Endovenózní laserová ablace vena saphena − příznivé klinické výsledky potvrzují teoretické výhody diodového laseru 1940 nm

Overview

Úvod: Endovenózní laserová ablace (EVLA) je uznávaná alternativa chirurgické léčby varixů, ale optimální laserový generátor a jeho nastavení jsou předmětem diskuse. Účelem sdělení bylo korelovat klinické výsledky s teoretickou výhodou užití laserového diodového generátoru vlnové délky 1940 nm, který generuje záření s vysokou absorpcí tepla v tenké vrstvě koagulované tkáně.

Metody: V období od 1/2010 do 12/2021 byla provedena EVLA celkem u 3529 konsekutivních pacientů s křečovými žilami a sonograficky prokázanou insuficiencí povrchových žil dolních končetin. Postupně jsme užívali tři typy laserových generátorů s vlnovou délkou 1064, 1470, resp. 1940 nm. Všichni pacienti byli prospektivně zařazeni do registru, absolvovali časnou pooperační kontrolu s objektivizací neprůchodnosti žilního segmentu a další kontroly v případě komplikací.

Výsledky: Úspěšnost žilního uzávěru se u všech tří laserů nelišila (p=0,054) a přesáhla 98 %. Katetrizační metoda umožnila provést více ablací během jednoho výkonu s trendem 1,08, 1,31 a 1,62. V roce 2021 byl u laseru Tethys 1940 nm počet výkonů na pacienta 1,79. U tohoto laseru bylo, z důvodu vyššího absorpčního koeficientu záření pro vodu, možno snížit celkovou aplikovanou energii na polovinu (8 W, 50−80 J/cm). Pacienti po EVLA tímto laserem měli příznivější pooperační průběh, přestože bylo provedeno více ablací najednou. U 95,6 % pacientů byla provedena jen časná pooperační kontrola (p<0,001).

Závěr: Studie prokázala, že všechny užité laserové generátory měly stejnou efektivitu, co se týče uzávěru žilního segmentu. Při užití diodového laseru vlnové délky 1940 nm bylo možno snížit výkon laseru na polovinu. Pacienti měli lepší pooperační průběh, přestože bylo provedeno více výkonů během jedné operace.

Klíčová slova:

chronická žilní insuficience – endovenózní laserová ablace – diodový laser 1940 nm

ÚVOD

Endovenózní laserová ablace (EVLA) regurgitující veny sapheny u rozvinutých varixů je nejčastěji užívaná termální katetrizační metoda. Dnes je považována za srovnatelnou s klasickou chirurgickou léčbou pro úspěšnost 90−98 %, malý výskyt komplikací a recidiv [1−19]. Přesto je EVLA doprovázena zahříváním okolní tkáně, které vede k bolestem a dermatitidě. Ke snížení těchto komplikací bylo zkoušeno užití laserů různých vlnových délek (810−1940 nm). Důvodem bylo, že vysoká absorpce světla ve vodě (jak v krvi, tak v žilní stěně) vede u vyšších vlnových délek k lepší distribuci tepla při koagulaci [20−26]. Tepelné záření je elektromagnetické vlnění v infračervené oblasti světla (NIR− near infrared). Podle kvantové teorie se světlo šíří ze zdroje jako řada lokalizovaných koncentrací energie, která má částicový, ale i vlnový charakter. Toto pojetí je známé jako dualita částic. Kvantová teorie, která zkoumá světlo jako částicový jev, explicitně obsahuje kmitočet světla f, který je čistě vlnovým pojmem. Částicí světla je foton. Energii fotonů lze vyjádřit jako součin neměnné Planckovy konstanty h a frekvence (kmitočtu) světla. Energie fotonů (kvantum energie) je E=h.f, tj. čím větší vlnová délka (tedy menší frekvence), tím nižší energie.

