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Nov 21, 2023

Sviluppo e valutazione di un sistema di punteggio per la valutazione delle incisioni nella chirurgia laser

Scientific Reports volume 12,

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 14741 (2022) Citare questo articolo

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L’idea della chirurgia laser è vecchia quasi quanto il laser stesso. Dai primi esperimenti ai moderni sistemi di chirurgia laser, lo scopo era ed è quello di tagliare selettivamente il tessuto nel punto focale senza causare danni alle strutture circostanti. Ciò è possibile solo quando vengono scelti i parametri corretti per il laser chirurgico. Di solito, questo viene fatto mediante studi sui parametri. Tuttavia, lo schema di valutazione concreto spesso differisce tra i gruppi e approcci più precisi richiedono la colorazione e la valutazione microscopica. Per superare questi problemi, viene presentato e valutato un sistema di punteggio macroscopico. È possibile dimostrare che il sistema di punteggio funziona bene e quindi un taglio laser può essere valutato in pochi secondi. Allo stesso tempo, viene preso in considerazione l'intero fronte di taglio. Il sistema di punteggio presentato viene valutato mediante la correlazione intraclasse (ICC). L'accordo finale tra diversi valutatori è superiore a 0,7. Pertanto, il sistema di punteggio può essere utilizzato per ottimizzare e valutare il processo di taglio e dovrebbe essere adatto per confrontare i risultati tra diversi gruppi. Sicuramente, può essere applicato per il punteggio all'interno di un gruppo per consentire, ad esempio, un'analisi statistica approfondita per uno studio di parametri.

È noto che la chirurgia laser si è sviluppata fino a diventare uno strumento generalmente accettato in varie aree chirurgiche1 poiché l'uso del laser negli ospedali è in aumento2. Per quanto riguarda la chirurgia laser, i laser forniscono risultati comparabili a quelli della chirurgia convenzionale pur consentendo un'invasività minima3,4. Ci sono molti altri vantaggi come un grande potenziale di guarigione, una minore infiammazione e gonfiore postoperatori5 e la concomitante coagulazione di piccoli vasi sanguigni consente un campo operatorio asciutto e una migliore visibilità6. Oltre alla classica chirurgia laser, emergono nuove tecnologie che si basano sul riscaldamento locale del tessuto come la coagulazione monopolare o la coagulazione con fascio di plasma7.

Nonostante il fatto che la chirurgia laser e altre modalità offrano molti vantaggi, non viene fornito alcun feedback tattile rispetto al lavoro convenzionale con strumenti chirurgici. Pertanto, il rischio di danni ai tessuti delle strutture vitali rientra in qualsiasi dispositivo senza contatto. Pertanto, è della massima importanza per qualsiasi applicazione laser chirurgica conoscere il danno tissutale (ad es. profondità del danno, diverse zone del danno, danno reversibile rispetto a danno irreversibile). Soprattutto per gli interventi chirurgici nelle immediate vicinanze di strutture anatomiche sensibili che devono essere preservate (nervi, vasi sanguigni principali, dotti salivari, dotti urinari,...) sono assolutamente necessari parametri esatti del danno laser al tessuto per fornire un danno minimo al il paziente.

Per una migliore comprensione del danno termico, è opportuno considerare la distribuzione del calore. In generale, nella chirurgia laser, l'energia del laser viene assorbita, con conseguente aumento della temperatura del tessuto. L'aumento della temperatura porta all'ablazione desiderata del materiale. Il trasporto di calore, però, provoca l'effetto collaterale indesiderato di danneggiare l'ambiente circostante. A questo scopo, Lévesque et al.8 hanno studiato diversi modelli di trasporto del calore sulle ossa tra 20 e 320 °C. Avvengono conduzione del calore, convezione e irraggiamento del calore. Già a partire da 125 °C prevale l'irraggiamento termico8 con una dipendenza da \(T^4\). Pertanto, un piccolo aumento della temperatura porta ad un grande aumento della quantità di calore trasportato. Per le basse temperature comprese tra 20 e 50 °C, domina la conduzione del calore8,9. A seconda della temperatura raggiunta nell'ambiente circostante, potrebbero prevalere la denaturazione, la carbonizzazione e l'ablazione termo-meccanica. Questo effetto era già stato dimostrato da McKenzie10.

Tuttavia, non solo è essenziale la comprensione della causa del danno, ma anche la valutazione del danno è di grande importanza per le applicazioni pratiche. Originariamente, la colorazione con ematossilina-eosina (HE) viene utilizzata per valutare il danno termico11. Successivamente, Goertz12 ha valutato diverse colorazioni istologiche per la denaturazione. Si potrebbe dimostrare che la colorazione Hinshaw-Pearse consente di visualizzare le influenze termiche. Successivamente, Vescovi et al.13 hanno utilizzato una scala a punti per i campioni istologici. Il loro punteggio si basa sulla morfologia dell'incisione e sull'alterazione dei vasi e delle strutture cellulari; per la colorazione viene utilizzata la colorazione HE standard. Magdy et al.14 hanno confrontato l'efficacia e il danno della dissezione-legatura, dell'elettrocauterizzazione monopolare e delle tonsillectomie laser. Per la valutazione del danno, viene utilizzata la colorazione HE laddove le aree danneggiate termicamente mostrano un colore scuro. Cercadillo-Ibarguren et al.15 hanno trovato la soluzione più elegante aggiungendo la colorazione Masson-Tricromato per mascherare i falsi positivi mediante la colorazione con HE. Cercadillo-Ibarguren et al.15 hanno misurato anche lo spessore del tessuto danneggiato termicamente e lo hanno utilizzato come quantificazione per il confronto di metodi diversi.