Degenerative Bandscheibenerkrankung; Das Wort Laser (Lichtverstärkung durch Sstimulierte Emission von R adiation) ) ist eine Abkürzung, die aus den Anfangsbuchstaben der Phrase besteht. Mit dem Wort LASER ist es in unsere Sprache übergegangen. Gemäß dieser Erweiterung, die die Entstehung von Energie, Laser, kurz zusammenfasst; Es ist das Licht, das entsteht, wenn der Flüssigkristall zwischen zwei voll- und halbreflektierten Spiegeln konzentrierter Energie ausgesetzt wird (Verstärkung). Der Lasertyp wird durch die Substanz im Flüssigkristall benannt.
Degenerative Bandscheibenerkrankung
Die Anwendung von Laserenergie im Bewegungsapparat wurde erstmals 1984 von Whipple mit dem Einsatz eines CO2-Lasers eingesetzt. Die Klassifizierung des Lasers nach seinen optischen Parametern (Wellenlänge, Leistung und Dosis) wird seitdem in klinischen Studien in Frage gestellt. Es ist bekannt, dass Laser bei unterschiedlichen Dosen die Zellproliferation, Motilität und Sekretion verändern. Die Gewebeinteraktion kann dosisabhängig zerfallen, verflüssigen, erhitzen und verdampfen. Obwohl der im Bewegungsapparat verwendete Lasertyp häufig Ionenresonanzlaser ist, kann er wie folgt klassifiziert werden:
UV-Laser (Excimer)
Sichtbarer Laser (Argon)
IR-Laser (Ionenresonanz)
n CO2n YAG: (Yttrium-Aluminium-Granat)l Neodym (Abbildung-2)l KTP Doppeltes Neodym (Kalium-Titanyl-Phosphat)l Holmiuml Erbium
Argonlaser wird vom Hämoglobin gut absorbiert und wirkt durch die Freisetzung von Wärme im Gewebe. Dieser Effekt führt zur Apoptose mit der Aktivierung von Sauerstoff im Zellkern. Dies ist die Grundlage der photodynamischen Therapie. Excimer bricht molekulare Bindungen, ohne Wärme zu erzeugen, weshalb er als Kaltlaser bezeichnet wird. Mit CO2 wird bei niedrigen Frequenzen eine hohe Leistung erzielt, die von Wasser absorbiert wird. Es entfaltet seine oberflächliche Wirkung ohne Penetration. Die Penetrations- und Koagulationswirkung von Nd YAG ist hoch.
Der Laserenergieeffekt wird in drei Stufen untersucht:
Photothermisch: Koagulation, Nekrose und Verdunstung
Photochemisch (Argon, Excimer): Dabei handelt es sich um die Veränderung von Bindungsstrukturen als Folge der Energieabsorption auf molekularer Ebene. Es bietet einen Vorteil bei der Behandlung von stoffwechselaktivem Gewebe (z. B. Tumoren).
Der fotomechanische Effekt ist eine Kombination aus Kurzwelle und niedrigen Frequenzen und dem Ultraviolett-Infrarot-Effekt an der Grenze. Da das Gewebe mit schneller Ionisierung reagiert, kommt es zum Effekt der „akustischen Stoßwelle“. Selbst am Knochen wird durch diese Funktion die Schnittkraft gewährleistet.
Hochfrequenzenergie ist kurzwellige Schallenergie. Wie bei der Lichtenergie gibt es eine Änderung des physikalischen Zustands proportional zur Tendenz der Materie, auf die die konzentrierte kurzwellige Energie fokussiert ist, zur Instabilität. Diese Veränderung, die durch die Umwandlung in Wärmeenergie erklärt wird, ist die Grundlage der Kochfunktion in Mikrowellenherden.
Der thermische Effekt von Hochfrequenzenergie ist Reibung. Es gibt zwei verschiedene Effekte: ohmsche und dielektrische. Der ohmsche Effekt entwickelt sich bei Frequenzen unter 500 MHz. Wenn der dielektrische Effekt über 500 MHz liegt, tritt eine zerstörerische Mikrowellenwirkung auf. Im Bewegungsapparat wird der ohmsche Effekt von Hochfrequenzenergie im Bereich von 1–300 MHz genutzt.
