Возможности применения диодного лазера в хирургии стремени

Цель исследования. В исследовании представлена оценка эффективности интраоперационных реакций
и изменений порогов костного проведения на высоких частотах при выполнении стапедопластики с использованием диодного лазера с длиной волны 0,98 мкм.
Материал и методы. Пациентам с тимпанальной формой отосклероза (n=20) была выполнена лазерная стапедопластика с установкой тефлонового поршневого протеза в условиях местной анестезии. Диодный лазер с длиной волны 0,98 мкм был использован для перфорации подножной пластины стремени в контактном короткоимпульсном режиме на высокой выходной мощности (30 Вт 30 мс). Лазерный световод до выполнения оперативного вмешательства был подготовлен с помощью активации на деревянном шпателе (5 импульсов) для создания на торце частиц угля, хорошо поглощающих лазерное излучение с длиной волны 0,98 мкм. Для оценки состояния внутреннего уха и функциональных результатов вмешательства
пациентам проводилась тональная пороговая аудиометрия на 7-е сутки, через 1, 3 и 6 месяцев. Кроме того, для оценки состояния внутреннего уха во время оперативного вмешательства проводилась оценка вестибулярных реакций – ощущение провала, кратковременное головокружение (до 10 секунд), долговременное
головокружение (более 10 секунд), а также оценка степени нистагма.
Результаты. Было получено улучшение порогов слуха по воздушной проводимости (ВП) и закрытие костно-воздушного интервала (КВИ) у пациентов в послеоперационном периоде. Медианные значения порогов слуха по ВП: до операции – 25±11,1 дБ, через 1 месяц – 16,2 дБ (Me), через 3 месяца – 15 дБ (Me) и через 6 месяцев – 15 дБ (Me). При оценке порогов слуха по ВП (PTA) до и после вмешательства получено статистически значимое различие в сторону уменьшения порогов (p<0,05) с использованием парного критерия Стьюдента. Закрытие КВИ через 6 месяцев менее 20 дБ наблюдалось у всех пациентов (100%), менее 15 дБ – у 18 пациентов (90%) на частотах 0,5–4,0 кГц. У пациентов в послеоперационном периоде не было выявлено вестибулярных расстройств, увеличения порогов слуха по костной проводимости (КП) на высоких частотах, что свидетельствует об отсутствии повреждения внутреннего уха. Заключение. Поршневая стапедопластика с использованием диодного лазера с длиной волны излучения 0,98 мкм позволяет достигать «отличных» (КВИ≤10 дБ) функциональных результатов у 80% пациентов с отосклерозом через 6 месяцев после операции. Интраоперационно и в раннем послеоперационном периоде у пациентов не наблюдается вестибулярных расстройств и значимого снижения порогов слуха КП на высоких частотах, что свидетельствует о безопасности предлагаемой методики.
Ключевые слова: лазерная стапедопластика, поршневая стапедопластика, отосклероз, диодный лазер
980 нм, кондуктивная тугоухость

