LASER ERBOWY Er:YAG W ZASTOSOWANIACH STOMATOLOGICZNYCH
WADY I ZALETY ORAZ WARUNKI STOSOWANIA

Marzec 1999

ERBIUM LASER IN DENTAL APPLICATIONS
ADVANTAGES AND DISADVANTAGES AND APLICATION CIRCUMSTANCES

Artur Gaczek

z Zakładu Techniki Laserowej Electric System & Laser Technology - Katowice
Kierownik zakładu : Artur Gaczek

Podsumowanie:
    Poniższy artykuł omawia zasady użytkowania lasera erbowego w aplikacjach stomatologicznych. Poruszone są między innymi aspekty oddziaływania wiązki lasera erbowego na tkankę, warunki bezpiecznego stosowania, zasady ergonomii pracy laserem erbowym i inne. Artykuł bogaty jest w dużą ilość wskazówek praktycznych dla użytkowników, oraz pomaga zrozumieć specyfikę oddziaływania wiązki laserowej na tkankę. Materiał ten przeznaczony jest głównie dla posiadaczy oraz osób zamierzających zaopatrzyć się w to urządzenie.
 

Summary:
    The article below discusses the principles of utilization of the erbium laser in dentistry. Among the other things, the following are presented: aspects of interaction of a laser beam with tissues, conditions of safe use, principles of ergonomics at work with the erbium laser. The article is rich in a large number of practical indications for the users and potential users. It enables to understand the specificity of interactions of the laser beam with tissues. The material is intended mainly for the owners of the equipment and those who plan its purchase.
 
 

KEY WORDS: laser dentistry, photo-ablation, vaporization, carbonization, laser preparation of dentine, ergonomics of laser dentistry.
 
 