Mit Hochfrequenzenergie (RF) kann das Gewebe dosisabhängig von seinen kovalenten Bindungen befreit werden (lockern-scheren), vollständig verdampfen oder neue Bindungen bilden (zerknittern-ziehen). Der ohmsche Effekt, der durch Erhöhen oder Verringern der Frequenz bei medizinischen Anwendungen erzielt wird, ermöglicht es dem Kliniker, mit weniger komplexen Optionen als bei Lasern einzugreifen. Allerdings ist seine desintegrierende Wirkung in Weichgewebe begrenzt.
Zu wissen, welche Energie wie oft und wie im Bewegungsapparat verbraucht wird, ist möglich, indem man eine Wahl trifft und die chemischen und physikalischen Folgen dieser Energien im Gewebe kennt. Für beide Energien ist die Durchdringung der wichtigste limitierende Faktor. Die Bevorzugung von Holmium YAG bei Laseranwendungen in der orthopädischen Chirurgie ist einer der mechanischen Vorteile, die es trotz seiner geringen Penetrationswirkung bietet.
Degenerative Bandscheibenerkrankung
Obwohl der Einsatz eines Holmium-YAG-Lasers die thermische Durchdringung und den damit verbundenen Nekroseeffekt reduziert, kann er mit anderen Energievorteilen genutzt werden. Zusätzlich zum akustischen Schockeffekt werden thermische Koagulation, Verdunstung, Faltenbildung und Blutungskontrolle durch eine starke Reduzierung der Gewebepenetration erreicht. Seine Wirkung ist insbesondere bei minimalinvasiven endoskopischen chirurgischen Anwendungen, Arthroskopie, Tenoskopie und Foraminoskopie in Bereichen unverzichtbar, die mit mechanischen Instrumenten nicht erreicht werden können.
Die seit Hippokrates angewandte Wärmetherapie wurde durch Laser- und Radiofrequenzanwendungen wiederbelebt. Der thermische Effekt ist Proteindenaturierung bei 40–70 Grad, Koagulation bei 70–85 Grad, Vakuolisierung bei 85–100 Grad, Verdampfung bei 100 Grad, Karbonisierung bei 400 Grad. Lebendes Gewebe beginnt bei 45 Grad zu sterben, und 45 Grad für den RF-Effekt ist die Temperatur, bei der der Effekt gerade erst begonnen hat. Damit der thermische Hochfrequenzeffekt zu einer irreversiblen Gewebekontraktion des Kollagens führt, muss Energie übertragen werden, um eine Temperatur von 60–75 Grad zu erzeugen. Dieser Effekt beträgt 30 % in 5 Minuten bei 60 Grad, 36 % bei 62 % und mehr als 50 % nach 65 Grad. Durch den thermischen Effekt verwandelt sich die Helixstruktur in eine Gelform mit Proteindenaturierung und verringert ihr Volumen, das Gewebe verkürzt sich und gibt eine morphologische Reaktion. Dieser Effekt wird kurz „Ablation“ genannt.
