Cirurgia a laser e anestesia

Cirugía a láser y anestesia

Resumos

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Laser surgeries pose risks both to patients and the medical staff. This article aimed at presenting basic notions for laser usage and rules for improving laser procedures safety. CONTENTS: Notions of physics applied to laser, safety rules and procedures in case of adverse events with laser application are presented. CONCLUSIONS: When operated by trained professionals, and provided safety rules are followed, laser is useful and safe both for patients and the medical staff.

ANESTHESIA; EQUIPMENTS; laser

ARTIGO DIVERSO

Cirurgia a laser e anestesia^*

Cirugía a láser y anestesia

Odilar Paiva Filho^I; José Reinaldo Cerqueira Braz, TSA^II

^IPós-Graduando (Doutorado) do Programa de Pós-Graduação em Anestesiologia da FMB-UNESP. Anestesiologista do Hospital Beneficência Portuguesa de São José do Rio Preto, SP

^IIProfessor Titular do CET/SBA do Departamento de Anestesiologia da FMB-UNESP

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: As cirurgias com a utilização do laser apresentam riscos para o paciente e para a equipe médica. O objetivo deste artigo é apresentar noções básicas sobre o laser e regras para aumentar a segurança dos procedimentos com sua utilização.

CONTEÚDO: O presente artigo contém noções de física aplicadas ao laser, regras de segurança e a conduta em caso de ocorrência de eventos adversos com a utilização do laser.

CONCLUSÕES: Concluímos que, quando manipulado por profissionais treinados, e respeitadas as normas de segurança, o laser é útil e seguro, tanto para o paciente quanto para a equipe médica.

Unitermos: ANESTESIA; EQUIPAMENTOS; laser

RESUMEN

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: Las cirugías con la utilización del láser presentan riesgos para el paciente y para el grupo médico. El objetivo de este artículo es mostrar nociones básicas sobre el láser y reglas para aumentar la seguridad de los procedimientos con su utilización.

CONTENIDO: El presente artículo contiene nociones de física aplicadas al láser, reglas de seguridad y la conducta en caso de ocurrencia de eventos adversos con la utilización del láser.

CONCLUSIONES: Concluimos que, cuando manipulado por profesionales entrenados, y respetadas las normas de seguridad, el láser es útil y seguro, tanto para el paciente cuanto para el equipo médico.

INTRODUÇÃO

A palavra Laser é um acrônimo para "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation". O laser é, a princípio, de aplicação militar, como marcador para alvos em treinamentos. Possui aplicação também em comunicação, sistemas de navegação para aeronaves, "scanners", trabalhos em metal, fotografia, holografia e Medicina. Em Medicina o laser é utilizado para dissecar tecidos com maior precisão, permitir a coagulação de pequenos vasos, manter as condições de esterilidade e provocar menor resposta inflamatória. O laser, quando respeitadas as normas de segurança para sua utilização, reduz a morbidade pós-operatória comparado às técnicas operatórias convencionais, principalmente em cirurgias da laringe ¹. O objetivo deste trabalho é auxiliar os profissionais de saúde na utilização do laser com segurança.

O DESENVOLVIMENTO DO LASER

Seu desenvolvimento só foi possível graças ao advento da Física Quântica, que possibilitou o trabalho com modelos de estrutura atômica e radiação eletromagnética.

Muitas fontes de luz são gases ou sólidos aquecidos, como os filamentos de tungstênio eletricamente aquecidos das lâmpadas comuns, que emitem um espectro de comprimento de ondas de intensidades relativas e dependentes da temperatura. Simplificando o estudo das diversas variáveis, físicos clássicos criaram um "radiador de cavidade". Um artefato sólido com um orifício lateral que, quando aquecido à determinada temperatura, tornava a luz, que emergia de dentro do orifício, mais brilhante que a luz de fora do orifício, independentemente do tipo de material do radiador, mas dependente da temperatura. Porém, muito ainda permanecia inexplicado.