    Laser erbowy jest inwazyjnym narzędziem służącym do opracowywania ubytków czyli tkanek twardych. Zasada jego działania opiera się na „odparowywaniu” tkanki za pomocą krótkich impulsów światła o dużej mocy (fotoablacja). W dużym skrócie wygląda to tak, że tkanka na czas ok. 200us poddawana jest działaniu promieniowania laserowego o mocy rzędu tysięcy wat . W efekcie następuje gwałtowna przemiana wody zawartej w tkance w parę i rozerwanie tkanek w drobny pył. Najistotniejsze znaczenie ma tu wysoka absorpcja promieniowania lasera erbowego (2940nm) przez tkankę i zawartą w niej wodę. Woda dla światła lasera erbowego jest „czarna”, nie przenikalna i dzięki temu cała energia zawarta w impulsie światła tego lasera w wodzie zamienia się w ciepło, powodując jej odparowanie. Z tego też względu bardzo poprawia się skuteczność opracowywania ubytków kiedy napylamy wodę, za pomocą spray’u, na powierzchnię opracowywanej tkanki. Polewanie tkanki strumieniem wody bez jej rozpylenia może całkowicie uniemożliwić opracowywanie tkanki dlatego, że gruba warstwa wody na powierzchni potrafi całkowicie odizolować wiązkę lasera od tkanki.
    Używanie spray’u wodnego podczas opracowywania ubytków jest konieczne również z przyczyn termicznych, można nawet powiedzieć, że niedopuszczalne jest opracowywanie ubytku bez takiego chłodzenia. Jak wcześniej wspominałem, impuls wiązki laserowej niesie ze sobą pewną ilość energii, która w efekcie absorpcji zamieniana jest w ciepło. Część tego ciepła zużywana jest w procesie fotoablacji (zjawisko korzystne) a część ulega rozproszeniu w tkance (zjawisko niekorzystne). Ciepło z każdego impulsu, rozpraszane w tkance w efekcie kumuluje się, co prowadzi do podniesienia temperatury tkanki. Jak doskonale wiemy, przegrzanie miazgi poza efektem bólowym może skończyć się poważnymi powikłaniami.
    Powikłania wynikłe na skutek przegrzania miazgi mogą być groźne nie tylko dla pacjenta ale też i dla lekarza odpowiedzialnego za przeprowadzenie zabiegu. Jak wiadomo, coraz powszechniejsze staję się w Polsce (na wzór zachodni) pociąganie do odpowiedzialności finansowej lekarzy za spowodowane szkody zdrowotne. Odbywa się to na drodze sądowej w sprawach z powództwa cywilnego.
    Podczas oddziaływania wiązką lasera erbowego na tkankę nie spryskiwaną wodą, dochodzi też do powierzchniowej karbonizacji tej tkanki, co objawia się zmianą koloru na lekko brązowy. Należy unikać takich stanów a jeżeli się pojawią to należy je zlikwidować działając ponownie wiązką w towarzystwie spray’u. Położenie podkładu i wypełnienia na taką powierzchnię nie gwarantuje dobrej przyczepności ponieważ wypełnienie może odkleić się wraz z warstwą skarbonizowanej tkanki. Przyczyną jest tu znaczne osłabienie wiązań wewnętrznych w tkance skarbonizowanej. Prawidłowo opracowana tkanka jest mikroporowata i idealnie sterylna. Umożliwia to założenie podkładu i wypełnienia z pominięciem procesu trawienia. Zarówno adhezja jak i retencja mają bardzo wysoki stopień przy wypełnianiu ubytków opracowanych laserem. Z tego też względu należy unikać stosowania lasera do opracowywania ubytków pod wypełnienia czasowe.
    Przy opracowywaniu ubytków laserem, należy zwrócić szczególną uwagę na precyzję tej czynności. Trafienie wiązką lasera w zdrową powierzchnię zęba powoduje ubytek w szkliwie, który może stać się przyczyną powstania próchnicy. Ubytek taki jest mikroskopijny i przy mokrej powierzchni morze być nie widoczny. Wszystkie w ten sposób powstałe ubytki w szkliwie należy bezwzględnie zabezpieczyć. Przypadkowe trafienie wiązką lasera w tkankę miękką powoduje odparowanie tej tkanki w towarzystwie efektu bólowego, podobnego do energicznego wbicia igły. Ranka tego typu krwawi (w przypadku lasera erbowego nie występuje zjawisko koagulacji naczyń) i trudno się goi, ponieważ nie zasklepia się tak jak rana po narzędziu tnącym. Mimo to, nie jest to nic poważnego ani nazbyt uciążliwego.
