Laseres empleados en oftalmología, CEU Universidad San Pablo

LÁSERES EN OFTALMOLOGÍA

· Láser procede del acrónimo inglés LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation; amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación). · La primera descripción teórica es de Einstein en 1917, pero no se pudo desarrollar técnicamente hasta la década de los 40. · Ha conllevado la concesión de 2 Premios Nobel en 1964 (Prokhorov, Basov, Townes) y 1981 (Schawlow) · Hay diferentes tipos de láseres, con diferentes longitudes de onda y diferentes características, dirigidos a diferentes usos.

Mecanismo de Emisión de Fotones

· Para conseguir la emisión de fotones, se produce la estimulación de un determinado material desde un estadio inicial basal (no excitado) a uno de un nivel energético superior a través de una fuente. · Al volver al estado inicial (reposo), se produce la emisión de energía en forma de fotones. · Estos dos saltos de energía se realizan en una cavidad de resonancia, en la cual, la luz emitida circula entre dos espejos enfrentados, siendo uno de ellos semitransparente permitiendo la salida de fotones con la misma dirección, mismo color (monocromática) y misma longitud de onda (haz de láser coherente). · Este haz será dirigido a una lente, fibra óptica o emitido a otra estructura · Láser: luz altamente organizada/coherente.

upper level photon 2 photons ... lower level lasing medium output beam mirror Semi- transparent mirror Optical pump

Características Fundamentales del Láser

· 3 características fundamentales del láser: · Monocromático · Misma longitud de onda · Misma dirección · Estructuras oculares transparentes=láser gran herramienta en Oftalmología

100nm 400nm 700nm 100,000nm ULTRAVIOLET VISIBLE INFRARED · 1960 (Theodore Maiman): primer láser, de rubí · 1960 (Milton Zaret): primero en investigar efectos del láser en el ojo. Retina e iris de conejo. · 1961 (Ali Javan): primer láser continuo, de helio-neón Excimer 193nm Femto 1030-53nm Argon 457-514nm Diode 805-820nm Er:Yag 2940nm CO2 10,600nm

INTERACCIONES DEL LASER CON LOS TEJIDOS

· La forma de interacción del láser con el tejido depende de: · Longitud de onda (Distancia que recorre una perturbación periódica que se propaga por un medio en un ciclo; distancia entre dos máximos consecutivos de la perturbación). · Duración del pulso (Tiempo de exposición) · Irradiación (potencia por área, W/cm2). A mayor potencia en menor área, mayor irradiación. Tamaño del spot. · Pueden diferenciarse 3 tipos de interacciones: · Reacciones fotoquímicas · Reacciones fototérmicas · Reacciones fotomecánicas

1015 Power density (W/cm2) 1012 Photo- disruption 109 Photo- ablation 106 Thermal interaction 103 100 Photodynamic therapy Bio- stimulation 10-3 103 100 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 Exposure time in seconds Thermal interaction Photoablation Photodisruption - heating (coagulation, carbonisation, vapourisation) - Large thermal influence of surrounding tissue Molecule bond breaking Ionisation of atoms Predictable tissue removal Very low influence for surrounding tissue . Formation of shockwave Disruption of tissue Very low influence for surrounding tissue

REACCIÓN FOTOQUÍMICA

· Su acción se basa en "mediadores químicos" que facilitan la interacción de la luz emitida por el láser con el tejido a tratar. · No generan calor. · Se realiza en niveles de irradiación muy bajos (<1 W/cm2) y exposiciones largas (minutos) · Aplicaciones: · Cross linking corneal (riboflavina) · Terapia fotodinámica con verteporfin

REACCIÓN FOTOTÉRMICA (Láser argón)