Mechanismus účinku laserového světla na tkáň však není zcela jasný a metoda není standardizována, tj. vlnová délka, rychlost vytahování katétru a výkon laseru [26]. Chirurgovi tak i dnes nezbývá než ověřit si často jen empirické nastavení laseru v klinické praxi při základních znalostech biomedicínské optiky. Účelem této studie bylo korelovat klinické výsledky s teoretickou výhodou užití laserového diodového generátoru vlnové délky 1940 nm, který generuje záření s vysokou absorpcí tepla v tenké vrstvě koagulované tkáně.

METODA

Ambulantní EVLA veny sapheny v místní (tumescentní) anestezii při léčbě křečových žil užíváme od roku 2010. V období od 1/2010 do 12/2021 bylo ošetřeno celkem 3529 pacientů. Metodiku a výsledky jsme publikovali [27−29].

Přehled laserových generátorů používaných v jednotlivých obdobích, včetně nastavení výkonu a celkového absorpčního tepla (LEED − linear endovenous energy density), je uveden v Tab. 1. Celková energie byla u laseru 1940 nm snížena na polovinu. Data pacientů jsme prospektivně zařadili do registru. Pacienti mají přímý kontakt s chirurgem i pracovištěm, a proto kromě povinné časné kontroly s objektivizací uzávěru žíly pomocí duplexní ultrasonografie (DUS) přicházejí na další kontrolu až v případě obtíží.

Hodnoty spojitých proměnných jsou uváděny jako průměr ± směrodatná odchylka. K testování normality byl použit Shapiro-Wilk test. Kategorické proměnné byly srovnány pomocí Chí kvadrát testu, spojité proměnné pomocí ANOVA testu. Hodnota p<0,05 byla považována za statisticky významnou. Statistické zpracování bylo provedeno v programu Prism 6 (Graphpad, La Jola, CA, USA).

VÝSLEDKY

Laserový uzávěr žíly, patrný již na peroperační DUS jako dezintegrace kontrahované žíly s tvorbou bublin byl stejně úspěšný pro všechny tři laserové generátory (Tab. 2). Rozdíly nebyly statisticky významné (p=0,054). Ve srovnání s lasery 1064 nm i 1470 nm bylo u laseru vlnové délky 1940 nm možno empiricky snížit celkovou aplikovanou energii na polovinu (8 W, 50−80 J/cm), aniž by se změnila efektivita uzávěru. Postupně se při užití diodových laserů podařilo vzhledem ke snížené bolestivosti a celkovému zrychlení procedury zvýšit počet ablací během jednoho výkonu s trendem 1,08, 1,31 a 1,62 výkonu na pacienta (Tab. 2). V posledním roce při užití laseru vlnové délky 1940 nm to bylo 1,79 na jednoho pacienta. Dalším žilním segmentem byla nejčastěji vena saphena na kontralaterální končetině, nebo saphena parva, nebo velké větve.

Počet pacientů s jednou kontrolou (nekomplikovaný průběh) se postupně zvyšoval (Tab. 2). Ve skupině pacientů, kde byl užit laser 1940 nm, to bylo 95,6 % pacientů (p<0,001). U žádného pacienta nedošlo k hospitalizaci. Další kontrola včetně DUS vyloučila další komplikace. Komplikace: rekanalizace, heat induced trombóza a krvácení nepřesáhly součtem 1 % [29].