Die funktionellen Ergebnisse des thermischen Effekts in Geweben mit Regenerationsfähigkeit sind nahezu perfekt. Während sie zum Heilungsprozess in Kapsel-, Band- und Sehnenstrukturen beitragen, treten funktionelle Erwartungen während des Umbaus in dem durch RF begrenzten Bereich auf. Eine durch thermische Einwirkung verursachte Zellnekrose in Strukturen wie Knorpel und Bandscheibe ist jedoch irreversibel. Aus diesem Grund wurden Mechanismen entwickelt, die versuchen, die bei hohen Temperaturen mit monopolaren Elektrokauterisationsspitzen erzeugte Energieübertragung zu erzeugen, die zusammen für Koagulations- und Ablationseffekte sorgen, und bei niedrigen Temperaturen mit bipolaren Hochfrequenzspitzen. Der ablative Effekt tritt beispielsweise bei einem Funken auf, abhängig von der Sondenform. Die monopolare Spitzenform oder die an bipolaren Leitungen ohne Sprünge übertragene Energie ermöglicht eine nichtablative HF-Energieanwendung. Der bipolare Effekt, der eine Koagulation und einen plasmabildenden ablativen Effekt (nichtablativ) bewirkt, ist Koagulation+Ablation=Coblation. Der Unterschied zwischen dem Coblation-Effekt und der multipolaren Hochfrequenz besteht darin, dass er eine Plasmaumwandlung bei niedriger Temperatur ermöglicht. In diesem Sinne kann man von Kaltablation sprechen. Daher gibt es zwei verschiedene Anwendungen von Hochfrequenz:
Monopolar
Bipolar: Coblation-Plasma-Effekt-Kaltablation
Coblation ist ein Durchbruch in der Behandlung der Druckreduktion und der Nukleoplastie im Bandscheibenbereich, liefert aber in ausgewählten Fällen gute Ergebnisse. Heutzutage hat die Wirkung des Intradiskalrings bei der Protrusion der Halsbandscheibe den ersten Platz in den von Klinikern bevorzugten praktischen Anwendungen eingenommen. Bei der zervikalen Coblation sorgt Vand bei einer durchschnittlichen Anwendung von zehn Minuten in vier Richtungen für eine Hohlraumbildung von 2 mm und eine Volumenreduzierung von 10 % (Abbildung 4C).
Im Lendenbereich wird der Effekt der Coblation-Nukleoplastik durch das Öffnen von Kanälen erreicht. Das Öffnen von durchschnittlich 6 Kanälen mit Kobulation kann ausreichen, um den Bandscheibendruck zu reduzieren (Abbildung 4A). Als Nachteil im Vergleich zur mechanischen Nukleoplastik ist die Unfähigkeit, die bei der Radiofrequenz-Nukleoplastik gebildeten Plasmadebris zu entfernen, zu betrachten und bei der zuvor durchgeführten Diskographie unbedingt intradiskales Cefazolin hinzuzufügen. Rückstände können eine Diskitis verursachen.
Intradiskale Therapien:
Die Lasertherapie bei Bandscheibenvorfällen, die 1986 von Choy und Asher zur Reduzierung des Bandscheibendrucks durch Verdampfung im Nucleus Pulposus eingeführt wurde, wurde als „perkutane Laser-Bandscheibendekompression“ (PLDD) bezeichnet. Thermische Endplattennekrose der Lasersonde, Wurzelverletzungen und Diskitiskomplikationen sind in multizentrischen Studien mit bisher bis zu hunderttausend Fällen statistisch unbedeutend. Komplikationen bei den Anwendungen bei entsprechender Dosierung und Häufigkeit parallel zur Endplatte sind in richtig ausgewählten Fällen nahezu nicht vorhanden. Allerdings führten von Autoren wie Martin Knight berichtete Fälle von Tetraplegie nach zervikaler Anwendung immer noch zu thermischer Penetration und Strahlungssicherheit im Rückenmark.
PLDD ist die Übertragung von 400–1000 Joule Nd-YAG-Laserenergie in die Scheibe in 10–30 Minuten. Beim KTP-Laser beträgt diese Zeit 1-2 Minuten. Mit Richley Holmium wurden 1.200–2.000 Joule Gesamtenergie übertragen und ein Erfolg von 88 % gemeldet. Neodym hat eine doppelt so hohe Ablationstiefe und thermische Wirkung wie Holmium. Übermäßige Wasseraufnahme und Wasserentzug aus der Umgebung verstärken den thermischen Effekt und führen zur Karbonisierung. Der thermische Effekt, die richtige Frequenzwahl und die Rückfallzeit können reduziert werden. Diese je nach Wellenlänge variierenden Parameter betragen beim Holmium-YAG-Laser 10-15 Watt, bei einer 10-Hertz-Repetitionszeit sind es insgesamt 1200 Joule. Casper empfiehlt 1200 J Gesamtenergie bei 13 Watt, 10 Hertz, 5 Minuten Rückfall- und Behandlungszeit. In Tabelle 1 wird die Verwendung von Dosen empfohlen, die nach multizentrischen Studien akzeptiert wurden.