    Ażeby uniknąć przypadkowych trafień wiązką lasera w nieodpowiednie miejsca, należy bezwzględnie zawsze pracować z punktem podparcia ręki trzymającej końcówkę lasera o punkt twarzy pacjenta. W stosunku do pracy turbiną różnica tu jest zasadnicza – brak jest kontaktu mechanicznego z tkanką a co za tym idzie nie da się pracować na wyczucie. Dodatkowo, bez takiego kontaktu, ręka zawsze będzie się przemieszczać względem twarzy pacjenta w sposób niekontrolowany. Po zaledwie kilku minutach takiej pracy, ręka zaczyna drgać w efekcie długotrwałego napięcia mięśni.
    Jak wcześniej wspominałem, zjawisko fotoablacji powoduje rozerwanie tkanek w drobny pył za sprawą szybkiej przemiany wody w parę. Niestety zjawisko to ma także swoje minusy. Do jednego z tych minusów należy rozpylanie wirusów, jeżeli takowe zawarte są w tkankach. Wirusy te (między innymi WZW i HIV) przeżywają w pewnym procencie działanie wiązki laserowej i rozprzestrzeniają się w pomieszczeniu wraz z oparami wydzielanymi przez tkankę podczas oddziaływania wiązką laserową. Z tego właśnie względu niezbędne jest stosowanie ssaka podczas zabiegu, sam ślinociąg do usunięcia nadmiaru wody w tej sytuacji jest niewystarczający.
    W przypadku standardowego układu pozycji, stomatolog – pacjent , praca laserem jest dosyć uciążliwa i nie gwarantuje zadowalającej szybkości. Konieczność jednoczesnego użycia lasera, ssaka, spray’u (w przypadku kiedy końcówka lasera nie jest weń wyposażona), lusterka lub jeszcze innych instrumentów czyni zabieg prawie niewykonalnym w pojedynkę. Nawet kiedy to się udaje, jest to niewątpliwie bardzo męczące dla lekarza i powoduje szybkie zniechęcenie. Najbardziej optymalna dla zastosowania lasera jest praca na cztery lub sześć rąk, kiedy lekarz znajduje się na godzinie dwunastej (tj. za głową pacjenta) a pacjent przyjmuje pozycję leżącą. W takim układzie pracy, część zadań przejmuje asysta dając swobodę ruchów lekarzowi. [Dokładnie zagadnienia pracy na cztery ręce omawia „ATLAS , Techniki Pracy na Cztery Ręce w Stomatologii Ogólnej” pod redakcją  Marka Bladowskiego. ] W tej pozycji najwygodniejsze jest uzyskanie punktu podparcia dla ręki trzymającej końcówkę lasera, co gwarantuje precyzyjne prowadzenie wiązki laserowej w polu operacyjnym. Należy pamiętać również o korzyściach płynących z zachowania naturalnej, prawidłowej postawy przez lekarza wykonującego zabieg na godzinie dwunastej. Usytuowanie takie zapewnia brak stałych napięć mięśni, potrzebnych do utrzymania nienaturalnych pozycji, wymuszonych przez potrzebę kontaktu wizualnego z polem operacyjnym. Nie istnieje także potrzeba wykonywania ruchów w strefie leżącej poza zasięgiem rąk lekarza (np. w celu pobrania instrumentu lub wprowadzenia nastaw do urządzeń). Te dwie, pozornie nieznaczące sprawy gwarantują jednak możliwość długotrwałej pracy bez odczuwania skutków zmęczenia. Można swobodnie powiedzieć, że praca taka jest komfortowa. Ma to bardzo istotne znaczenie w przypadku stosowania takiego narzędzia inwazyjnego jakim jest laser. Należy bowiem mieć na względzie, iż praca osoby zmęczonej jest bogata w nerwowe, nieskoordynowane ruchy i nieprzewidywalne zachowania. To w  połączeniu z użytkowaniem lasera wysokoenergetycznego grozi poważnymi wypadkami, zarówno dla pacjenta jak i personelu z operatorem włącznie.
    Istotną rzeczą podczas używania lasera jest praca w bezpośrednim polu widzenia lub torze wizyjnym, nie powodującym obrócenia obrazu. Spowodowane to jest pogorszeniem koordynacji, podczas obserwacji własnych ruchów w odbiciu lustrzanym lub obracającym obraz torze wizyjnym. Podczas pracy laserem, czyli bez kontaktu mechanicznego z polem operacyjnym, efekt ten może obfitować w „fałszywe ruchy”, których skutki możemy łatwo przewidzieć. Zasadnicza różnica w stosunku do analogicznego przypadku z użyciem turbiny polega na efekcie opóźnionej reakcji i rozkojarzenia. W przypadku kiedy turbiną zjedziemy z obranego pola możemy ją po prostu odsunąć od tkanki, co zrobimy stosunkowo szybko, nie zmuszając do reakcji nogi spoczywającej na sterowniku nożnym. W przypadku lasera odsunięcie końcówki nic nam nie da, ponieważ wiązka lasera i tak trafi tam gdzie nie będziemy chcieli jej skierować a gdzie znajdzie się przypadkowo. W tej sytuacji pozostaje jedynie reakcja nogi zwalniającej sterownik nożny lasera, ta natomiast jest bardziej opóźniona w stosunku do reakcji ręki. W efekcie, w zależności od aktualnie nastawionej częstotliwości pracy, od kilku do kilkunastu impulsów może trafić w sąsiednie tkanki powodując ich uszkodzenie.
