Dejeneratif Disk Hastalığı; Laser kelimesi (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) tamlamasının baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. LAZER kelimesiyle dilimize geçmiştir. Enerjinin oluşumunu da kısaca özetleyen bu açılıma göre lazer; tam ve yarı yansımalı iki ayna arasında bulunan likit kristalin yoğunlaşmış enerjiye (amplifikasyon) maruz kalmasıyla ortaya çıkan ışıktır. Lazer türü likit kristalin içindeki madde ile adlandırılır.
Dejeneratif Disk Hastalığı
Kas-iskelet sisteminde lazer enerji uygulaması ilk kez Whipple tarafından 1984 yılında CO2 lazer kullanımı ile olmuştur. Lazerin optik parametrelerine göre (dalgaboyu, güç ve doz) sınıflaması bu tarihten sonra klinik araştırmalarda sorgulanarak ortaya konmuştur. Lazerin farklı dozlarda hücre proliferasyonunu, motilitesini ve sekresyonunu değiştirdiği bilinmektedir. Doku etkileşimi ise doz bağımlı olarak parçalamak, sıvılaştırmak, ısıtmak ve buharlaştırmak şeklinde olabilir. Kas iskelet sisteminde kullanılan lazer türü sıklıkla iyon rezonans tipi olmakla beraber şu şekilde sınıflanabilir:
UV Lazer (Excimer)
Görünür Lazer (Argon)
IR Laser (İyon Rezonans)
n CO2 n YAG: (Yttrium-Aluminum Garnet) l Neodymium (Şekil-2) l KTP Doubled Neodymium (Potassium-titanyl-Phosphate) l Holmium l Erbium
Argon lazer hemoglobin tarafından iyi absorbe edilir ve dokuda ısı açığa çıkartarak etkir. Bu etki oksijenin hücre çekirdeğinde aktifleşmesiyle apoptozisle sonuçlanır. Bu fotodinamik tedavinin temelidir. Excimer ısı oluşturmaksızın molekül bağlarını kopartır, soğuk lazer denilmesi bu nedenledir. CO2 ile düşük frekanslarda yüksek güç elde edilir, su tarafından absorbe edilir. Yüzeysel etkisini penetrasyon olmadan gerçekleştirir. Nd YAG penetrasyon ve koagülasyon etkisi üst düzeydedir.
Lazer enerji etkisi üç aşamada incelenir:
Foto-termal: koagülasyon, nekroz ve buharlaşma
Foto-kimyasal (Argon, Excimer): Enerjinin moleküler düzeyde emilmesi sonucu bağ yapılarının değişmesidir. Metabolik aktif dokularda (tümörler gibi) tedavide avantaj sağlar.
Foto-mekanik etki kısa dalga ve düşük frekanslarla sınırda ultraviolet-infrared etkinin bileşkesidir. Doku hızlı iyonlaşma ile tepki verirken “akustik şok dalgası” etkisi meydan gelmiş olur. Kemik üzerinde dahi parçalayıcı-kesici güç bu özellikle sağlanır.
Radyofrekans enerji kısa dalga ses enerjisidir. Işık enerjisinde olduğu gibi yoğunlaşmış kısa dalga boyuna erişmiş enerjinin odaklandığı maddenin kararsızlığa geçme eğilimi ile orantılı olarak fiziksel hal değişimi söz konusu olur. Isı enerjisine dönüşümle açıklanan bu değişim mikrodalga fırınlardaki pişirme özelliğinin temelidir.
Radyofrekans enerjinin termal etkisi friksiyoneldir. İki ayrı etki söz konusudur: ohmic ve dielektrik. Ohmic etki 500 mHz altındaki frekanslarda gelişir. Dielektirik etki 500 mHz üzerinde ise mikrodalga yıkıcı etkisi ortaya çıkar. Kas-iskelet sisteminde ise radyofrekans enerjinin 1-300 mHz ohmic etkisinden faydalanılır.