DISKUZE

Fyzikální principy

Výhodou NIR záření je vysoký koeficient absorpce pro vodu (krev, tkáň) a malá efektivní hloubka průniku tkáněmi, což omezuje oblast, ve které se generuje teplo ve tkáni vystavené laserovému záření. Čím vyšší je hodnota absorpčního koeficientu v chromoforu (v tomto případě vody), což je funkce vlnové délky λ, tím větší je množství generovaného tepla, a tím menší je penetrace (zvyšuje se bezpečnost). Nejvyšší hodnotu tohoto koeficientu má diodový laser na vlnové délce 1940 nm. Na této vlnové délce je absorpční koeficient pro vodu přibližně 5× větší než pro vlnovou délku 1470 nm, resp. 999× oproti 1064 nm (viz Tab. 3). Efektivní hloubka průniku ve vodě pro laser 1940 nm, založená na absorpčních a rozptylových procesech, je jen 48 μm, v kontrastu s hodnotou přibližně 3,0 mm pro 1060 nm [20−26]. Absorpční teplo (J/cm), generované v tkáni, je úměrné absorpčnímu koeficientu μA (cm-1) vynásobenému ozářením (výkonem ve W) a je lineárně závislé na době expozice dané posunem laserového vlákna (LEED) [20,24]. Absorpční teplo v joulech odečítáme přímo na generátoru a rychlostí vytahování vlákna určujeme hodnotu expozice na cm.

Pro dostatečnou efektivitu ablace je potřeba dosáhnout teplotu ve tkáni přibližně od 70 do 100 °C (denaturace kolagenu). Z tohoto důvodu je potřeba dodávat dostatek energie, aby se vygenerovaly v ošetřované oblasti dostatečně vysoké teploty a výkon byl efektivní (tj. nedocházelo k rekanalizacím). Pouze podávání relativně vysoké energie na jednotku délky vede k dostatečně vysokým teplotám, které způsobí denaturaci kolagenu. Během endovenózní laserové ablace mohou intraluminální teploty stoupnout na více než 100 °C [6]. Tyto teplotní profily jsou nezávislé na vlnové délce, tj. použití různých vlnových délek neovlivňuje profil endovenózní teploty [28,29]. Na druhou stranu, vzhledem k tomu, že optické a tepelné vlastnosti tkání jsou v tomto případě stejné, teplota je silně ovlivněna parametry expozice laseru. Povaha a rozsah tepelného poškození tedy závisejí na optických vlastnostech tkáně (rozptyl a absorpce), tepelných vlastnostech tkáně (specifické tepelné vodivosti) a také velmi silně na parametrech expozice laseru (typ, výkon, doba expozice). Z uvedeného vyplývá, že při empiricky stanovené hodnotě výkonu 10−15 W a absorpčního tepla 100−200 J/cm pro Nd-YAG laser mohlo dojít během našeho sledování ke snížení na polovinu 8 W a 50−100 J/cm pro diodový laser 1940 nm až na základě příznivých klinických výsledků (méně bolesti, dobrý uzávěr).

Endovenózní laserová ablace

Ligaci sapheny a její stripping nelze provést bez řezů a celkové anestezie. Endovenózní laserová ablace umožňuje ambulantní léčbu, zkracuje rekonvalescenci [17]. Další výhodou je i možnost koagulovat více žil najednou, kratší úseky, operovat obě končetiny, měnit polohu pacienta [29].

Řada dříve publikovaných studií prokázala non-inferioritu EVLA při srovnání se zlatým standardem – chirurgickou vysokou ligaturou a strippingem [5−19,30−34]. Naše první pilotní studie byla zaměřena na krátkodobé výsledky EVLA. Byla pozorována nízká incidence selhání uzávěru a málo komplikací během léčby [27]. Výsledky jsou srovnatelné s dříve publikovanými daty [17−9,30−34]. Střednědobé výsledky, které jsme publikovali, nenaznačují, že by selhání uzávěru žíly bylo ovlivněno jejím větším průměrem [29]. To je v souladu s dříve publikovanými daty [35]. Přerůstání trombózy do safénofemorální junkce (endovenous heat induced thrombosis – EHIT ) v 0,3 % odpovídá incidenci známé z literatury [36,37]. EHIT dobře reaguje na ambulantní léčbu nízkomolekulárním heparinem. Menší komplikace jako bolestivost v průběhu žíly, hematomy a zarudnutí jsou po provedení EVLA dosti běžné (odhadem asi 20 %), ale jistě ne tak závažné, jak je známe z klasické chirurgické léčby [13−14,17]. Úpravami protokolu ve smyslu vícečetné koagulace a správného umístění hrotu laserového vlákna jsme postupně zlepšovali výsledky. Recidiva insuficience z vena saphena accesoria anterior nebo stehenního perforátoru distálně vzniká po každé metodě. Je to vlastně nepravá (anatomická) recidiva vznikající těsně v blízkosti uzávěru. Můžeme ji předejít precizní koagulací od kolene až k junkci. Zavedení hrotu laseru do v. epigastrica je v současnosti běžně označováno jako laserová crossectomie.