Purpose of the study. The aim of our study was to estimate the efficacy and safety of high-power short-pulse mode 0.98 µm diode laser stapedoplasty based on the functional results.
Material and methods. Patients with tympanic otosclerosis (n=20) underwent laser stapedoplasty under local anesthesia using Teflon piston prosthesis. A diode laser with a wavelength of 0.98 µm was used in a contact shortpulse mode at a high output power (30 W 30 ms). Before the surgical intervention, the laser light guide was prepared by activation on a wooden spatula (5 pulses) to create carbon particles at the end that well absorb laser radiation with a wavelength of 0.98 µm. Number of pulses for perforating the stapes footplate was 2–3 impulses. To assess the possible damage of the inner ear and the functional results of the intervention, we performed audiometric test on the 7th day, after 1, 3, and 6 months. In addition, to assess the state of the inner ear during surgery, an assessment of vestibular reactions was carried out – a sense of falling, short-term dizziness (up to 10 seconds), long-term dizziness (more than 10 seconds), as well as an assessment of the nystagmus.
Results. Improvement of hearing thresholds for air conduction (AC) and closure of the bone-air gap (ABG) were obtained in patients in the postoperative period. Median values of hearing thresholds for AC: before surgery – 25±11.1 dB, after 1 month – 16.2 dB (Me), after 3 months – 15 dB (Me), and after 6 months – 15 dB (Me). When assessing hearing thresholds by AC (PTA) before and after the intervention, a statistically significant difference in the direction of decreasing the thresholds (p<0.05) was obtained using the paired Student’s t test. After 6 months, ABG closure of less than 20 dB was observed in all patients (100%), less than 15 dB – in 18 patients (90%) at frequencies of 0.5–4,0 kHz. In the postoperative period, no vestibular disorders and no increase in bone conduction (BC) hearing thresholds at high frequencies were observed, which indicates the absence of damage to the inner ear. Conclusion. Piston stapedoplasty using a diode laser with a wavelength of 0.98 µm allows achieving “excellent” (ABG≤10 dB) functional results in 80% of patients with otosclerosis 6 months after surgery. Intraoperatively and in the early postoperative period, the patients did not demonstrate vestibular disorders or a significant decrease in hearing thresholds at high frequencies, which indicates the safety of the proposed technique. Key words: laser stapedoplasty, piston stapedoplasty, otosclerosis, 980 nm diode laser, conductive hearing loss
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Funding. There was no funding for this study

Введение
С внедрением лазеров в оториноларингологию появились первые данные о возможности лазерной стапедотомии. Различные лазерные системы, такие как KTP, аргон, эрбий, YAG и CO2 -лазеры оценивались на предмет их пригодности для перфорации подножной пластины стремени [1–6]. Основные преимущества использования лазера заключаются в высокой точности его применения, высокой эффективности аблации и низком риске непреднамеренной мобилизации подножной пластины. Результат воздействия лазера на биологическую ткань зависит от его длины волны, которая определяет степень поглощения и глубину проникновения излучения, а также от продолжительности воздействия, плотности энергии излучения. В настоящее время «золотым» стандартом для выполнения лазерной стапедопластики считается CO2 -лазер. Излучение CO2 -лазера находится в инфракрасном спектре и имеет длину волны 10,6 мкм. Его излучение крайне эффективно поглощается водой, а, следовательно, подлежащие ткани защищены от его воздействия [7]. В последнее время в научной медицинской литературе появились клинические и экспериментальные данные об успешном применении диодного лазера с длиной волны 0,98 мкм для лазерной стапедопластики [8–12]. Немаловажным преимуществом диодного лазера является возможность проведения лазерного излучения с длиной волны 0,98 мкм по тонкому кварцевому световоду, что существенно облегчает доставку лазерной энергии к среднему уху. В отличие от СО2 -лазера, излучение с длиной волны 0,98 мкм значительно хуже поглощается водой, зато лучше поглощается гемоглобином и темными пигментами. Слабое поглощение водой, с одной стороны, означает меньший риск ее нагревания при прохождении излучения, но и более глубокое проникновение самого излучения. Так как внутреннее ухо заполнено прозрачными жидкостями, пери- и эндолимфой, а волосковые клетки преддверия лабиринта находятся всего в 2–3 мм от подножной пластинки стремени, то необходимо использовать как можно меньшую энергию лазерного излучения и длительность импульса, чтобы не подвергать нейросенсорный эпителий внутреннего уха риску повреждения. Результаты найденных нами клинических и экспериментальных исследований, посвященных применению лазера с длиной волны 980 нм при стапедопластике, достаточно разнородны. В исследованиях описаны различные режимы лазерного воздействия: мощность – от 2 до 30 Вт, длительность импульса – 40–200 мс, диаметр волокна – 0,2–0,6 мм, энергия одного импульса – от 35 до 637 Дж/см2 [8–12]. D.M.A. Kamalski и др. [9] протестировали тепловые, механические и акустические эффекты диодного лазера 980 на экспериментальной модели внутреннего уха (режим воздействия 3 Вт 100 мс), продемонстрировав, что эти эффекты находятся в безопасных пределах. Несмотря на экспериментальное обоснование данных режимов, в серии клинических наблюдений P.K. Parida было несколько случаев предположительно термического повреждения внутреннего уха после лазерной стапедотомии, а также случай пареза лицевого нерва [11]. Нами была предложена следующая модификация методики лазерной стапедотомии при помощи диодного лазера с длиной волны 980 нм, позволяющая снизить риск повреждения структур внутреннего уха: активация световода перед воздействием на деревянном шпателе, создание перфорации по диаметру меньшей, чем диаметр самого волокна