Radyofrekans (RF) enerji ile doku doz bağımlı olarak kovalent bağlarından arınabilir (gevşetme-kesme), tamamen buharlaşabilir veya yeni bağlar (buruşturma-çekme) oluşturabilir. Tıbbi uygulamalarda frekansın arttırılıp azaltılması ile elde edilen ohmic etki, klinisyene lazere göre daha az karmaşık seçimlerle müdahaleye imkan sağlar. Ancak parçalayıcı etkisi yumuşak dokularda sınırlıdır.
Kas iskelet sisteminde hangi enerjinin ne sıklıkla ve nasıl kullanılacağını bilmek bu enerjilerin dokulardaki kimyasal ve fiziksel sonuçlarını bilerek tercihte bulunmakla mümkündür. Her iki enerjide de penetrasyon en önde gelen sınırlayıcı faktördür. Ortopedik cerrahide lazer uygulamalarında Holmium YAG tercih edilmesi, düşük penetrasyon etkisine rağmen sağladığı mekanik avantajlardandır.
Dejeneratif Disk Hastalığı
Holmium YAG lazer kullanımıyla termal penetrasyon ve buna bağlı nekroz etkisi azalmasına rağmen, enerjinin diğer avantajlarıyla kullanılabilmektedir. Akustik şok etkisinin yanı sıra, termal koagülasyon, buharlaştırma, buruşturma ve kanama kontrolü doku penetrasyonu son derece azaltılarak sağlanır. Özellikle minimal invaziv endoskopik cerrahi uygulamalarda, artroskopi, tenoskopi ve foraminoskopide mekanik aletlerle ulaşılamayan alanlarda etkisi vazgeçilmezdir.
Hipokrat’tan bu yana kullanılan termal tedavi, lazer ve radyofrekans uygulamalarla yeniden canlanmıştır. Termal etki 40-70 derecede protein denaturasyonu, 70-85 derecede koagülasyon, 85-100 arası vakuolizasyon, 100 derecede buharlaşma, 400 derecede karbonizasyon şeklindedir. Canlı doku 45 derecede ölmeye başlar ve RF etki için 45 derece etkinin henüz başladığı ısıdır. Radyofrekans termal etkisi kollajenin geri dönüşsüz doku kontraksiyonu ile sonlanması için 60-75 derece ısıyı oluşturacak enerji aktarılmalıdır. Bu etki 60 derecede 5 dakikada %30, 62 derecede %36, 65 dereceden sonra %50’den fazla gerçekleşir. Termal etkiyle heliks yapısı protein denatürasyonu ile jel formuna dönüşüp hacmini azaltır, doku kısalarak morfolojik yanıt verir. Bu etki kısaca “ablasyon” olarak adlandırılır.
Rejenerasyon yeteneği olan dokularda termal etkinin fonksiyonel sonuçları mükemmele yakındır. Kapsül, bağ ve tendinöz yapılarda iyileşme sürecine katkıda bulunurken yeniden şekillenme sırasında fonksiyonel beklentiler RF sınırlandırdığı alanda gerçekleşir. Oysa kıkırdak, intervertebral disk gibi yapılarda termal etkiyle oluşan hücresel nekroz geri dönüşümsüzdür. Bu nedenle koagülasyon ve ablasyon etkisinin bir arada olmasını sağlayan monopolar elektrokoter uçlarla yüksek ısılarda yaratılan enerji aktarımını, bipolar radyofrekans uçlarla düşük ısılarda yaratmaya çalışan mekanizmalar geliştirilmiştir. Söz gelimi ablatif etki prob şekline bağlı olarak spark (sıçrama) ile oluşur. Monopolar uç şekli veya bipolar uçlarda sıçramasız aktarılan enerji nonablatif RF enerji uygulamasını sağlar. Koagülasyon ve plazma oluşturucu ablatif etki (nonablatif) sağlayan bipolar etki, koagülasyon+ablasyon=koblasyondur. Koblasyon etkisinin multipolar radyofrekanstan farkı düşük ısıda plazma dönüşümü sağlamasıdır. Bu şekliyle soğuk ablasyon (cold ablation) olarak adlandırılabilir. Dolayısıyla radyofrekansın iki farklı uygulaması söz konusudur:
Monopolar
Bipolar: Koblasyon-plazma etki-soğuk ablasyon
Koblasyon disk içi basınç azaltıcı ve nükleoplasti tedavisinde çığır açmakla beraber seçilmiş vakalarda iyi sonuçlar vermektedir. Bugün servikal disk protrüsyonunda intradiskal halkasının yarattığı etki klinisyenlerin tercih ettiği pratik uygulamalarda ilk sırada yerini almıştır. Servikal koblasyonda vand dört yönde toplam on dakika ortalama uygulamayla 2 mm kavite oluşumu ve %10 hacim azalması sağlamaktadır (Şekil-4C).