Fyzikální vlastnosti laserového záření se mění v závislosti na vlnové délce a výkonu laserového generátoru. Mohou značně ovlivnit účinnost EVLA. Zdá se, že užití laseru delší vlnové délky vedlo k redukci některých nežádoucích účinků metody, zejména díky menší penetraci a lepší absorpci ve vodě. Zvýšení výkonu laseru bylo doporučováno některými autory při užití generátoru 1060 nm a doporučeno i experimentálně [31−33]. Podle našich výsledků je možné u diodového laseru 1940 nm výkon snížit na polovinu (při stejné rychlosti vytahování je pak celkové množství tepelné energie poloviční). V naší studii při tomto postupu nedošlo ke změně kvality uzávěru žilního segmentu. Teplota okolí se nezvýšila (Obr. 2). Náš experiment na Obr. 1 je dokladem menší penetrace u laseru vlnové délky 1940 nm. Termokamera neodhalila zvýšení teploty kůže při koagulaci povrchně probíhající sapheny (Obr. 2). Tvar hrotu světlovodu je předmětem marketingu. Dle studie Van Gia, et al. byly lepší výsledky u neupraveného konce (bare fiber) světlovodu, který září axiálně světelným konusem [37]. Tento způsob byl užit v naší studii. Po snížení energie jsme nepozorovali zuhelnatění konce vlákna, dříve běžné.

Při hodnocení bolestivosti výkonu jsme opakovaně zjistili, že ve srovnání s chirurgickou metodou jsou obtíže zanedbatelné a hlavním kritériem zůstává hladký pooperační průběh. Jako kritérium jsme určili pouze jedinou časnou pooperační kontrolu spojenou se sonografickou objektivizací uzávěru. Mnoho pacientů mohlo obě metody srovnat – pacienti přicházeli totiž často po neúspěšném strippingu (přetržení žíly na stehně). Pouhá ligace v junkci vede k rychlé recidivě, nejen tvorbou neovaskularizací, ale i obnovením kontinuity.

Limitací studie je její observační charakter. Laserové generátory byly používány konsekutivně, výsledky mohly tedy být rovněž ovlivněny naší větší zkušeností. Jako surogátní marker komplikací jsme zvolili ukazatel pouze jedné ambulantní návštěvy, ve studii nebyly hodnoceny dotazníky kvality života.

ZÁVĚR

Naše výsledky naznačují, že všechny užité výkonové lasery v infračervené oblasti záření využívající termálního efektu ke koagulaci žilní stěny jsou vhodné k endovenózní ablaci. U diodového laseru 1940 nm bylo možno díky větší absorpci tepla v žilní stěně snížit výkon laseru, a tedy celkovou aplikovanou energii na polovinu výchozí hodnoty. Pozorovali jsme zlepšení rekonvalescence měřené počtem pooperačních kontrol. S postupem času bylo prováděno více výkonů na jednoho pacienta.

Podpořeno 1. nadačním fondem pro podporu biomedicínského výzkumu

Konflikt zájmů

Autoři článku prohlašují, že nejsou v souvislosti se vznikem tohoto článku ve střetu zájmů a že tento článek nebyl publikován v žádném jiném časopise, s výjimkou kongresových abstrakt a doporučených postupů.

doc. MUDr. Tomáš Honěk

Avicena-chirurgie s.r.o.

Na Struze 6

110 00 Praha 1

e-mail: tomas.honek.cz@gmail.com