Em 1900, Max Planck realizou importantes descobertas. Concluiu que os átomos podiam não irradiar continuamente, mas apenas em "quanta", e apenas quando saltasse de um estado de alta energia para um estado de baixa energia. Entretanto, o processo da luz era considerado ainda como uma onda.

Se a luz pode ser refletida por uma superfície de metal, então elétrons são liberados do metal - efeito fotoelétrico. Se o metal é posicionado em um tubo a vácuo com um circuito externo, uma corrente passível de medição irá fluir. Assim, conectando-se um suprimento de energia, é possível medir a voltagem pela qual cessa-se a corrente fotoelétrica e calcular a energia dos foto-elétrons. Observou-se que:

1. Foto-elétrons são emitidos assim que surge a luz;

2. O fluxo de corrente é proporcional à intensidade da luz;

3. A energia do foto-elétron é proporcional à freqüência da luz;

Houve uma tentativa mal sucedida de se explicar este fenômeno através da teoria de onda. Porém, Albert Einstein, em 1905, foi capaz de explicar o fenômeno. Einstein postulou que a luz não eram "ondas contínuas" mas "quanta", que ele chamou fótons. Baseado na teoria de Planck em que os átomos se comportariam como "osciladores eletromagnéticos" podendo emitir ou absorver luz da cavidade, mas apenas em freqüências características, Einstein utilizou a fórmula de Planck:

E = nhv

onde:

E = energia;

n = um número integral;

h = constante de Planck;

v = freqüência (representada pela letra grega epsilon).

E postulou que os fótons possuíam energia "E" de acordo com a fórmula de Planck. Um único fóton pode interagir com um único elétron e a energia cedida a este elétron dependerá apenas da energia do fóton e da sua freqüência. Aumentando-se a intensidade da luz, aumenta-se o número de fóton-elétrons lançados e, conseqüentemente, a corrente. A emissão se iniciará instantaneamente, desde que toda a energia necessária para a liberação de um fóton-elétron esteja contida em um único fóton.

Quando um fóton interage com um elétron, pode não haver energia necessária para desencadear o processo. Neste caso, o fóton é absorvido pelo elétron, mas o elétron não é liberado do átomo. Entretanto, ele salta para um nível de maior energia, forçando o átomo a passar de seu estado básico com energia E₁ para um estado de maior energia E₂. Se o fóton absorvido possui energia E = hv, então o aumento de energia no elétron será E₂ - E₁, que será igual à hv.

Cerca de 10^-8 segundos após, o elétron salta de volta ao estado anterior reemitindo o fóton, novamente com energia hv. O átomo excitado não possui direção preferencial no espaço e assim o fóton pode ser irradiado em qualquer direção enquanto o átomo recua em direção oposta. Este processo é chamado emissão espontânea. Se um grupo de átomos são excitados desta forma, eles irão irradiar fótons em várias direções aleatoriamente; assim, como átomos, retornarão ao seu estado básico.

Entretanto, se um fóton com energia hv interage com outro elétron a um nível de energia E₂, o elétron é forçado a baixar até o nível básico com a emissão de um segundo fóton. Este fenômeno é chamado de emissão estimulada e consiste na base da atividade do laser.

O mais importante ponto a respeito da emissão estimulada é que ambos os fótons deixam o átomo com a mesma fase, direção e comprimento de onda que o fóton que entra. Se eles fizessem diferentemente interfeririam e se cancelariam, violando a lei de conservação de energia. Os dois fótons são ditos coerentes. Se um grupo de átomos são excitados desta forma, o feixe inicial de fótons será aumentado pelos fótons adicionais e assim "amplificado".

Se um material está em equilíbrio térmico a uma temperatura T, a distribuição de átomos em estado de baixa energia em relação aos de alta energia é acentuadamente maior. Se N₁ é a densidade de átomos em baixo estado e N₂ a densidade de átomos mais excitados, então a relação de N₂ para N₁ é dada por:

N₂/N₁ = e^(kt/hv)

onde:

t = temperatura em Kelvin;

k = constante de Boltzmann.

Se o material está a 10³ K então N₂/N₁ = 10^-5. Assim apenas um átomo em 10⁵ está em estado excitado.