Lumbar bölgede ise koblasyon-nükleoplasti etkisi kanallar açılarak sağlanır. Koblasyonla ortalama 6 kanal açılması disk basıncını azaltmaya yeterli olabilir (şekil-4A). Radyofrekans nükleoplastide oluşan plazma-debrisin dışarı alınamaması mekanik nükleoplastiye göre dezavantaj olarak ele alınmalı, mutlaka öncesinde yapılan diskografiye intradiskal sefazolin eklenmelidir. Rezidual debris diskitis nedeni olabilir.
İntradiskal Tedaviler:
Choy ve Asher'ın 1986 yılında nucleus pulposusta vaporizasyon yoluyla disk basıncını azaltmalarıyla başlayan protruse disklerde lazer tedavisi “perkutan lazer disk dekompresyonu” (PLDD) olarak adlandırıldı. Günümüze kadar yüz bin olguya varan çok merkezli çalışmalarda lazer probunun endplate termal nekrozu, kök yaralanması, diskitis komplikasyonları istatistiksel olarak anlamsız düzeydedir. Endplate’e paralel usulüne uygun doz ve frekansta uygulamalarda komplikasyonlar, doğru seçilmiş vakalarda yok denecek kadar azdır. Ancak Martin Knight gibi müelliflerin bildirdiği servikal uygulama sonrası tetrapleji olguları, spinal korda termal penetrasyon ve radyasyon güvenliğini yine de gündeme getirmiştir.
PLDD, 400-1000 joule Nd YAG lazer enerjinin disk içine 10-30 dakikada aktarılmasıdır. KTP lazerde bu süre 1-2 dakikadır. Richley Holmium kullanarak 1200-2000 joule total enerji aktarmış, %88 başarı raporlamıştır. Neodymium'un, Holmium'a göre iki kat ablasyon derinliği, termal etkisi vardır. Su absorbsiyonun fazla olması ve suyun ortamdan kalkması termal etkiyi arttırarak karbonizasyona sebep olur. Termal etki, doğru frekans seçimi ve aralıklı zamanlama (relaps time) azaltılabilir. Dalga boyuna göre değişen bu parametreler Holmium YAG lazerde 10-15 watt, 10 hertz tekrarlama zamanı toplam 1200 joule’dür. Casper 13 Watt, 10 Hertz, 5 dakika relaps ve uygulama zamanı kullanarak 1200j toplam enerji önerir. Tablo-1 de çok merkezli çalışmalardan sonra kabul gören dozların kullanımı önerilmektedir.
İntradiskal tedavide termal etkinin yol açtığı bir başka rezidüel debris sakıncası, Laser Asisted Spine Endoskopi'nin (LASE) kullanıma girmesiyle ortadan kalkmıştır (Şekil-5). Lazerin yanı sıra görüntü ve irigasyonu da sağlayan perkutan girişimle annuloplasti sağlanmış, debrisin dışarı alınması mümkün olmuştur. Lomber bölgede subannuler dekompresyon ve annuloplasti sırasında lazer enerjinin annuler bölgeye uzaklığı sorun yaratmasa da servikal uygulamalarda posterior longutinal ligament orjinine 10 mm uzaklık operasyon sınırıdır. Sang-Ho Lee ve ark. servikal bölgede 10 watt max, 10-15 hertz max enerji önerirler. Aynı güvenli aralık lomber bölgede de tercih edilmelidir. Nonablatif sınır 10 hz frekans ve 5 sn aralıklı uygulama bir anda 500 joule'u geçmeyen enerji aktarımıdır.
