INTRODUZIONE
L'oftalmologia è la branca della medicina che
più e prima di tutte le altre ha sfruttato le potenzialità
terapeutiche (e non solo) della luce, o meglio della
interazione di essa con i tessuti biologici. E' noto quanto
sia dannoso guardare intensamente una sorgente luminosa a
lungo. Già nell'antichità Platone indicava la pericolosità
della osservazione diretta dei raggi solari e Galileo
Galilei subì una lesione retinica in una delle sue
osservazioni telescopiche. E' della metà di questo secolo
l'acquisizione, dopo svariati tentativi sperimentali, di
poter fotocoagulare settori di retina molto piccoli
attraverso lo sfruttamento della luce solare o artificiale
ingegnosamente focalizzata (eliocauterio, lampada allo Xenon).
Rimaneva comunque un sogno poter disporre di un raggio di
luce coerente, monocromatico e ad alto contenuto energetico
con il quale intervenire secondo bisogno sulla retina umana
nel vivente. La scoperta del raggio LASER realizzò questo
sogno e spalancò enormi frontiere alla Medicina ed
all'Oftalmologia in particolare. L'evoluzione tecnologica
delle macchine ha portato alla disponibilità da parte dello
specialista di strumenti maneggevoli, affidabili, precisi
seppure ancora oggi particolarmente costosi.
INTERAZIONI
L'effetto
delle interazione tra la luce LASER ed i tessuti biologici
varia in relazione a numerosi fattori; tra questi
particolare importanza rivestono la quantità di energia
utilizzata, il diametro degli spots ed il tipo di tessuto
colpito. Distinguiamo un effetto fotochimico ed uno
fototermico a seconda della lunghezza d'onda utilizzata (Tab.
1). Le emissioni nella parte ultravioletta dello spettro
determinano gravi alterazioni degli acidi nucleici con
morte cellulare. Le emissioni nella parte visibile dello
spettro possono fornire energia per attivare processi
fotochimici, oppure possono trasformare questa energia in
calore determinando la denaturazione delle proteine, la
disattivazione degli enzimi e quindi la morte del tessuto
per necrosi coagulativa : si parlerà pertanto di
fotocoagulazione. La consistenza dell'effetto termico
dipende dalla intensità del raggio luminoso e dalla
grandezza dello spot. Tanto più piccola sarà la superficie
di incidenza, tanto maggiore sarà l'energia sviluppantesi.
TIPI DI
LASER
In
oftalmologia si utilizzano principalmente l'Argon laser, il
Kripton laser, il Nd : YAG laser ed il laser ad Eccimeri. Di
recentissima acquisizione sono le applicazioni di altri tipi
di laser come quelli ad Olmio, ad Erbio, a Picosecondi, le
cui sperimentazioni offrono indicazioni ottimistiche.
Tab.
I -
EFFETTI DELLE INTERAZIONI |
|
EFFETTO TERMICO |
|
ARGON
:
O,488 - 0,514 micron, potenza 100 mw -1 w
area
di contatto variabile 50 – 1000 micron |
KRIPTON :
0,647,1 micron |
|
Applicazioni :
fotocoagulazione -
Goniotrabeculoplastica |
|
EFFETTO FOTO – MECCANICO |
|
Nd :
YAG :
1,06 -
1,32 micron, potenza 3 - 5 mJ,
area
di contatto variabile 50 - 100 micron,
modalità di funzionamento : Q. Switched 3 - 4 impulsi
(5 -
30 ns) |
|
Applicazioni :
iridotomia – capsulotomia posteriore |
|
EFFETTO FOTOCHIMICO |
|
ECCIMERI : (ArF)
O,193
micron
modalità di funzionamento : impulsato (10 - 20 ns)
area
di contatto : 1 micron o frazioni |
|
Applicazioni :
chirurgia corneale |
L'Argon
laser produce una radiazione compresa nella parte blu/verde
dello spettro (488 nm, 514,5 nm). Tali lunghezze d'onda,
vengono ben trasmesse dai mezzi diottrici del bulbo e ben
assorbite dall'epitelio pigmentato, pigmenti ematici, vasi
retinici. Determinano una fotocoagulazione dei tessuti
colpiti.