A condição na qual o número de átomos excitados excede aqueles em estado básico é uma condição de não equilíbrio, chamada inversão de população. Esta condição é necessária para manter a atividade laser. Se uma grande quantidade de átomos está em estado básico, então apenas absorção e emissão espontâneas ocorrerão. Se a inversão de população puder se manter, a emissão estimulada ocorrerá. O processo usado para manter a inversão de população é chamado de bombeamento.

Assim, a física quântica produz o laser partindo, por exemplo, do hélio, do neônio e do argônio, que, acondicionados em um sistema próprio e submetidos à pressão que varia de 1 a 3 Torr, recebem uma corrente de alta voltagem, passando por todas as fases já descritas anteriormente, emitindo o laser.

Em resumo, o laser é radiação eletromagnética emitida por um dispositivo utilizando amplificação da luz por emissão de radiação estimulada a comprimentos de onda que variam de 180 nm a 1 mm. O espectro eletromagnético varia desde raios gama até a eletricidade. O comprimento de onda primário da radiação laser, tanto para aplicações militares como médicas, incluem o espectro ultravioleta, o visível e o infravermelho.

Diversos são os tipos de laser: lasers de estado sólido, semicondutores, líquidos e lasers de gás. O laser de dióxido de carbono, argônio e o de Nd-YAG, que pode ser transmitido por fibra óptica, possuem aplicação médica ².

APLICAÇÃO MÉDICA DO LASER

O laser, através do uso de fibra óptica, possibilita a realização de microcirurgias precisas, mesmo em áreas de difícil acesso. Útil em cirurgias superficiais, pode ser empregado também em laparoscopia, endoscopia, cirurgia torácica, oftalmologia, ginecologia, cirurgia plástica, urologia, neurocirurgia e otorrinolaringologia. Concentra em uma pequena e precisa área uma grande quantidade de energia, que vaporiza os tecidos, provocando cauterização instantânea de vasos sangüíneos e linfáticos ².

Como os tecidos vivos são compostos basicamente por água, o laser de dióxido de carbono, que é bem absorvido pela água, será absorvido rapidamente pelas primeiras camadas de células, provocando a vaporização destas células sem causar lesão aos tecidos adjacentes. Os lasers de dióxido de carbono, que são invisíveis, possuem um feixe de laser de hélio-néon para tornarem-se visíveis ao olho humano e possibilitar a localização do alvo. Os lasers de argônio e Nd-YAG, com menor teor de absorção pela água, provocam menor grau de vaporização e maior grau de coagulação térmica, sendo utilizado em cirurgias oftalmológicas de retina e câmara anterior, em dermatologia para remoção de manchas e hemangiomas, e em cirurgias plásticas para a remoção de tatuagens, em virtude de sua absorção por diversos pigmentos, inclusive a hemoglobina. O laser Nd-YAG também tem sido utilizado em fotocoagulação de hemorragias do aparelho respiratório e digestivo. Assim, os diferentes tipos de laser possuem aplicações clínicas diferentes e específicas ^3-5.

A vaporização dos tecidos produz gases e fumaça que, além de reduzir a visibilidade no campo operatório, contém finas partículas de até 0,3 mm responsáveis pela contaminação atmosférica. Os gases produzidos podem acarretar embolia gasosa, principalmente em toracoscopias, laparoscopias e ressecções de tumores traqueais como conseqüência da perfuração de vasos sangüíneos e vísceras ocas ⁶. A transferência inadvertida de calor também figura como desvantagem ao uso do laser, daí a recomendação de utilizá-lo intermitentemente e em moderada potência (15 W).

O laser de Nd-YAG penetra no olho e pode provocar queimaduras e cegueira, enquanto o de argônio e o de dióxido de carbono, absorvidos pela água dos tecidos, provocam lesão da córnea. Porém, entre os eventos adversos relativos ao uso do laser, o mais temido está relacionado à sua inflamabilidade ⁴. Esta característica necessita o emprego de ventilação com frações inspiradas baixas de oxigênio e com tubos traqueais especificamente desenvolvidos para prevenir a combustão dentro das vias respiratórias. Os tubos traqueais são confeccionados a partir de uma espiral de alumínio ou cobre, para evitar que se incendeiem, e, às vezes, são dotados de balonete de espuma auto inflável para evitar a ruptura do balonete ⁵.