Chiu torasik disk lazer uygulamasında aşamalı enerji uygulaması önerir. Nonablatif derecelerde 10 watt ile başlayıp, 5 watt enerjiye inip aktarılan gücü 300 joule'e indirmeyi (12 hz) önerir. İlk aşamada vaporizasyon, ikinci aşamada yalnızca buruşturma ve sertleşme hedeflenmiştir. Sinovertebral nöroliz ve denervasyon ikinci aşamada ağrı azalmasının hasta tarafından ifade edilmesiyle kanıtlanır. Chiu mekanik olarak debrisi dışarı almayı ve endoskopik kontrolü de önermektedir.
Radyofrekans enerjinin intradiskal uygulamaları monopolar RF IDET enerjiden koblasyon problarına varan yelpazede pazarda yerini alır. IDET tedavisinde 85 dereceye varan subannuler ısı annuloplasti ve nükleoplastiyi sağlarken, dokuya aktarılan termal etki 55 derece olarak ölçülmüştür. Epidural mesafede bu ısı 30 dereceye ulaşır. Hastanın sklerotomal dahi olsa uygulama sırasında ağrısı dikkate alınmalı, enerji kesilmelidir (Şekil-4D).
Koblasyon daha güvenli nontermal etki sağlar. Özellikle servikal uygulama uçları avantajlıdır. Lomber bölgede kanal açarak mekanik-koblatif prensiplerle çalışan koblasyonun servikal bölgede radyasyon etkisi ön plandadır. Her iki radyofrekans etki disk basıncını azaltır.
Spinal İşlem | Dalgaboyu | Enerji | Güç | Pulse |
PLDD | Ho 2.1 Neodym 1064 | 0.6-1 Joule | 7-10 Watt | 8-12 Hz |
Foraminoskopik | Ho 2.1 | 0.8-1 J | 10-24 W | 10-24 W |
Foraminoplasti | Ho 2.1 | 1.2-1.5 | 12-30 W | 10-24 W |
Açık Laser diskektomi | Ho 2.1 | 0.8-1 J | 7-10 W | 8-12 Hz |
Periferik ven hemostazı | Ho 2.1 | 0.8-1 J | 10-24 W | 10-24 W |
Tablo 1: Spinal tedavi seçeneklerine göre farklı doz lazer enerji uygulamaları
Perkutan Endoskopik Uygulamalar
Perkutan endoskopik cerrahinin Hijikata ve Kambin tarafından tanımlanmasına paralel başlayan, Yeung ve Knight ile süren endoskopik lazer uygulamaları foraminoplasti kavramının tanımlanmasını sağlamıştır.
Lateral spinal stenozun brutal cerrahi sonuçları endoskopik olarak formaninal stenozun saptanması ve ortadan kaldırılması karşısında göze alınamayacak düzeydedir. Foraminoplasti sırasında kemik-osteofit gibi yapıların ortada kaldırılması sorunu lazerin şok dalgası etkisi ile çözülmüştür (Şekil-7). Doğrudan kemik üzerine 30-40 W 10 Hz enerjinin devamlı uygulanmasıyla elde edilen yıkıcı etki dekompresyonu sağlamaya yeterli olmakla kalmaz, kanama-debris oluşumu gibi görüntüyü engelleyen durumları da ortadan kaldırır.
Radyofrekans enerjinin endoskopide kullanımı annuler fibrillerin eksisyonu, nucleus fragmanının serbestleştirilmesi ile epidural kanamaların durdurulmasında büyük kolaylık sağlar. Dolayısıyla her iki enerjinin kullanımı endoskopik diskektomide tercih sebebidir (Şekil-6).