Вышеперечисленные модификации позволили снизить энергию лазерного воздействия и длительность импульса по сравнению с имеющимися данными клинических исследований мировой литературы, а значит повысили безопасность проводимой процедуры [13]. Несмотря на наличие данных об успешном применении диодного лазера с длиной волны 0,98 мкм в клинической практике, в отечественной литературе встречается крайне мало исследований, посвященных данной теме.

Целью исследования явилась оценка эффективности, интраоперационных реакций и изменений порогов костного проведения (КП) на высоких частотах при выполнении стапедопластики с использованием диодного лазера с длиной волны 0,98 мкм

Материал и методы

Исследование было одобрено этическим комитетом ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. Перед операцией все пациенты подписали согласие на хирургическое вмешательство и были проинформированы о хирургических методах и рисках процедуры. Критерием включения являлся диагноз отосклероз, установленный на основании отоэндоскопии, тимпанометрии (тимпанометрическая кривая тип А и отсутствие акустического рефлекса), тональной пороговой аудиометрии и компьютерной томографии височных костей (класс 1 по Symons и Fanning) [14], с костновоздушным интервалом (КВИ)>20 дБ. Критериями невключения являлись беременность, возраст до 18 лет, активный отосклероз по данным отоэндоскопии, ревизионная стапедопластика. С января 2019 г. по декабрь 2019 г. одним и тем же хирургом было выполнено 20 первичных стапедопластик. Во время оперативного вмешательства проводилась оценка вестибулярных реакций для оценки возможного повреждения внутреннего уха: ощущение провала, кратковременное головокружение (до 10 секунд), долговременное головокружение (более 10 секунд), а также оценка степени нистагма. Производилась оценка динамики ушного шума в пред- и послеоперационном периодах. На 7-е стуки после вмешательства выполнялась тональная пороговая аудиометрия с целью выявления скрытых улитковых нарушений. В дальнейшем, тональная пороговая аудиометрия выполнялась через 1, 3 и 6 месяцев после операции. Оценка слуха производилась путем оценки КВИ и порогов слуха по воздушному проведению (ВП) на частотах 0,5; 1; 2 и 4 кГц. Оценка степени повреждения внутреннего уха осуществлялась путем анализа порогов по КП на частотах 4 и 8 кГц. Усреднение порогов производилось с помощью расчета среднего арифметического для диапазона частот. Оперативное вмешательство выполнялось в условиях местной анестезии с использованием диодного лазера с длиной волны 0,98 мкм в контактном импульсном режиме. Все этапы операции выполнялись под контролем микроскопа с использованием холодных инструментов, лазер был использовандля перфорации подножной пластины стремени перед установкой поршневого протеза. Число импульсов для перфорирования подножной пластины стремени составляло 2–3 импульса. Диаметр кварцевого сердечника световода составлял 600 мкм. Лазер был использован в импульсном режиме: длительность импульса составляла 30 мс, выходная мощность излучения – 30 Вт. Лазерный световод до выполнения оперативного вмешательства был подготовлен с помощью активации на деревянном шпателе (5 импульсов) для создания на торце частиц угля, хорошо поглощающих лазерное излучение с длиной волны 0,98 мкм. Во всех случаях был использован поршневой тефлоновый протез фирмы Medtronic с диаметром 0,4 мм. Наружный слуховой проход рыхло тампонировался марлевыми турундами, которые удаляли на 7-е сутки после вмешательства. Все пациенты сохраняли строгий постельный режим в течение одних суток после операции.