    Bardzo częstym pytaniem stomatologów pragnących zrobić technologiczny krok do przodu i zaopatrzyć się w laser do opracowywania tkanek twardych, jest „czy to naprawdę nie boli ?”. Otóż sprawa ma się następująco, istnieje kilka przyczyn powstania efektu bólowego dla pacjenta podczas opracowywania ubytku za pomocą turbiny. Do przyczyn tych należą między innymi: fala akustyczna w tkance wywoływana przez pracę turbiną a oddziaływująca mechanicznie na nerw, ciepło wydzielane podczas opracowywania tkanki przy niewystarczającym chłodzeniu, mechaniczne uszkodzenie tkanki unerwionej oraz dźwięk turbiny, który u części pacjentów powoduje potęgowanie bólu na podłożu psychologicznym.
    W przypadku lasera erbowego impuls trwa ok. 200us (dwieście milionowych części sekundy) i nie powoduje powstania takiej fali akustycznej w tkance jak turbina. Natomiast sam system nerwowy „nie zauważa” impulsów o tak krótkim czasie trwania. Zjawisko to leży u podstaw opinii, że opracowywanie ubytków laserem erbowym jest bezbolesne. Dodatkowo brak dźwięku turbiny u pacjentów do niego zrażonych, nie powoduje skutków bólowych na podłożu psychologicznym. Nie należy jednak uważać, że jest tu jakaś gwarancja bezbolesności jak to zwykli propagować, niektórzy rodzimi producenci laserów w swoich materiałach reklamowych. Trzeba  pamiętać, że integrowanie wysokoenergetycznej wiązki laserowej z tkanką unerwioną zawsze spowoduje większy lub mniejszy ból ( w przypadku lasera erbowego raczej większy) a jak już wcześniej wspomniałem, o przegrzanie tkanki laserem poprzez nieuwagę, też nie jest trudno. Wynika z tego, że faktycznie można przeprowadzać zabiegi tym laserem bez bólowo, ale dotyczy to ok. 70% przypadków i w przeważającej mierze zależy od wprawy i umiejętności lekarza. W pozostałych przypadkach należy użyć znieczulenia. Nie należy pozostawać w przeświadczeniu że laserem nauczymy się pracować w trzy dni o szkoleniu oraz, że laser będzie za nas „myślał”, wystarczy przypomnieć sobie ile lat zajęło perfekcyjne opanowanie pracy turbiną. Jeżeli chodzi o kwalifikację przypadków do opracowywania laserem to należy pamiętać że końcówką lasera nie wszędzie się dostaniemy. W takim przypadku należy skorzystać z metody łączonej i użyć dodatkowo turbiny, lub zrezygnować całkowicie z zastosowania lasera i w całości opracować ubytek turbiną. Laser erbowy na dzień dzisiejszy, niestety nie eliminuje z gabinetu tradycyjnej turbiny, nie stanowi dla niej całkowitej alternatywy.
    W ramach zasad bezpiecznego stosowania laserów należy zapoznać się z odpowiednim rozdziałem w instrukcji obsługi zakupionego urządzenia. Są tam dosyć szczegółowo opisane warunki użytkowania laserów oraz co można a czego nie można robić podczas korzystania z tych urządzeń. Do ważniejszych aspektów bezpiecznego stosowania lasera erbowego należy zrozumienie cech wiązki laserowej i zasad jej rozchodzenia się. Po pierwsze, energia impulsu tego lasera klasyfikuje go do rodziny laserów wysokoenergetycznych charakteryzujących się tym, iż ich promieniowanie bezpośrednie, rozproszone i odbite jest w każdych warunkach nie bezpieczne dla narządu wzroku i tkanek. W praktyce jednak wszystkie te lasery zaopatrzone są w końcówkę o stosunkowo krótkiej ogniskowej co powoduje, że wiązka po przebyciu odległości rzędu kilkudziesięciu centymetrów zmniejsza swą gęstość mocy do poziomu bezpiecznego dla tkanek. Daje to rodzaj „bezpieczeństwa warunkowego” tzn., że osobom przebywającym w pomieszczeniu a nie będącym w bezpośrednim zasięgu końcówki lasera, nie zagraża żadne niebezpieczeństwo. Poza tym, wiązka lasera erbowego ze względu na swą długość fali nie jest transmitowana przez ciało szkliste gałki ocznej. Naświetlenie gałki oka z małej odległości spowoduje uszkodzenie powierzchni, natomiast z dalszej odległości (gęstość mocy bezpieczna dla tkanek) spowoduje uczucie ciepła, nie dojdzie natomiast do naświetlenia  i