Alguns tubos traqueais são desenvolvidos com metal fosco para reduzir a reflexão do laser, o que poderia causar lesão nos tecidos adjacentes. Outros são de metal revestidos com silicone que, segundo estudos, apresentam menor risco de combustão devido à maior resistência, mas ao incendiar produzem cinza tóxica contendo sílica ⁶.

Os tubos de borracha vermelha e os de PVC apresentam risco de incêndio dentro das vias aéreas. O tubo de PVC pode se incendiar em apenas 3,7 segundos e o de borracha vermelha em 16,5 segundos quando submetidos à potência de 15 W ⁶. O revestimento de tubos comuns com papel ou fita aluminizada para evitar a combustão deve ser evitado - embora seja a medida de menor custo, devido ao elevado preço dos tubos especialmente desenvolvidos - porque não previne eficazmente a combustão dos mesmos e pode deixar o balonete desprotegido do feixe de laser. Entretanto, o revestimento do tubo traqueal com fita aluminizada é aceito em nosso meio. A fita deve ser enrolada em torno do tubo a partir da porção imediatamente acima do balonete, sem deixar dobras que possam ferir a mucosa. O balonete deve ser protegido com gaze umedecida em solução fisiológica e preenchido com a mesma corada com azul de metileno. O corante permite a rápida e fácil detecção em caso de ruptura do balonete ^1,6,7.

Dentre os tubos especiais para cirurgia a laser encontram-se disponíveis comercialmente o Norton, confeccionado em anéis metálicos espiralados e sem balonete, o Bivona Fome-Cuff, tubo aluminizado, revestido de silicone e com balonete com espuma de poliuretano, o Xomed Laser-Shield, composto de silicone e partículas metálicas não refletoras, o Malinckrodt Laser-Flex (Figura 1), confeccionado em anéis metálicos espiralados e flexíveis com dois balonetes plásticos distalmente e o Sheridan Laser-Trach, confeccionado em látex vermelho recoberto por uma tela atraumática de cobre e balonete distal em látex ⁶.

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2004; 54: 1: 99 - 107

Cirurgia a laser e anestesia

Odilar Paiva Filho; José Reinaldo Cerqueira Braz

UTILIZAÇÃO DO LASER NA PRÁTICA CLÍNICA

O laser tem sido amplamente utilizado em cirurgias do trato respiratório alto, principalmente da laringe, e também em dermatologia, urologia, ginecologia, oftalmologia, cirurgia torácica e gastrenterológica ^8-11.

Para a utilização segura do laser em cirurgias da laringe, recomenda-se a integração entre a equipe de cirurgiões e o anestesiologista. O anestesiologista deve garantir a patência das vias aéreas e a adequada ventilação; aos cirurgiões cabe o tratamento operatório adequado e seguro. Previamente à utilização do laser, a concentração de oxigênio inspirado deve ser reduzida a valores seguros, prevenindo a combustão. A fração inspirada de oxigênio não deve exceder 0,40, devendo ser a mais baixa possível para se manter a saturação de oxigênio adequada ¹. O compartilhamento do trato respiratório alto eleva o risco de obstrução e extubação acidental da traquéia, queimaduras e outras lesões das vias aéreas, da face e dos olhos, além do risco de contaminação da equipe pela fumaça gerada como conseqüência da vaporização dos tecidos.

Antes de se iniciar a anestesia, deve-se cateterizar veia de calibre adequado para a infusão de soluções de hidratação e drogas, e monitorizar o paciente com cardioscopia, oximetria de pulso, capnografia, monitor de pressão arterial e analisador de gases ou monitor capaz de determinar a fração inspirada de oxigênio, quando se dispõe deste equipamento.