Il Kripton
laser può emettere varie lunghezze d'onda nello spettro del
visibile, ma tra tutte viene particolarmente utilizzata
quella rossa (647,1 nm). Tale radiazione luminosa non viene
assorbita da un pigmento (la xantofilla) presente a livello
maculare e pertanto può essere utilizzata per coagulare vasi
e tessuti presenti al di sotto dell'epitelio pigmentato,
risparmiando gli strati nervosi più interni.
Lo YAG
laser emette nello spettro dell'infrarosso e viene
utilizzato soprattutto per il suo effetto foto-meccanico,
dirompente sui tessuti che colpisce. Esplica anche una
azione termica.
I laser ad
Eccimeri, emettono radiazioni nel campo dell'ultravioletto
ed interagiscono con i tessuti attraverso un effetto
fotochimico, determinando anche la dissoluzione dei legami
chimici. Tale raggio ha la potenzialità di vaporizzare ad
ogni impulso uno strato di tessuto di pochi Armstrong senza
danneggiare i tessuti circostanti con effetto termico.
Tab. II -
FOTOCOAGULAZIONE RETINICA |
|
Parametri : |
-
lunghezza d'onda (Argon blu – verde, Kripton rosso) |
-
potenza di applicazione (1 mw - 1 w) |
-
tempo di esposizione (variabile) |
-
diametro dello spot (50 micron - 1 mm) |
-
frequenza degli impatti |
-
numero degli spots per seduta (500 - 600) |
Tab. III -
FOTOCOAGULAZIONE |
|
Indicazioni : |
|
-
lesioni retiniche regmatogene |
-
distacco di retina |
-
vasculopatie retiniche |
-
maculopatie |
-
tumori |
APPLICAZIONI CLINICHE
Nella
pratica oftalmologica, tali apparecchi vengono utilizzati
nella cura o nella prevenzione di svariati quadri clinici.
La
fotocoagulazione con il laser ad Argon è comunemente
utilizzata nella delimitazione di zone retiniche periferiche
degenerate o caratterizzate dalla presenza di fori o
rotture, allo scopo di prevenire l'eventualità più
pericolosa vale a dire il distacco di retina. Si coagula la
retina in più punti eseguendo quella che potremo definire
una vera e propria barriera di delimitazione di tali zone "a
rischio".
Sempre il
meccanismo della fotocoagulazione Argon o Kripton viene
utilizzata in numerose patologie vascolari della retina,
laddove per sofferenza delle arterie e/o delle vene
tributarie si determinano lesioni tissutali anche
irreversibili. Ad esempio nella retinopatia diabetica
l'azione coagulante diretta sul vaso (focale) o diffusa su
ampi territori retinici irrimediabilmente compromessi, può
preservare quella zona di retina ancora non interessata e
funzionalmente vitale.
Anche il
retinoblastoma che è il tumore intrabulbare più frequente
può essere aggredito dalla luce laser sia direttamente,
bruciandone la massa, sia fotocoagulando i vasi che ne
apportano il nutrimento.
Nelle
patologie maculari (la macula lutea è quella zona della
retina centrale specializzata nella visione dei dettagli e
dei colori e quindi molto importante nella determinazione
dell'acutezza visiva) alcuni quadri (Miopia degenerativa,
Degenerazione maculare senile) possono essere trattati
fotocoagulando le neoformazioni vascolari eventualmente
presenti e che nell'evoluzione potrebbero irrimediabilmente
compromettere la funzione visiva. La zona centrale di tale
distretto deve comunque accuratamente essere preservata
anche dall'azione del laser poiché deputata alla visione
centrale e morfoscopica più fine (Tab. II - III).
Tab. V
- CATARATTA |
|
Trattamento della cataratta secondaria mediante : |
capsulotomia posterire Nd : YAG laser |
L'effetto
ionizzante-meccanico dello Nd:YAG laser viene sfruttato in
diversi quadri clinici. Primo fra tutti la così detta
cataratta secondaria o opacizzazione della capsulare
posteriore. Tale quadro insorge alcune settimane dopo
l'intervento di asportazione del cristallino catarattoso con
impianto di IOL (lente intraoculare). La membrana
fisiologica sulla quale la lentina viene adagiata, può per
motivi non ancora chiariti opacizzarsi con notevole
impedimento visivo. Focalizzando il raggio laser su tale
struttura si può produrre una breccia centrale che consente
il ripristino della visione ottimale da parte del paziente (Tab.
