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DOI: 10.1055/s-0033-1360282
Wassergekühlte Laserversiegelung von Lungengewebe am ex vivo ventilierten Schweinelungenmodell
Water-Cooled Laser Sealing of Lung Tissue in an Ex-Vivo Ventilated Porcine Lung ModelPublikationsverlauf
Publikationsdatum:
28. Februar 2014 (online)
Zusammenfassung
Einleitung: Die Laserresektion von Lungenmetastasen führt per se zu Luftfisteln aus den
Parenchymdefekten, die übernäht, kleinere häufig thermisch mit Elektrokauter oder Laser
versiegelt werden. Über die thermische Versiegelung gibt es nur wenige wissenschaftlich
fundierte Erkenntnisse. In einer experimentellen Studie werden 2 Verfahren der thermischen
Versiegelung von Lungengewebe mit Laserlicht verglichen.
Ziel und Methode: Am
Ex-vivo-Lungenmodell wurde die Hypothese überprüft, ob Karbonisation, die bei Laser- oder
HF-Versiegelung bei Temperaturen über 180 °C vorkommen kann, kontraproduktiv zur Hämo- oder
Pneumostase wirkt. In einer 2-armigen Versuchsreihe wurde einmal die Karbonisation des
Lungengewebes durch Kühlung verhindert und einmal die Karbonisation zugelassen. Dazu wurde die
Laserfaser mit Wasser umspült, das von der Faserspitze auf den Gewebedefekt tropft und die
Temperatur auf 100 °C begrenzt. In der Kontrollgruppe wurde das Laserlicht im Non-Kontakt-Modus
appliziert. Die Laserleistung betrug 40 W bei 1350 nm im kontinuierlichen Modus. Luftfisteln
wurden mit einer einfachen und schnell reagierenden Technik mit hoher Genauigkeit über dem
Defekt quantitativ gemessen (Vt). Jede Versiegelungsmethode wurde an 14 gleich großen
Gewebedefekten eingesetzt und der Versiegelungseffekt S = (1−V0/Vt) in 3 Intervallen von 15 s
berechnet. Der Unterschied des Versiegelungseffekts wurde statistisch auf Signifikanz
untersucht.
Ergebnisse: Die Basiswerte der Luftfistel vor Versiegelung waren
für beide Serien gleich groß. Die Luftfisteln Vt nach 15, 30 und 45 s Versiegelung unterschieden
sich in den beiden Serien signifikant (p = 0,03). Der Versiegelungseffekt S nahm mit zunehmender
Einwirkung des Laserlichts bei Gewebekühlung zu, während er in der Kontrollgruppe geringer
wurde. Histologisch zeigten die gekühlten Präparate überwiegend Koagulationseffekte, während in
der Kontrolle immer wieder deutlich Rupturen von Alveolen und Bronchiolen zu sehen
waren.
Diskussion: Es konnte mit dem dargestellten Ex-vivo-Modell an
Schweinelungen gezeigt werden, dass die Laserversiegelung nach atypischen Lungenresektionen
durch simultane Gewebekühlung verbessert werden kann. Bei Laserversiegelung ohne
Temperaturkontrolle kommt es durch abrupte Gewebeerwärmung mit Karbonisation zu Rupturen von
Alveolen und Bronchiolen und konsekutiv zu größeren Luftfisteln. In Übereinstimmung mit der
klinischen Erfahrung konnte experimentell nachgewiesen werden, dass die Pneumostase durch
Laserversiegelung mit simultaner Kühlung des Lungengewebes z. B. nach Metastasenresektion
verbessert werden kann.
Abstract
Introduction: Laser resections of lung metastases are followed by air leaks from the
parenchymal defect. Large surfaces after metastasectomy are closed by sutures or sealants while
smaller areas are frequently sealed thermally by cautery or laser. In this study two different
techniques of thermal sealing of lung tissue with laser light are investigated.
Aim
and Methods: Carbonisation of lung tissue during thermal sealing appears at temperatures
higher than 180 °C. Hypothetically this is contraproductive to haemo- as well as to
pneumostasis. In this experimental study thermal laser sealing with and without carbonisation is
investigated. In one series tissue temperatures higher than 100 °C are avoided by water dropping
from the tip of the light guide onto the parenchymal leak. In the other series carbonisation
appeared because the laser light was applied in the non-contact mode without tissue cooling. The
characteristics of the laser were 40 W, 1350 nm continuous mode. Air leaks (Vt) were measured
with a simple and fast technique with high precision. The sealing effect of either series was
defined as S = (1−Vt/V0) and the difference of S was statistically
examined.
Results: The basic values V0 before sealing were about the same in
both series. The air leaks Vt after 15, 30 and 45 s of sealing varied significantly in both
series (p = 0.03). During simultaneous cooling the sealing effect was increasing with the
duration of laser application, while it became worse in the series without cooling. Histological
examination of the sealing zone showed only coagulation of the tissue, while ruptured alveolae
could be seen more often in the non-cooled sealing area.
Discussion: It could be
shown in the ex-vivo lung model that laser sealing of parenchymal leaks is improved by
simultaneous cooling during laser application. Non cooled laser sealing seems to heat up the
tissue abruptly and create carbonisation followed by multiple ruptures of alveola and small
airways. In accordance with our clinical experience this experimental study confirms that laser
sealing for pneumostasis after metastasectomy can be improved by simultaneously cooling the
resection area when treated with the laser.