Ein weiterer Nachteil von Rückständen, die durch den thermischen Effekt bei der intradiskalen Behandlung verursacht werden, ist mit der Einführung der laserunterstützten Wirbelsäulenendoskopie (LASE) verschwunden (Abbildung 5). Die Anuloplastik wurde durch einen perkutanen Eingriff erreicht, der neben Bildgebung und Spülung auch einen Laser umfasste, und es war möglich, die Trümmer zu entfernen. Bei der subannulären Dekompression und Annuloplastie im Lendenbereich bereitet der Abstand der Laserenergie zum Ringbereich keine Probleme, bei zervikalen Anwendungen ist jedoch der Abstand von 10 mm vom Ursprung des hinteren Längsbandes die Einsatzgrenze. Sang-Ho Lee et al. Sie empfehlen eine maximale Energie von 10 Watt und 10–15 Hertz im Halsbereich. Derselbe sichere Bereich sollte auch im Lendenbereich bevorzugt werden. Die nichtablative Grenze ist eine Energieübertragung, die jeweils 500 Joule bei einer Frequenz von 10 Hz und einem Intervall von 5 Sekunden nicht überschreitet.
Chiu empfiehlt die schrittweise Anwendung von Energie bei der Laseranwendung der Brustwirbelsäule. Es wird empfohlen, bei nicht-nablativen Graden mit 10 Watt zu beginnen, dann auf 5 Watt zu gehen und die Sendeleistung auf 300 Joule (12 Hz) zu reduzieren. In der ersten Stufe wurde die Verdampfung angestrebt, in der zweiten Stufe nur das Zerknittern und Aushärten. Sinovertebrale Neurolyse und Denervierung werden durch den Selbstbericht des Patienten über eine Schmerzreduktion im zweiten Stadium belegt. Chiu empfiehlt außerdem die mechanische Entfernung von Ablagerungen und die endoskopische Kontrolle.
Intradiskale Anwendungen von Hochfrequenzenergie finden ihren Platz auf dem Markt und reichen von monopolarer HF-IDET-Energie bis hin zu Kobulationssonden. Bei der IDET-Behandlung sorgte subannulare Wärme von bis zu 85 Grad für Anuloplastie und Nukleoplastie, während der auf das Gewebe übertragene thermische Effekt bei 55 Grad gemessen wurde. In epiduraler Entfernung erreicht diese Temperatur 30 Grad. Auch wenn der Patient sklerotomal ist, sollten die Schmerzen bei der Anwendung berücksichtigt und die Energiezufuhr abgeschaltet werden (Abbildung-4D).
Coblation sorgt für einen sichereren nicht-thermischen Effekt. Besonders Tipps zur zervikalen Anwendung sind von Vorteil. Die Strahlungswirkung der Koblation, die nach mechanisch-koblativen Prinzipien durch die Öffnung von Kanälen im Lendenbereich arbeitet, steht im Halsbereich im Vordergrund. Beide Radiofrequenzeffekte reduzieren den Bandscheibendruck.
Wirbelsäulenfortsatz | Wellenlänge | Energie | Leistung | Pulse |
PLDD | Ho 2.1 Neodym 1064 | 0,6–1 Joule | 7–10 Watt | 8-12Hz |
Foraminoskopisch | Ho 2.1 Neodym 1064 | 0,8-1 J | 10-24 W | 10-24 W |
Foraminoplasty | Ho 2.1 Neodym 1064 | 1,2–1,5 | 12-30W | 10-24 W |
Offene Laserdiskektomie | Ho 2.1 Neodym 1064 | 0,8-1 J | 7-10 W | 10-24 W |
Periphere Venenhämostase | Ho 2.1 Neodym 1064 | 0,8-1 J | 10-24 W | 10-24 W |
Tabelle 1: Laserenergieanwendungen mit unterschiedlicher Dosis je nach Wirbelsäulenbehandlungsoptionen
Perkutane endoskopische Anwendungen
Endoskopische Laseranwendungen, die parallel zur Definition der perkutanen endoskopischen Chirurgie durch Hijikata und Kambin begannen und von Yeung und Knight fortgesetzt wurden, führten zur Definition des Konzepts der Foraminoplastik.
