Черезшкірна лазерна коагуляція судин

Серед усіх процедур лазерної дерматокосметології черезшкірна лазерна коагуляція судин, мабуть, найбільш складна для виконання і ризикована. Це пов’язано з тим, що ми маємо скоагулювати великий об’єкт усередині шкіри за високої температури (понад 85°C), так щоб навколишні тканини при цьому не постраждали (вони коагулюються за 60°C). Звичайно, лазери мають селективний вплив, але ніколи на 100 відсотків. Лікар має враховувати понад десяток змінних параметрів для того, щоб ефективно й безпечно вирішити завдання лазерного видалення судин. Якщо він десь помилиться, це спровокує ускладнення до рубцевих змін шкіри, що, на жаль, зустрічається часто.

Судинна патологія шкіри може виявлятися у таких випадках:

• розширення судин (дилатація);
• звуження судин;
• порушення проникності судинної стінки;
• порушення судинної реактивності. 

Розширення судин – єдиний варіант патології, у якому може бути використане лазерне лікування.

Дія лазера на біологічні тканини

Щонайменше два процеси спостерігаються при взаємодії лазера з біологічною тканиною.

Перший – фізичний процес перетворення енергії світла на термодинамічний процес нагрівання, що призводить до локального підвищення температури.

Другий – хімічний процес, коли нагріті білки денатурують, змінюється їхня нативна конформація. Амінокислотна послідовність білка не змінюється. Денатурація часто призводить до того, що в колоїдному розчині білкових молекул відбувається процес агрегації частинок білка на більші – коагуляція. Швидкість денатурації білка безпосередньо пропорційно залежить від температури. Термічно індукована денатурація клітин людини починається за температури 43°C.

Суть фізичного процесу при взаємодії лазерів з тканиною в тому, що світлова енергія (в джоулях) поглинається тканинними хромофорами, це призводить до утворення тепла і локального підвищення температури (у градусах Цельсія). Отже, збільшення щільності енергії (флюєнса) зрештою спричиняє підвищення температури у тканинах (за однакової тривалості впливу/імпульсу). У багатьох випадках існує майже лінійний зв’язок між флюєнсом (Дж/см2) та локальним підвищенням температури (T°C).

Денатурація білків не може початися доти, доки не буде досягнуто необхідної температури. Це відбувається, коли в тканину надходить відповідна кількість енергії – мінімальна порогова енергія. 

Є два дуже важливі часові параметри, які необхідно враховувати.

1. Тривалість (ширина, тривалість) лазерного імпульсу – вимірюється у частках секунди (мілі-, мікро-, наносекунди). Цей час визначає загальне підведення енергії до поглинаючих тканин.
2. Тривалість процесу денатурації у нагрітій тканині-мішені. При коротких лазерних імпульсах пікова температура перехідного процесу необоротної денатурації становить понад 60°C і відрізняється для різних тканин.

Таким чином, доцільно ввести концепцію ефективної (або порогової) температури за відповідного ефективного часу денатурації, за якого досягатиметься ефективне незворотне пошкодження тканини-мішені.

Відомо, що поріг незворотного пошкодження тканин, коли вона вже не може відновитися, відповідає 63,2% пошкоджених клітин. Отже, як тільки 63,2% клітин у мішені необоротно пошкоджені, вона вважається нездатною до регенерації або повторного синтезу білка. Наприклад, за 60°C необхідний час нагрівання становить приблизно 1 с для шкіри людини, тоді як за 70°C – близько 33 мс. Зверніть увагу, що кров вимагає набагато тривалішого часу нагрівання (або вищої температури за того ж часу нагрівання) для коагуляції порівняно зі шкірою. Необхідна температура згортання крові становить приблизно 90,4°C за 33 мс, порівняно з 70°C для шкіри і приблизно 88°C для колагену в стінці судини. Денатурація колагену в стінці судини відбувається за дещо нижчих температур, ніж у крові, протягом завданого часу нагрівання, що призводить до руйнування стінок судин до денатурації гемоглобіну. Чим швидше підвищується температура, тим вища швидкість денатурації (експоненційне зростання). Повільне нагрівання білків призведе до денатурації за нижчої температури, ніж швидке нагрівання тих само білків.

За лазерного впливу на судини довші імпульси спричиняють виражене периваскулярне пошкодження колагену, що може сприяти як поліпшенню результату, так і спричинити ускладнення. Більше пошкодження білка може бути досягнуто шляхом збільшення енергії, що подається на судину, або підвищенням тривалості імпульсу, або і тим, й іншим.

Лазерне лікування кровоносних судин

Для коагуляції судин використовуються різні типи лазерів: жовто-зеленого спектру (500-600 нм), олександритовий (755 нм), діодний (800-810, 940, 980 нм), неодимовий (1064 нм); окремо можна додати імпульсні джерела світла IPL (400-1200 нм).