uszkodzenia siatkówki. Niedopuszczalne jest operowanie w zasięgu pracy wiązki laserowej instrumentami zdolnymi odbić tą wiązkę. Do pracy w towarzystwie wiązki laserowej, powinno się używać specjalnie do tego celu przystosowanych instrumentów, posiadających zmatowione powierzchnie. Niedopuszczalne także jest uruchamianie lasera ze zdjętą końcówką ogniskującą, w tym przypadku ramie optyczne lasera erbowego opuszcza skolimowana (zbieżna) wiązka laserowa, pozostająca niebezpieczną na dużej odległości. Obowiązkowym także jest używanie specjalnych okularów ochronnych a w szczególności przez pacjentów, których oczy znajdują się w bezpośrednim polu oddziaływania wiązki lasera. Wszystkie osoby uczestniczące aktywnie w zabiegu tj. lekarz i asysta powinny obowiązkowo posiadać przeszkolenie z zakresu bezpiecznej obsługi urządzeń laserowych.
    Pomimo wielu kontrowersji dotyczących stosowania, oraz wielu uciążliwości związanych ze specyfiką obsługi, laser erbowy stanowi obecnie jedno z najszybciej rozpowszechniających się na świecie urządzeń laserowych dla stomatologii. Jego niewątpliwe zalety w połączeniu z fachową obsługą otwierają nową erę technologiczną w stomatologii. Na rynku od momentu pojawienia się laserów erbowych obserwuje się ich nieustanną ewolucję. Można do niej zaliczyć coraz powszechniej stosowany elastyczny falowód w miejsce sztywnego ramienia optycznego, oraz niedawno zaprezentowany na targach w Koloni, zestaw końcówek endodontycznych, poszerzających zakres zastosowań tego lasera. Także nie bez znaczenia pozostają elementy ergonomii użytkowania tych urządzeń. Obecnie dominuje na świecie trend na wysokie, kolumnowe obudowy, stojące na własnych kołach. Zajmują one niewiele miejsca, dają się łatwo przemieszczać, oraz nie wymagają dodatkowych mebli i uchwytów mocujących. Ich wysokość daje możliwość łatwego dostępu do klawiatury oraz akcesoriów wykonawczych lasera. Obecnie jedynie na międzynarodowych targach medycznych na zachodzie można znaleźć szeroki asortyment tych urządzeń, oferowany przez kilkadziesiąt firm na świecie. W Polsce na targach wystawia się zazwyczaj tylko kilku oferentów tego typu urządzeń, w tym kilku krajowych. Nasz rynek w tym sektorze nie posiada jeszcze odpowiedniej chłonności, a co za tym idzie nie jest dosyć atrakcyjny dla niektórych producentów. Bezpośrednim tego efektem jest fakt iż wielu producentów zagranicznych nie wchodzi jeszcze  na nasz rynek. Jak dobrze wiemy związane jest to z ceną tych urządzeń, średnio trzeba zapłacić za tego typu laser krajowy ok. 15.000USD, a zagraniczny ok. 40.000USD, wysokość tych cen dosyć skutecznie ogranicza grono osób zainteresowanych zakupem. Mimo to szacuje się, że na naszym rynku pracuje około sto kilkadziesiąt takich urządzeń w skali kraju a co roku przybywa następnych kilkanaście. Lasery produkowane obecnie w kraju posiadają atrakcyjniejsze ceny od odpowiedników zagranicznych przy czym nie ustępują im pod względem oferowanych parametrów. Najczęściej są tylko montowane w kraju w oparciu o import podzespołów głównie z USA.
    Przymierzając się jednak do kupna takiego lasera polecam dokładne porównanie oferowanych parametrów i możliwości różnych urządzeń, ponieważ ograniczenie się do porównywania ceny jest niewystarczające. Bardziej istotne jest, czy laser posiada wszystkie potrzebne opcje i parametry, niż czy jest tysiąc dolarów droższy czy tańszy. Może się bowiem okazać, że kupimy laser tysiąc dolarów tańszy, ale za to mniej wydolny i okres zwrócenia się inwestycji przedłuży się np. o rok, co już będzie czystą stratą.
    Do istotnych elementów z punktu widzenia ekonomicznego, na które należy zwrócić uwagę są: zakres dostępnej mocy średniej lasera, zakres nastaw energii i częstotliwości, wbudowany bank gotowych receptur, system prowadzenia wiązki laserowej (najbardziej optymalne jest ramie siedmioprzegubowe lub falowód elastyczny), rodzaj obudowy (ma wpływ na ergonomię stosowania) oraz okres i warunki gwarancji. Właściwie dokonany wybór z pewnością da satysfakcję zarówno lekarzowi jak i pacjentowi oraz przyczyni się do rozwoju polskiej stomatologii w nadchodzącym XXI wieku.