Para as operações com laser, recomendam-se:

1. Usar opérculos ou óculos apropriados de proteção para os olhos de toda a equipe;

2. Presença na sala do mínimo de pessoas necessárias para a realização da operação;

3. Manipulação do equipamento de laser por profissional habilitado;

4. Manter as luzes da sala acesas. A pupila estando com seu diâmetro reduzido, devido a maior exposição a luz, reduz o risco de lesão da retina pelo laser;

5. Remover jóias. Objetos como colares, brincos ou anéis podem refletir o laser e provocar queimaduras em outros tecidos e locais;

6. Manter o disparador de laser na posição horizontal abaixo da altura da face, para proteção dos olhos e não executar outra tarefa enquanto estiver empunhando a caneta de laser e esta estiver emitindo raios. Assegurar que o banco ou cadeira onde está sentado o operador do emissor de laser esteja firme. Isto evita que disparos sejam feitos aleatoriamente podendo causar acidentes;

7. Usar protetores oculares apropriados (óculos de proteção) e estar atento para não provocar disparos acidentais e queimar outros tecidos e objetos com o laser;

8. Utilizar preferencialmente tubos traqueais especialmente desenvolvidos para operações com laser e proteger os tecidos adjacentes com gaze umidificada em solução fisiológica;

9. Não utilizar substâncias inflamáveis ou potencialmente inflamáveis, mesmo na limpeza e assepsia de qualquer material utilizado;

10. Reduzir a fração inspirada de oxigênio para 0,40 ou menos durante os momentos da utilização do laser para melhor prevenir a ocorrência de combustão; e a substituição do óxido nitroso por nitrogênio ou hélio, se possível. O óxido nitroso sustenta a combustão quando é decomposto originando átomos de oxigênio. A decomposição de 2 moles de óxido nitroso origina 1 mol de oxigênio, quantidade capaz de favorecer a combustão ¹². O hélio, devido a baixa viscosidade e maior condutividade térmica permite o uso de tubos de menor diâmetro, o que melhora o campo operatório, e retarda a ignição ^5,6;

11. Proteger os olhos do paciente com gaze umidificada em solução fisiológica;

12. Preencher o balonete do tubo traqueal com solução fisiológica contendo azul de metileno para facilitar o diagnóstico de ruptura do balonete.

As concentrações mínimas de halotano, enflurano e isoflurano para combustão em 30% de oxigênio foram determinadas por Leonard (1975) e são de 4,75%, 5,75% e 7%, respectivamente ¹³.

Não há restrições quanto ao uso de nenhum tipo de opióide, hipnótico ou bloqueador neuromuscular nas cirurgias a laser. Uma alternativa ao uso de tubos traqueais especiais ou revestidos com fita aluminizada é a realização da operação com laser sem a intubação da traquéia e com ventilação dos pulmões através de jatos Venturi que oferece melhor campo operatório para o cirurgião. Nesses casos, o procedimento deve ser curto, o jejum pré-operatório rigorosamente respeitado e o paciente deve receber medicação pré-anestésica com antieméticos. A ventilação por jato tipo Venturi é realizada com oxigênio a 100%, já que o carreamento de ar das vias aéreas reduzirá a fração de oxigênio inspirado. A ventilação por jato não é isenta de eventos adversos. Pode resultar em barotrauma, enfisema subcutâneo, pneumotórax ou pneumomediastino, distensão gástrica e carreamento de resíduos para a traquéia. Além disso, a ventilação por jato pode ser difícil ou mesmo impossível nos pacientes obesos ou com a complacência torácica ou pulmonar reduzida. Embora o uso de tubos traqueais comuns revestidos com fita aluminizada seja aceito, a recomendação será sempre para que se empregue tubo traqueal especialmente desenvolvido para as operações com laser como o Xomed Laser Shield, o Bivona Fome-Cuffed, o Norton ou o Malinckrodt Laser Flex ^14-17. A máscara laríngea é uma boa alternativa. Sua utilização nas uvulopalatoplastias para tratamento do ronco com o laser mostrou-se eficaz, já que sua inserção e remoção são fáceis e em alguns casos é possível utilizar o laser sem removê-la da laringe ^18,19.