Умовно судинні лазери можна розділити на дві категорії, які мають такі характеристики:

• сильним поглинанням гемоглобіну та невеликою глибиною оптичного проникнення – до 1,5-2 мм (KTP 532 нм, PDL 585 або 595 нм, Diode 577, 585 нм, лазер на парах міді 511 + 578 нм);
• поганим поглинанням гемоглобіну та глибоким проникненням – до 7 мм (Nd:YAG 1064 нм, Diode 980 нм). 

Лазери, довжина хвилі яких перебуває в зелено-жовтому діапазоні, ефективні для корекції дрібних (<0.7 мм) поверхневих судин. Їх можна застосовувати безпечно лише на світлій шкірі до III фототипу, оскільки хвилі цього діапазону сильно поглинаються не лише гемоглобіном, а й меланіном. Майже аналогічний ефект мають IPL-апарати. Застосування лазерів зелено-жовтого діапазону електромагнітних хвиль для видалення великих судин  або тих, що глибоко залягають, обмежено тим, що випромінювання значною мірою розсіюється у верхніх шарах шкіри. Спроби коагулювати такі судини простим збільшенням тривалості імпульсів чи рівня лазерної енергії завершуються у кращому випадку рецидивами, а в гіршому — термічним ушкодженням шкіри.

Довгоімпульсний Nd:YAG 1064 нм лазер має низький коефіцієнт абсорбції гемоглобіну (приблизно в 30 разів гірше, ніж PDL). Тому потрібно набагато вищий рівень флюєнсу, щоб досягати потрібної температури, але це підвищує ризик перегріву навколишніх тканин. Безперечною перевагою є велика глибина проникнення для впливу на великі судини та досягнення глибокозалягаючих судин. За допомогою неодимового лазера можна видаляти судини діаметром до 4 мм.

Механізм коагуляції судин

В основі черезшкірної лазерної коагуляції судин лежать два механізми дії:

• інтраваскулярний тромбоз;
• скорочення (констрикція) судини за рахунок денатурації колагену у стінці судини та периваскулярної у міжклітинному просторі.

Тромбоз судин відбувається внаслідок нагрівання еритроцитів до температури понад 90°C та нагрівання ендотеліальної стінки судини. Внаслідок пошкодження ендотеліоцитів запускається система гемостазу. Гемостаз виникає при складних взаємодіях між тромбоцитами, стінкою судини й адгезивними білками, що призводить до утворення первісної «пробки тромбоцитів». Ендотеліальні клітини, що вистилають судинну стінку, виявляють антитромботичні властивості. Навпаки, субендотеліальний шар є високо тромбогенним, як і білки, які беруть участь в адгезії тромбоцитів. У нормі тромбоцити не прилипають до інтактного ендотелію судин, але після пошкодження судин вони чіпляються до колагену та субендотеліальної тканини і зазнають морфологічних змін. До того ж будь-яке судинне пошкодження призводить до спазму судин, опосередкованого рефлекторними нейрогенними механізмами. Денатурація колагену в стінці судини і периваскулярного в міжклітинному просторі супроводжується його скороченням, що призводить до стиснення просвіту судини.

Все це відбувається в момент лазерного імпульсу всередині судини, розташованої глибоко у шкірі, а на її поверхні ми бачимо клінічні зміни судини.

Тромбоз і термічний вплив на периваскулярні структури призводять до непрохідності судини та запуску запальної реакції з подальшим заміщенням його на сполучну тканину.

Переважання того чи іншого механізму залежить від комбінації параметрів: довжини хвилі, щільності енергії, тривалості імпульсу, діаметра променя, також має значення діаметр судини та глибина її залягання. 

Параметри щільності енергії та клінічні критерії

Вибір параметрів густини енергії залежить від діаметра судини. Визначення необхідної енергії проводиться зазвичай експериментально, а не попереднім розрахунком, оскільки процес взаємодії лазера зі шкірою складний і прогнозований.

Підбір щільності енергії починають із підпорогових значень, які не призводять до будь-яких змін судини. Далі її підвищують до зміни кольору судини, що відповідає денатурації гемоглобіну ~90°C. Для посилення ефекту енергія підвищується до настання денатурації периваскулярних тканин – це проявляється у вигляді звуження судини та розмиття контурів, часткового чи повного її зникнення. Такі критерії вважаються оптимальними. Але в разі перевищення енергії на 20% від оптимальних зазначається надмірне ушкодження периваскулярних тканин з їх видимим побіленням або посіренням, що провокує незворотні зміни і як наслідок до формування рубця.

При використанні коротких імпульсів та високого флюєнсу температура підвищується понад 100°C, що призводить до закипання крові з подальшим розривом стінки судини. Клінічно це виглядає як пурпура, геморагія чи гематома – залежно від діаметра зруйнованої судини. Такий клінічний ефект неприйнятний, оскільки судини часто повністю відновлюються, і пацієнт отримує видимий косметичний недолік у вигляді «синця».

