Neodymium: Yitrium Aluminium Garnet Lazer-Nd:YAG Lazer

1064 nm dalga boyu ile Nd:YAG lazer diğer lazerler içerisinde deride daha derine penetre olabilmektedir. Ortalama etki derinliği 0.75 mm, 3.7 mm de. Başlangıç enerjisi bu derinliklerde 10% azalmaktadır. 4-6 mm kadar deride derine inebilmektedir. Deneysel olarak maksimum koagülasyonun olduğu derinlik 3 mm olarak saptanmıştır (koagulasyon derecesi 60 0C’dır).

Lazer uygulandığında Hb oksidize olmakta ve methemoglobin-metHb ortaya çıkmaktadır. 1064-nm, metHb de Hb ve oksiHb göre daha fazla absorbsiyon göstermektedir. MetHb ve protoporphyrin IX (PpIX) 1,064 nm dalga boyunu HB göre 4 kat daha fazla absorbe etmektedir. Nd Yag lazer 1 – 250 ms pulse süreleri ile kullanılmaktadır. Ancak aşağıdaki resme bakıldığında Nd YAG lazer Hb ve oksiHb tarafından absorbe olmamakta. Bu nedenle diğer lazerlere göre fluence daha yüksek olmalıdır. Buda epidermisin korunması gerekliliğini göstermektedir. 532 nm yada 585 nm de 10 – 20 J/cm2 fluence yeterli iken 1064 nm de 70 – 150 J/cm2 gerekmektedir. Oksi Hb ne göre deoksihemoglobin ve methemoglobin tarafından absorbsiyonu oldukça yüksektir.

Nd:YAG 1064 nm dalga boyu ile vasküler yapılarda kullanıldığında aslında damar içi Hb absorbsiyonu düşüktür. Ancak bu absorbsiyon sudan 10 kat daha fazladır. (dermiste ne önmei kromofor su) Buda düşük Hb absorbsiyonuna karşın yinede seçici fototermal hasar yapmasını açıklamaktadır. (Nd YAG lazerin bu seçici ısı hasarı 585 nm PDL ile karşılaştırıldığında daha azdır.)

Kan tarafından lazerin absorbsiyonu; kanın osmolaritesine, hematokrit değerine, vasküler yapıların hemodinamiğine ve eritrositlerin morfolojik değişimlerine bağlıdır.

Bu mantıkla 2 farklı lazer içeren tek platfromlar geliştirilmiştir. Bunlarda ilk pulse 585 nm PDL. Bu Vasküler eritrositler içerisindeki MetHB hızla arttırmakta. Sonra Nd YAG lazer uygulanmakta.

PDL deride penetransı daha düşüktür. Daha çok yüzeysel dermal pleksusta sınırlıdır. Yani 1.5 mm den daha derin venler maalesef ulaşamaz. (Lazer fulence arttrılsa bile) Daha derin vasküler yapılarad MetHb gelişmemektedir.

Derinlere penetre olması ve nonselektif doku hasarı yapması nedeni ile hem skar bırakma riski fazladır hem de tedavi sırasında hissedilen ağrı oldukça yoğundur. Bu nedenle uygulama sırasında genellikle anestezi gerekir, tedavi sonrası skar gelişimini önlemek için lezyona uygulanan tedavinin noktasal yaklaşım ile yapılması ve ince deri alanlarının tedavisinden kaçınılması önerilmektedir.

Ayrıca yuarıdaki grafik 1064 nm dalga boyunun melanositler ve melanosamlar tarafından daha az absorbe olması anlamına gelmektedir. Bu nedenle pigmentasyona bağlı epidermal hasar riski daha azdır ve koyu tenlilerde güvenle kullanılabilmektedir. Buda daha koyu tenlilerde kullanımını mümkün kılmaktadır. Epidermisin TRT si 1-2 msn dir. Nd YAG lazer daha uzun pulse süreleri ile kullanılması epidermisin bu pulse aralıklarında korunmasını sağlamaktadır. Ama yine de koyu tenlilerde soğutma sistemleri ile epidermis korunmalıdır. Yüzeysel damarlarda soğuk hava vazospazm yapmakta ve buda uygulama sonrası ödem ve eriteme neden olmaktadır.

0.2 – 2 mm çaplarda vasküler yapılarda 6 mm spot alanı, 120 J/cm2 fulence, 7-ms double pulse; 2-4 mm çaplarda vasküler yapılarda 6 mm spot alanı 130 J/cm2 fulence, 14-ms tek pulse; 4 mm üzerindeki çaplarda vasküler yapılarda 6 mm spot alanı 130 J/cm2 fluence 7-ms double pulse kullanılmaktadır. 0.1 mm çapında damarların TRT si 5 msn iken 0.3 mm çapında damarlarda 40 msn dir. 1 mm çapında damarlarda ise TRT 500 msn üzerindedir. Yüksek fuluence ve düşük pulse süreleri küçük ve kırmızı damarlarda bu nedenle tercih edilmektedir.