· Se producirán modificaciones metabólicas, necrosis o vaporización tisular en función de: · la duración de la exposición (de forma lineal), · la subida de temperatura (de forma exponencial) · el coeficiente de absorción biológico, dependiente de la longitud de onda del láser. · Aplicaciones principales: · 1.FOTOCOAGULACIÓN RETINIANA · Aplicado en patologías como: desgarros/degeneraciones retinianas, desprendimiento de retina localizado, patología vascular retiniana (retinopatía diabética proliferativa/preproliferativa, trombosis venosas, síndrome isquémico ocular (SIO), neovascularización retiniana ... ), glaucoma neovascular, láser focal para EMD, casos seleccionados de CSC, retinopatía del prematuro (ROP) ... · Crea una quemadura terapéutica en un área preseleccionada con mínimo daño del tejido circundante. · Se aplican pulsos cortos (10-200 ms) que inducen una hipertermia local · La energía del láser se absorbe por el epitelio pigmentario de la retina, la coroides y la hemoglobina. Desde allí, se produce una difusión del calor que induce coagulación de los fotorreceptores y la retina interna.

Aplicaciones de la Reacción Fototérmica

· Aplicaciones: · 2. PUPILOPLASTIA: · Modificación del tamaño y forma de la pupila mediante fotocoagulación del iris. · Poco utilizado. · 3. GONIOPLASTIA: · Objetivo: aplanar y contraer la periferia del iris paralograr un ensanchamiento del ángulo iridocorneal. · Puede ser útil en combinación con otros ttos. · 4. TRABECULOPLASTIA: · Quemaduras no penetrantes en cara interna de la malla trabecular con el fin de abrirla y facilidar el drenaje del humor acuoso. · Indicación: GPAA

Reacción fototérmica-láser argón

Fotocoagulación en RDP a Beanalmage Bank Fotocoagulación de desgarro retiniano Fotocoagulación de retina avascular en ROP Focal Laser Láser focal temporal a fóvea en EMD

INTERACCIONES DEL LASER CON LOS TEJIDOS

REACCIÓN FOTOMECÁNICA

· Fotoablación/Fotodisrupción: · Base de la cirugía refractiva láser corneal. · Fotoablación (láser excímer): · Vaporización de tejido en superficie (no en profundidad) mediante pulsos de nanosegundos de un láser excímer de ArF (fluoruro de argón) de 193nm de radiación · Ablaciones muy precisas con una dispersión de daño muy escasa · Fotodisrupción (láser de femtosegundo): · Vaporización de tejido en profundidad mediante pulsos de femtosegundos de duración. · Esta duración tan baja permite que no haya daño tisular inducido por aumento de temperatura. · La formación de plasma (gas) por vaporización del tejido permite disecar tejido adyacente sin dañarlo

Aplicaciones en Cirugía de Segmento Anterior

· Aplicaciones en cirugía de segmento anterior: · CIRUGÍA REFRACTIVA: · Excímer exclusivamente: PRK (photorefractive keratectomy), LASEK (laser assisted sub epithelial keratomileusis) · Femtosegundo exclusivamente: SMILE (Small incision lenticule extraction) · Excímer+Femtosegundo: LASIK (Laser assisted in situ keratomileusis) · CIRUGÍA DE CATARATA: · Femtosegundo: FLACS (Femtosecond laser assisted cataract surgery)

LASIK B C D E FLACS A

INTERACCIONES DEL LASER CON LOS TEJIDOS

REACCIÓN FOTOMECÁNICA/FOTODISRUPTIVA

· Rotura dieléctrica (láser Nd:YAG): · Irradiaciones muy altas con focos muy pequeños y duración muy corta permiten la localización de una gran cantidad de energía en un foco muy pequeño · Corte/Ruptura incluso de tejidos transparentes (no dependiente de [melanina]) · Genera calor local y tiene poca capacidad de discriminación axial · Aplicaciones principales: · 1. IRIDOTOMÍA: Creación de una comunicación entre CA y CP mediante creación de una perforación en el iris periférico. Indicado en: CA estrecha, glaucoma agudo por bloqueo pupilar · 2. CAPSULOTOMÍA: Tratamiento de la opacificación capsular posterior (OCP) al tiempo de li qx de catarata. Crea una "ventana" en la cápsula posterior del cristalino que permite recuperar la AV