Omurga endoskopik cerrahisinde lazer veya radyofrekans enerji seçiminde selektif yaklaşılmalıdır.
İntradiskal uygulamalarda servikal protrusyonlarda koblasyon yönteminin güvenli ve efektif olduğu aynı uygulama özellikle asimetrik lokalize foraminal lumbar hernilerde protrusyonla sınırlı olmak kaydı ile yapılabilmektedir. Yaygın santral ve diffüz protrusyonlarda monopoler IDET uygulaması tercih edilebilir. Bununla beraber lazer nükleoplasti ağrılı diskografide kombine edilebilir. Bu uygulamada annuler relaksasyonu gidermekle beraber nükleusta lazer plazma etkiyle basınç azalmasını sağlayarak başarılı klinik sonuçlar rapor edilmiştir.
Özellikle lumbar bölgede annuler yırtıkla beraber protrusyon ve minimal ekstrusyonun olduğu vakalarda mekanik nükleoplasti önerilir. Lee ve ark. mekanik nükleoplasti sonrası subannuler LASE annuloplasti uygulayarak plastik annuler deformasyona sekonder basıyı da ortadan kaldırdıklarını bildirmişlerdir. Ülkemizde de yakın zamanda LASE ile selektif annuloplasti imkanıyla posterior basıyı azaltmak mümkün olacaktır.
Endoskopik omurga cerrahisinde bipolar RF probu kanama kontrolüyle beraber ekstrude diski tutan dokuların eksizyonunda büyük faydalar sağlar. Bu dokuların mekanik aletlerle kesilmesi kanamayla görüş alanını bozduğundan tercih edilmez. Öte yandan disk çıkartıldıktan sonra subannuler RF uygulaması ile tedavi perçinlenir.
Lazerin subannuler uygulaması sırasında kontralateral protrusyona müdahale edilebileceği gibi annuloplasti mümkündür, ancak güvenli olması açısından LASE tercih edilmelidir. Ayrıca LASE debrisin dışarı alınmasına da imkan verdiğinden mekanik nükleoplastiye ciddi bir alternatif olabilir. Foraminoplastide osteofitlerin alınması, foraminal ligamentin kesilmesiyle yapılan dekompresyon aşamasında lazerin üstünlüğü tartışılmaz boyuttadır. Foraminoskopik shaver uçlarınn kısıtlı seçenekler sunduğu ve kanamaya sebep olduğu düşünülürse lazer uygulamasının foraminoplastinin ayrılmaz parçası olmayı sürdüreceği açıktır.
Kaynaklar:
Abelow SP. Thermal Controversies. 11. Imlas 1. AAMISS meeting Lecture Kongre Özet Kitabı Seul Kore 12-15 Mayıs 2004
Atik OS, Erdogan D, Omeroglu S, Dural Mn, Baydar Metin L. Histological Alterations After Holmium:YAG Laser Irradiation. Joint Diseases & Related Surgery Vol 10 • No 1 • 1999: 30-32
Atik O S, Kanatli U, Guzel V, Daglar B, Ozalay M. Lateral Release And Medial Shrinkage On Patellofemoral Joint Capsule Using Arthroscopic Laser Surgery (Preliminary Report) Joint Diseases & Related Surgery
Vol:9 No:1 1998
Atik OS. Chondroplaty Using the Holmium:YAG Laser. In B. E Gerber, M Knight WE Siebert (Eds) Lasers in the Musculoskeletal System. Springer Neuchatel 2000.
Atik OS. Neodmium:YAG contact arthroscopic lase surgery. In Brillhar (Ed) Arthroscopic Laser Surgery. Springer New York P 1994
Gerber BE. Basic Laser Principles and Research:Introductory Remarks. In B. E Gerber, M Knight WE Siebert (Eds) Lasers in the Musculoskeletal System. Springer Neuchatel 2000.