5). Altra indicazione di utilizzo frequente dello YAG laser
è il glaucoma ad angolo stretto o chiuso, dove attraverso
l'azione del raggio luminoso si determina un foro nell'iride
al fine di ripristinare la normale idrodinamica oculare.
Tale iridotomia può anche avere significato preventivo
nell'occhio sano.
Tab. IV -
GLAUCOMA |
|
Effetto ionizzante e fotodirompente : (Nd : YAG)
-
iridectomia
-
ablazione di sinechie |
|
Effetto termico : (Argon)
-
trabeculoplastica
-
gonioplastica |
Nel
glaucoma ad angolo aperto o glaucoma cronico, malattia
frequente e insidiosa, può trovare indicazione nel cursus
terapeutico una fotocoagulazione (eseguita con Argon) del
trabecolato corneosclerale (sistema di filtrazione
dell'umore acqueo dall'interno del bulbo all'esterno) con
l'intento di allargarne le maglie e renderlo più
permeabile. Tale intervento prende il nome di Argon Laser
trabeculo plastica secondo Wise (Tab. 4).
Di
acquisizione relativamente recente è l'utilizzo del laser ad
eccimeri nella correzione delle ametropie ed in particolare
della miopia. Si esegue una vera e propria fresatura della
parte centrale "ottica " della cornea di uno spessore pari a
compensare le diottrie in eccesso. Tale appiattimento della
superficie corneale diviene possibile e atraumatico per le
particolari caratteristiche di tale raggio che dissolvendo
frazioni piccolissime di tessuto, non intacca il territorio
circostante, e permette un agevole e rapido processo di
cicatrizzazione e di riepitelizzazione (Tab. 6).
Tab. VI -
CHIRURGIA REFRATTIVA |
Cheratectomia fotorefrattiva
mediante laser ad eccimeri |
FOTODECOMPOSIZIONE ABLATIVA |
|
-
incisioni nette (al di sotto di 1 micron) |
-
interazione localizzata |
-
frammentazione del collagene e delle cellule |
-
espulsione dei detriti a velocità supersonica |
- area
interessata 3 - 7 mm |
-
profondità dell'incisione fino a 100 micron
(da 3
a 8 micron x diottria) |
ALTRE
APPLICAZIONI
Descriviamo infine una recente e affascinante metodica
oftalmoscopica, (di osservazione del fondo oculare),
realizzata attraverso una scansione laser del distretto
interessato. Si esegue un sondaggio luminoso della retina
per linee e punto a punto, ricostruendo successivamente
l'immagine luminosa completa su di uno schermo (Tab. 7).
Tab. VII -
OFTALMOSCOPIA A SCANSIONE LASER
(Webb
e coll. 1980) |
|
-
immagine su video ad alta risoluzione
-
sorgente luminosa a bassi livelli di illuminazione
Elio-Neon, Argon) |
-
poligono rotante per scansione veloce orizzontale
galvanometro per scansione lenta verticale
-si
sonda la retina per linee e punto a punto
-la
luce riflessa dalla retina è separata dal raggio
di
illuminazione
da uno
specchio parzialmente riflettente
- un
detector elabora l'immagine visionata in monitor
in
tempo reale
-
possibilità di eseguire una fluoroangiografia |
CONCLUSIONI
Tale
carrellata sintetica e piana almeno nelle intenzioni, indica
quelle applicazioni cliniche routinarie che l'oculista
utilizza nello svolgimento della sua professione.
Molte
altre metodiche sono in corso di sperimentazione e ben altre
macchine ci verranno messe a disposizione dal progresso
tecnologico e dallo studio dei materiali. Certamente
auspicabile diventa la collaborazione tra coloro i quali
progettano e realizzano tali macchine e tra coloro (oculisti
compresi) che le utilizzano affinché esigenze cliniche
possano divenire spunti di approfondimento per idee
realizzative.
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