Результаты
Характеристика пациентов, перенесших лазерную стапедопластику, представлена в табл. 1. Была произведена оценка порогов КП до операции. По данным уровня слуха по КП пациенты разделились на следующие группы: тимпанальная форма отосклероза у 8 (40%) пациентов (КП менее 20 дБ), смешанная форма I (КП от 20 до 30 дБ) у 7 (35%), смешанная форма II (КП более 30 дБ) у 5 (25%) пациентов. Интраоперационно у 7 (35%) пациентов было выявлено сужение ниши окна преддверия, затрудняющее манипуляции в данной области. У 2 (10%) пациентов была выявлена «плавающая» подножная пластина стремени. Несмотря на анатомические особенности, в данной группе пациентов была выполнена лазерная стапедотомия и установлен поршневой протез. Так как операция выполнялась в условиях местной анестезии, в момент выполнения перфорации подножной пластины стремени производилась оценка интраоперационных реакций у пациента (табл. 2).В раннем послеоперационном периоде после активизации больного производилась оценка вестибулярных реакций и ушного шума. Нистагм 1-й степени был выявлен у 3 (15%) пациентов, у остальных нистагм отсутствовал. Уменьшение ушного шума отметили 5 (25%) пациентов. Среди пациентов жалобы на ушной шум предъявляли 55%, преобладал шум низкочастотного характера. Через 6 месяцев после операции у 7 (64%) пациентов с тиннитусом шум полностью исчез, 1 (9%) пациент отметил уменьшение интенсивности ушного шума. При анализе порогов слуха по ВП (в диапазоне частот от 0,5 до 4 кГц) до и через 1 месяц после вмешательства был отмечено уменьшение порогов. Различия оказались статистически значимы (p<0,05) с использованием парного критерия Стьюдента. Медианные значения порогов слуха по ВП: до операции – 25±11,1 дБ, через 1 месяц – 16,2 дБ (Me), через 3 месяца – 15 дБ (Me) и через 6 месяцев – 15 дБ (Me). При динамической оценке порогов слуха по КП у 2 пациентов отмечено их повышение на высоких частотах от 4–8 кГц до 10 дБ, которое нивелировалось к 6-му месяцу послеоперационного периода. Важно отметить, что у данных пациентов интраоперационно была выявлена «плавающая» подножная пластина стремени. Среднее значение порогов слуха по КП на высоких частотах составило до 23,75 дБ, через 1 месяц – 20 дБ, через 3 месяца – 18,75 дБ и через 6 месяцев – 18,75 дБ (рис. 1). КВИ до оперативного вмешательства составлял 32±6,7 дБ (M±SD). Через 1 месяц показатель изменился до 14 дБ. Закрытие КВИ менее 20 дБ через 1 месяц было достигнуто у 16 (80%) пациентов. Закрытие КВИ через 6 месяцев менее 20 дБ наблюдалось у всех (100%) пациентов, менее 15 дБ – у 18 (90%) пациентов на всех частотах (рис. 2).

