Thermische und mechanische Nebeneffekte bei der ER:YAG-Laser- Phakoablation

H. Lubatschowski1, M. Busemann1, N. Mommsen2, O. Kermani3, H. Welling1
1 Laser Zentrum Hannover e.V.
2 Klinik für kleine Haustiere, Tierärztliche Hochschule Hannover
3 Laserforum GmbH Köln

Problemstellung: Die optische Eindringtiefe der Er:YAG- Laserstrahlung bei 2,94 µm Wellenlänge in biologisches Gewebe liegt bei etwa 1 µm. Damit eignet sich dieser Laser grundsätzlich für mikrochirurgische Eingiffe wie etwa die Phakoemulsifikation. Aufgrund der explosionsartigen Verdampfung des Gewebewassers werden jedoch während und nach der Lasereinwirkung am Faserende heftige mechanische und thermische Folgereaktionen induziert, die schädigende Auswirkungen auf weiter außerhalb liegendes Gewebe haben können.

Methodik: Mittels Temperaturmessungen und mit den Methoden der Kurzzeitphotographie kann das Ausmaß der mechanischen und thermischen Nebenwirkungen sichtbar gemacht werden. An Modellsubstanzen (BSS, Polyachryllamid, Agar-Gel) wurden Temperaturentwicklung und Kavitationsblasendynamik in Abhängigkeit der äußeren Parameter wie Pulsenergie; Repetitionsrate des Lasers sowie Durchmesser des Faserhandstückes analysiert.

Ergebnisse: Der Anstieg der Temperatur des Probenvolumens (3 ml) bleibt selbst bei hohen Laserenergiedosen (3 kJ) und ohne kühlende Spülflüssigkeit unter 5° und liegt damit deutlich unter dem Temperaturanstieg bei üblicher Ultraschalleinstrahlung. Die laserinduzierten Kavitationsblasen können abhängig von der Pulsenergie des Lasers sich auf bis über 1 mm Entfernung von der Faserspitze erstrecken. Im Gegensatz zu den ultraschall-erzeugten Kavitationsblasen, deren Durchmesser sich auf wenige 100 µm beschränken, erscheint damit bei voller Laserleistung das mechanische Schädigungspotential der Laserstrahlung größer als die schädigende Wirkung des Ultraschalls.

Schlußfolgerung: Bei moderaten Laserleistungen (40 mJ, 40 Hz) ist der Laser im Hinblick auf mechanische und thermische Nebenwirkungen das schonendere Instrument zur Emulsifikation der Linse. Um jedoch vergleichbare Abtragzeiten wie die der Ultraschallemulsifikation zu erreichen sind deutlich höhere Laserleistungen erforderlich, bei denen die Kavitationsblasen eine Reichweite in der Größenordnung von einigen mm erreichen können. Bei der jeweiligen Situation angepaßter, wohl dosierbarer Pulsenergie und/oder Repetitionsrate stellt damit der Er:YAG-Laser eine sichere und schonende Alternative zur Emulsifikation der Linse dar.