Die brutalen chirurgischen Ergebnisse einer lateralen Spinalkanalstenose sind auf einem Niveau, das angesichts der endoskopischen Erkennung und Entfernung einer Formaninalstenose nicht zu erreichen ist. Das Problem der Entfernung von Strukturen wie Knochenosteophyten während der Foraminoplastik wurde durch den Stoßwelleneffekt des Lasers gelöst (Abbildung 7). Die zerstörerische Wirkung, die durch die kontinuierliche Anwendung von 30-40 W 10 Hz-Energie direkt auf den Knochen erzielt wird, reicht nicht nur für eine Dekompression aus, sondern beseitigt auch Situationen, die das Sehvermögen beeinträchtigen, wie z. B. die Bildung von Blutungen und Trümmern.
Der Einsatz von Hochfrequenzenergie in der Endoskopie bietet große Erleichterung beim Stoppen epiduraler Blutungen durch Entfernung ringförmiger Fibrillen und Freisetzung von Kernfragmenten. Daher wird bei der endoskopischen Diskektomie der Einsatz beider Energien bevorzugt (Abbildung-6).
Bei der Auswahl von Laser- oder Hochfrequenzenergie in der endoskopischen Wirbelsäulenchirurgie sollte ein selektiver Ansatz angewendet werden.
Die gleiche Anwendung, bei der die Coblation-Methode bei zervikalen Vorwölbungen bei intradiskalen Anwendungen sicher und wirksam ist, kann insbesondere bei asymmetrisch lokalisierten foraminalen Lendenhernien durchgeführt werden, sofern sie auf die Vorwölbung beschränkt ist. Die monopolare IDET-Anwendung kann bei diffusen zentralen und diffusen Vorsprüngen bevorzugt werden. Allerdings kann die Laser-Nukleoplastik in einer schmerzhaften Diskographie kombiniert werden. Bei dieser Anwendung wurden erfolgreiche klinische Ergebnisse durch die Eliminierung der ringförmigen Entspannung und die Reduzierung des Drucks im Kern durch den Laserplasmaeffekt berichtet.
Die mechanische Nukleoplastie wird in Fällen empfohlen, in denen es zu Vorsprüngen und minimalen Extrusionen mit ringförmigem Riss kommt, insbesondere im Lendenbereich. Lee et al. berichteten, dass sie auch die Kompression infolge der plastischen ringförmigen Verformung durch die Anwendung einer subannularen LASE-Anuloplastik nach einer mechanischen Nukleoplastie beseitigten. In unserem Land wird es bald möglich sein, den hinteren Druck durch die Möglichkeit einer selektiven Anuloplastik mit LASE zu reduzieren.
In der endoskopischen Wirbelsäulenchirurgie bietet die bipolare HF-Sonde große Vorteile bei der Entfernung von Geweben, die die extrudierte Bandscheibe zusammenhalten, und bei der Kontrolle von Blutungen. Das Schneiden dieser Gewebe mit mechanischen Instrumenten wird nicht bevorzugt, da es zu einer Beeinträchtigung des Sichtfelds und zu Blutungen kommt. Andererseits wird die Behandlung nach der Entfernung der Bandscheibe mit einer subringförmigen HF-Anwendung vernietet.
Während der subannularen Anwendung des Lasers kann die kontralaterale Protrusion beeinträchtigt werden und eine Annuloplastie ist möglich, aus Sicherheitsgründen sollte jedoch LASE bevorzugt werden. Darüber hinaus kann LASE eine ernsthafte Alternative zur mechanischen Nukleoplastie sein, da es die Entfernung von Ablagerungen ermöglicht. Bei der Foraminoplastik ist die Überlegenheit des Lasers bei der Entfernung von Osteophyten und der Dekompression durch Durchtrennung des Foraminalbandes unbestreitbar. Wenn man bedenkt, dass foramoskopische Shaver-Spitzen nur begrenzte Möglichkeiten bieten und Blutungen verursachen, ist es klar, dass die Laseranwendung weiterhin ein integraler Bestandteil der Foraminoplastik sein wird.
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