Обсуждение
За последние 25 лет различные лазерные системы были использованы в качестве альтернативы традиционной хирургии стремени. Использование лазера позволяет точно перфорировать подножную пластину стремени, при этом не оказывая значительного механического давления. Кроме того, использование лазера позволяет перфорировать «плавающую» подножную пластину стремени и манипулировать в узком окне преддверия. A.M. Poletti и соавт. описали режим использования диодного лазера для стапедотомии, существенно увеличив мощность воздействия до 40 Вт, но сократив длительность импульса до 60 мс (энергия одного импульса – 850 Дж/см2 ), мотивируя это тем, что основной механизм повреждения внутреннего уха – теплопередача, а сокращение времени воздействия сокращает время теплопередачи [10]. Математические расчеты, а также серия представленных авторами клинических наблюдений в целом подтверждают безопасность этого режима. Представленная модификация методики лазерной диодной стапедопластики заключается в предварительной активации световода на деревянном шпателе и создание перфорации диаметром меньшим, чем диаметр волокна. Специальная подготовка лазерного волокна перед воздействием заключается в скалывании торца световода и активации его при непосредственном контакте с деревянным шпателем. Это приводит к возгоранию древесины в точке воздействия и к осаждению частиц угля на торце световода. Уголь, имеющий черный цвет, очень хорошо поглощает излучение ближнего инфракрасного диапазона – значительно лучше, чем розовая слизистая оболочка или светлая кость стремечка. Такая подготовка позволяет добиться эффективной аблации костной ткани при более низких показателях мощности и длительности импульса, чем в предлагаемой A.M. Poletti методике. В серии экспериментальных исследований с использованием диодного лазера 0,98 мкм на высокой мощности короткими импульсами было получено, что перфорирование подножной пластины менее чем за 3 импульса достигается при минимальной мощности 30 Вт и минимальной длительности импульса 30 мс (после предварительного зачернения торца световода). Таким образом, энергия одного лазерного импульса по нашей методике составляет 212 Дж/см2 , что 4 раза меньше, чем у A.M. Poletti. Длительность импульса также существенно снижена (в 2 раза), что еще больше повышает безопасность воздействия. Распределение плотности мощности лазерного излучения, выходящего из торца кварцевого световода, неравномерно и сконцентрировано ближе к центральной части волокна. Поэтому для создания перфорации, соответствующей диаметру кварцевого световода, требуется бóльшая энергия излучения, чем для создания перфорации меньшего диаметра. Фактически, при создании перфорации диаметром с волокно в центральной части пятна воздействия выделенная энергия будет избыточной и может привести к повреждению внутреннего уха. Мы предлагаем использовать кварцевый световод диаметром 0,6 мм, но создавать перфорацию в подножной пластинке стремени меньшего диаметра (около 0,4–0,5 мм) и устанавливать поршневой протез стремени диаметром 0,4 мм вместо 0,6 мм.Уменьшение диаметра перфорации также позволяет при использовании нашей методики снизить энергию лазерного воздействия и повысить безопасность процедуры. В результате клинического исследования нами было получено улучшение порогов слуха ВП и закрытие КВИ у пациентов в послеоперационном периоде. Оперативное вмешательство выполнялось в условиях местной анестезии, что позволяло косвенно судить о возможном нагреве перелимфы на основании интраоперационных вестибулярных реакций. Закрытие КВИ через 6 месяцев менее 20 дБ наблюдалось у всех (100%) пациентов, менее 15 дБ – у 18 (90%) пациентов на частотах 0,5–4,0 кГц. Таким образом, результаты данного исследования сопоставимы с литературными данными (табл. 3). У 2 пациентов наблюдалось временное повышение порогов слуха КП на высоких частотах (8 и 4 кГц) до 10 дБ. Однако временное ухудшение слуха может быть связано с многочисленными факторами, такими как чрезмерное истечение перилимфы, попадание крови в преддверие, операционная травма. Отсутствие вестибулярных расстройств, восстановление порогов слуха КП на высоких частотах, отсутствие сеносоневральной тугоухости в послеоперационном периоде свидетельствует о безопасности использования диодного лазера с длиной волны 0,98 мкм для выполнения стапедотомии.

Выводы
Поршневая стапедопластика с использованием диодного лазера с длиной волны излучения 0,98 мкм позволяет достигать «отличных» (КВИ≤10 дБ) функциональных результатов у 80% пациентов с отосклерозом через 6 месяцев после операции. Использование лазера для выполнения стапедотомии облегчает работу хирурга при наличии «плавающей» подножной пластины стремени и узкой ниши преддверия и позволяет избежать осложнений. Интраоперационно и в раннем послеоперационном периоде у пациентов не наблюдается вестибулярных расстройств и значимого снижения порогов слуха КП на высоких частотах, что свидетельствует о безопасности предлагаемой методики.