Gerber BE, Knight MTN, Siebert WE. Preface. In B. E Gerber, M Knight WE Siebert (Eds) Lasers in the Musculoskeletal System. Springer Neuchatel 2000. Gerber BE, Basic Laser Principles and Research. Laser In the Musculoskletal System Ed. Gerber, Knight, Siebert.Springer New YorImhoff AB, Basics Laser Physics and Safety. Laser In the Musculoskletal System Ed. Gerber, Knight, Siebert.Springer New York 200Gerber BE, Knşght MTN, Siebert WE. Preface. Recommeded Surgical Parameters. Laser In the Musculoskletal System Ed. Gerber, Knight, Siebert.SpriChiu J. Endoscopic Lumbar Foraminoplasty.Endoscopic Lumbar Foraminoplasty Chapter 19
Chiu JC. Posterior Lateral Endoscopic Thorasic Discectomy with Laser Thermodiskoplasty. 11. Imlas 1. AAMISS meeting Lecture Kongre Özet Kitabı Seul Kore 12-15 Mayıs 2004
Chiu JC, Clifford TJ, Reuter MW. Cervical Endoscopic Discectomy with Laser Thermodiskoplasty. In The Practice of Minimally Invasive Spinal Tecnique Ed. Savitz MH, Chiu JC, Yeung AT. CSS first edition Ohio 2000
Choy DSJ. Percutaneous Laser Disc Decompression. In Percutaneous Laser Disc Decompression.Ed Daniel Choy Springer New York 2003
Choy DSJ. Percutaneous Laser Disc Decompression (PLDD) 352 Cases with an 8 ½ Follow up Arthroplasty Arthroscopic Surgery Vol. 6, No:10 (1-5), 1995
Lee SH. Percutaneous Lumbar Disc Decompression (PLDD) with Laser Assisted Endoscopy (LASE). 11. Imlas 1. AAMISS meeting Lecture Kongre Özet Kitabı Seul Kore 12-15 Mayıs 2004
Reuter MW.Evaluation of Cervical Disc Surgery. 11. Imlas 1. AAMISS meeting Lecture Kongre Özet Kitabı Seul Kore 12-15 Mayıs 2004
Şatana T, Ergüven M, Pirbudak L. Lomber Dejeneratif Stenoz ve Dejenere Disk Hastalığına Cerrahi Yaklaşım. Aktüel Tıp Artrit ve Osteoporoz Özel Sayısı Nisan 2004 Cilt9 Sayi4 S:39-46
Şatana T, Ergüven M, Pirbudak L, Aldemir Ö. Dejeneratif Disk hastalıklarında Perkutan Endoskopik Dekompresyon ve Minimal İnvaziv Cerrahi Yaklaşımlar. Aktüel Tıp Artrit ve Osteoporoz Özel Sayısı Nisan 2005 S:35-41
Şatana T. Current Concepts in the Laser&Radiofrequency Technologies for Minimally Invasive Musculoskletal Applications.12 Imlas 2. AAMISS meeting Lecture Kongre Özet Kitabı Istanbul 22-25 Haziran 2005Gerber BE, Basic Laser Principles and Research. Laser In the Musculoskletal System Ed. Gerber, Knight, Siebert.Springer New YorImhoff AB, Basics Laser Physics and Safety. Laser In the Musculoskletal System Ed. Gerber, Knight, Siebert.Springer New York 200Gerber BE, Knşght MTN, Siebert WE. Preface. Recommeded Surgical Parameters. Laser In the Musculoskletal System Ed. Gerber, Knight, Siebert.SpriChiu J. Endoscopic Lumbar Foraminoplasty.Endoscopic Lumbar Foraminoplasty Chapter 19
Yeung AT, Tsou PM. Posterolateral Endoscopic Excision for Lumbar Disc Herniation Surgical Technique, Outcome, and Complications in 307 Consecutive Case SPINE Volume 27, Number 7, p 722–731 2002
Park J. Pitfalls and Complications of Thermal Capsuloraphy. 11. Imlas 1. AAMISS meeting Lecture Kongre Özet Kitabı Seul Kore 12-15 Mayıs 2004