OCORRÊNCIA DE EVENTOS ADVERSOS COM O USO DO LASER

Dentre os eventos adversos decorrentes da utilização do laser, o mais temido é o incêndio das vias aéreas. A queima do tubo traqueal dentro das vias aéreas é grave e potencialmente fatal, podendo ainda acarretar várias seqüelas de difícil tratamento.

Em caso de incêndio nas vias aéreas, recomenda-se o seguinte:

1. Remover a fonte de fogo, no caso, o laser;

2. Parar a ventilação, desconectar o circuito ventilatório e extubar o paciente;

3. Apagar o fogo utilizando solução fisiológica em abundância;

4. Ventilar o paciente sob máscara facial com oxigênio a 100%;

5. Realizar laringoscopia e broncoscopia rígida para avaliar o grau de lesão, remover fragmentos do tubo traqueal incendiado e desbridar o tecido lesado se houver necessidade;

6. Reintubar o paciente e proceder à ventilação mecânica;

7. Avaliar o grau de comprometimento das vias aéreas e a necessidade de traqueostomia;

8. Caso ocorram queimaduras na face e orofaringe, estas também devem ser tratadas;

9. Realizar radiografia de tórax de controle;

10. Emprego de esteróides é controverso.

A utilização de material apropriado e a observância rigorosa das normas e recomendações de segurança são itens fundamentais para o sucesso na utilização do laser de aplicação médica ¹⁰.

As ocorrências de eventos adversos com a utilização do laser descritas na literatura médica referem-se, na maioria das vezes, à não observância das regras de segurança. O desenvolvimento de materiais apropriados para o uso com o laser e o adequado treinamento dos profissionais aumentaram a segurança durante a sua utilização. Portanto, a simples observância das regras de segurança e a manipulação do laser por profissionais capacitados é o melhor método para se evitar a ocorrência de eventos adversos. Dentre os demais eventos adversos que podem ocorrer com a utilização do laser - tais como hemorragias, embolia gasosa, ruptura do balonete - o edema de partes moles é o que se manifesta mais tardiamente no pós-operatório. Assim, os pacientes que são submetidos a operações das vias aéreas com o laser devem permanecer sob observação por um período maior, mesmo que precocemente preencham os critérios de Aldrete-Kroulik para alta da sala de recuperação pós-anestésica. A ocorrência de insuficiência respiratória aguda após o uso com sucesso do laser para o tratamento de estenose traqueal subglótica quatro horas após a operação já foi relatada ²⁰. Por outro lado, um estudo retrospectivo realizado com pacientes que foram submetidos a operações laringológicas demonstrou incidência de 1% de eventos adversos em operações com laser, sendo que destas 0,75% relacionaram-se ao uso do laser e 0,25% não se relacionaram ao uso do laser. Para a equipe médica, o maior risco refere-se a queimaduras oculares. Há uma classificação internacional para os lasers de funcionamento contínuo relacionada ao risco de queimaduras oculares (Quadro I) ²¹.

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2004; 54: 1: 99 - 107

Cirurgia a laser e anestesia

Odilar Paiva Filho; José Reinaldo Cerqueira Braz

Conclui-se, portanto, que embora os eventos adversos decorrentes do uso do laser possam ser graves, e até fatais, a ocorrência destes eventos pode ser evitada com a simples observância e aplicação das normas e recomendações de segurança, o que faz do laser um recurso útil e seguro em diversas especialidades cirúrgicas.

Apresentado em 18 de março de 2002

Aceito para publicação em 05 de maio de 2003

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Endereço para correspondência

Prof. Dr. José Reinaldo Cerqueira Braz

Deptº de Anestesiologia da FMB-UNESP

18618-970 Botucatu, SP

*

Recebido do Departamento de Anestesiologia da Faculdade de Medicina de Botucatu (FMB-UNESP), Programa de Pós-Graduação em Anestesiologia

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  06 Maio 2004
• Data do Fascículo
  Fev 2004

Histórico

• Aceito
  05 Maio 2003
• Recebido
  18 Mar 2002