Тривалість імпульсу 

Час теплової релаксації судин залежить від їхнього діаметра. Відповідно до теорії селективного фототермолізу, щоб теплове ушкодження обмежувалося лише потрібною нам судиною, необхідно використовувати тривалість імпульсу коротше часу теплової релаксації. Денатурація гемоглобіну – часозалежний процес, і за наносекунди він не відбувається. Тому для видалення судин використовують імпульси в діапазоні від 100 мкс до 100 мс. У «винних плямах» або при куперозі діаметр судин коливається від 10 до 300 мкм, оптимальна тривалість імпульсу зазвичай становить 0,3-5 мс. Для вен на ногах із діаметром до 2 мм використовуються довші імпульси від 15 до 50 мс. Більш довгі імпульси призведуть до сильного пошкодження периваскулярного колагену, що за високих температур загрожує ускладненнями.

Діаметр променю

Ще одним вкрай важливим параметром лазера під час роботи з судинами є діаметр променя. Він прямо пропорційно впливає на глибину ефективного впливу енергії світла.

Більший діаметр пучка світла забезпечує більш глибоке проникнення енергії й, отже, досить високу температуру в судинах, що глибоко залягають. Також великий розмір плями підвищує швидкість оброблення. Зелено-жовті лазери та IPL проникають до 2 мм, тому необхідно використовувати великий діаметр променя (4-20 мм) для ефективної роботи. Навпаки, неодим проникає глибоко, і ми використовуємо маленький діаметр променя (2-6 мм), щоб обмежити глибину його впливу.

Алгоритм підбору параметрів

За останні кілька років у світі було проведено багато досліджень ефективності лазерів видалення судинних патологій. Стали зрозумілішими механізми черезшкірної коагуляції судин, прояснилися питання ефективного та безпечного проведення процедур. Проте простих протоколів немає. Занадто багато змінних, щоб звести їх до одного результату – коагуляції судини.

Якщо говорити про лазер, це такі параметри, як довжина хвилі, тривалість імпульсу, щільність енергії, діаметр плями, частота імпульсів.

Що стосується пацієнта, це фототип шкіри, колір судини (червоний – оксигемоглобін, синій – дезоксигемоглобін), її діаметр, глибина залягання, швидкість кровотоку й рівень гемоглобіну. Крім того, необхідно враховувати, який варіант охолодження використовується, яка його температура і тривалість дії. Можливі варіанти роботи з накладенням імпульсів і без, у кілька проходів або в один. У результаті ми маємо щонайменше 15 змінних. І, нарешті, кров коагулюється за вищої температури (понад 90°С), ніж навколишні тканини (вже за 60°С). Тому надшкірна лазерна коагуляція судин – складне завдання для лікаря-косметолога. Для простоти розуміння взаємозв’язку геометричних характеристик судини та параметрів лазера пропоную такий алгоритм роботи.  

Для видалення дрібних судин з діаметром до 0,5 мм підходять лазери 500-600 нм та IPL з мілісекундним імпульсом, або Nd:YAG 1064 нм з мікросекундним імпульсом. Для видалення великих судин (від 0,5 до 2 мм) необхідно використовувати неодимовий лазер із мілісекундним імпульсом. Якщо судина залягає поверхнево, ми використовуємо маленький діаметр променя, щоб обмежити площу та глибину впливу. Для великих та глибокозалягаючих судин необхідно використовувати більший діаметр променя. Щільність енергії обернено пропорційна діаметру судини, оскільки дрібні судини мають малу кількість хромофора і, відповідно, доведеться витратити більше енергії для їх нагрівання. Великі судини краще захоплює світло і швидше нагріваються за мінімальної щільності енергії. Тривалість імпульсу прямо пропорційно зростає залежно від діаметра судини.

Найчастіше для судин використовуються довгоімпульсні лазери Nd: YAG 1064 нм. Існує величезна кількість подібних апаратів, чи не кожен виробник має у своєму портфелі неодимовий лазер у вигляді окремого апарату або пістолета для мультиплатформи. Але неодимові лазери погано працюють із дрібними судинами. Тому, якщо клініка хоче запропонувати клієнтам послуги з корекції всього спектру судинних патологій, їй доведеться розглядати купівлю апаратів з різною довжиною хвилі – Nd:YAG 1064 нм та 532 нм KTP, або 595 нм PDL, або як альтернатива двом останнім – IPL.

Зараз на ринку з’являється безліч доступних за ціною мініатюрних діодних лазерів із довжиною хвилі 980, 940, 585, 577, 532 нм тощо. Але, як уже було сказано, не лише довжина хвилі визначає медичний ефект. Проблема таких лазерів завжди одна – мала пікова потужність, неможливість генерувати високу енергію за короткий імпульс за наявності великої плями. Однак за діодними апаратами майбутнє, оскільки вони значно економічніші за лазери на кристалах і барвниках, які використовуються сьогодні.