eines CO2-Lasersystems ist das Verständnis des Zusammenspiels zwischen Pulsdauer und Liefermethode unerlässlich.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Vermeidung von Kollateralschäden liegt: Stellen Sie sicher, dass das System mit einer Pulsdauer von weniger als 1 Millisekunde konfiguriert ist, um die thermische Relaxationszeit des Gewebes zu berücksichtigen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Behandlung von unregelmäßigen Hautläsionen liegt: Verwenden Sie ein Scanning Continuous Wave-System, um komplexe Strahlmuster zu programmieren, die der Geometrie des Behandlungsbereichs entsprechen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der chirurgischen Sichtbarkeit liegt: Verlassen Sie sich auf die inhärente Fähigkeit des CO2-Lasers, Gewebe zu verdampfen und Gefäße gleichzeitig zu koagulieren, um ein blutungsfreies Feld aufrechtzuerhalten.
Die Beherrschung des Gleichgewichts zwischen Energiedichte und Pulsdauer ist der Schlüssel zur Maximierung der Ablationseffizienz bei gleichzeitiger Minimierung des Patiententraumas.
Zusammenfassungstabelle:
| Merkmal | Mechanismus | Klinischer Nutzen |
|---|---|---|
| Wellenlänge | 10.600 nm (Infrarot) | Hohe Absorption durch wasserreiches Weichgewebe |
| Verdampfung | Schnelles intrazelluläres Sieden | Saubere, präzise Schnitte und Gewebeentfernung |
| Hämostase | Thermische Koagulation | Verschlossene Blutgefäße und ein blutungsfreies Operationsfeld |
| Pulssteuerung | < 1 ms Pulsdauer | Begrenzt die Wärmeausbreitung (thermische Relaxation) zum Schutz des Gewebes |
| Scannen | Mikroprozessor-Muster | Gleichmäßige Behandlung großer oder unregelmäßiger Oberflächen |
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Referenzen
- D.O. Jordan, Ahmed El Gawad. The Use of LASER and its Further Development in Varying Aspects of Surgery. DOI: 10.2174/1874220301603010288
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Belislaser Wissensdatenbank .
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