Nd YAG lazerde multi pulse kullanılabilmektedir. Burada amaç oksi-Hb ni Met Hb dönüştürmektir. Çünkü Met Hb bu dalga boyuna çok daha iyi cevap vermektedir. Nd YAG lazerin ilk pulse Hb MetHb dönüştürmekte ve damatda akan akımı yavaşlamakta. Aynı noktaya ikinci pulse yapıldığında etkinliği bu nedenle 4 kat artmaktadır. İlk pulse süresinde toplam enerjinin % 80 ni verilmekte sonrada % 20 si uygulanmaktadır.

Bu amaçla tek lazer platformunda iki farklı lazer kullanımı geliştirilmiştir. Bunlarda ilk pulse 585 nm PDL ve uygulandığında damarlar içerisindeki Met Hb hızla arttırmakta. Sonra Nd YAG lazer uygulanmakta. PDL deride penetransı daha düşüktür. Etkinliği daha çok yüzeysel dermal pleksusta sınırlıdır. Yani 1.5 mm den daha derin venler maalesef ulaşamaz (Lazer fulence arttırılsa bile). Bu nedenle 1.5 mm den derin vasküler yapılarda Met Hb gelişmemektedir.
Yüzde rozasea gibi nedenlere bağlı olarak gelişen 1 mm den küçük yada 1-2 mm çapında burun kanadı yerleşimli telenjektazilerde kullanılabilmektedir.

4-6 mm kadar deride derine inebilmesi nedeni ile daha derin yerleşim gösteren şarap lekeleri,  hemanjiyomlar ve bacak varislerinin tedavisinde kullanılmaktadır. Ayaklardaki telenjektazilerde MetHb yüzdeki telenejektazilerde oksi Hb daha fazladır(Deoksi Hb 800 – 1200 nm, oks Hb 500 – 600 nm dalga boyarında etkilidir). Bu nedenle Nd YAG lazer ayaklarda vasküler yapılarda seçkin bir tedavidir.

Nd YAG lazer Hb tarafından absorbe olmakta, ortaya çıkan ısı eritrositlerin şekillerini değiştirmekte ve Hb proteini denatüre olmakta buda koagülasyona neden olmaktadır. Ancak Nd YAG lazer uygulanmaya başlandıktan 70 sn sonra Hb nin denatüre olması ile lazeri absorbe etme potansiyeli düşmektedir.

Uygulama öncesi dermatoskopy yapılarak vasküler ve telenjektazielrin çap ölçümleri yapılmaktadır. Dermatoskopi sırasında zeminde eritemin azaltıması için bromidine içeren Alphagan, Brimogut yada Combigan göz damları % 0.3 jel formunda kullanılmakta. Bu eritemi azaltarak zeminde telenjektazilerin daha belirgin olmasını sağlamaktadır.

Uygulama sonrası dermatoskopi tekarlanarak lazer etkinlikleri kontrol edilmektedir. Yetersiz ise 2 pulse uygulanmakta

Uzun atım süresi sayesinde Nd:YAG lazer, damar duvarında rüptüre neden olmadan damarı yavaşça koagüle ederek  purpura ve pigmentasyon gelişimini önler. 1064 nm Nd:YAG lazerin  yan etkileri iki hafta kadar sürebilen pigmentasyon değişiklikleridir.

Tedavi sonunda hemen damarın tamamen kaybolduğu gözlenir.

Seanslar 6 hafta ara ile uygulanmaktadır. Uygulmadan hemen sonra ve 1 hafta içerisinde hafif ödem ve kızarıklık olmakta ve telenjektaziler kırmızıdan mora dönmektedir.

Nd YAG Lazerde İdeal Parametreler

Varis ve telenjektazinin karekteristik özelklerine göre Nd YAG lazerde pulse süresi , spot alanı ve fulence seçilmektedir. Eğer tedavi düşünülen vasküler lezyon hetorojen bir yapıya sahip ise seçilen parametreler değişken olmalıdır.

Pulse süresi

Pulse süresi yani lazerin dokuya uygulandığında absorbsiyon süresini ifade etmektedir. Bu damarın çapına göre seçilmektedir. Kısa pulse süreleri küçük çaplı damarlarda, uzun pulse süreleri ise büyük çaplı damarlarda tercih edilmektedir.

Örnek aşağıdaki resimde küçük damar çaplı, kırmızı ve yüz telenjektazilerinde 20 msn kısa pulse süreleri seçilmiştir. 7 mm spot alanı 20 msn pulse süresi, 100 J/cm2 fluence kullanılmıştır. 3 mm spot alanı içimn enerji 130 Joule / cm2 olarak seçilmektedir.

Örnek aşağıdaki resimde ise daha büyük çaplı, mavi ve bacaktaki venüle 45 ms pulse süreleri seçilmiştir.  7 mm spot alanı, 90J/cm2 fluence uygulanmıştır.

Pulse süresi ne kadar kısa ise damarlarda sklerozis olmadan purpura gelişebilmektedir. Pulse süresi ne kadar uzun olur ise ödem ve lazer sonrası problemler o kadar fazla olmaktadır.

Lazer spot alanı

Lazer spot alanı seçimi vasküler lezyonun derideki derinliğine bağlıdır. Küçük spot alanları 2.5-5 mm yüzeysel ve küçük çaplı vasküler lezyonlarda tercih edilmektedir. Büyük spot alanları 7 – 10 mm ise daha derin ve büyük çaplı damarlarda tercih edilmektedir.

Fluence

Fluence vasküler lezyonun lazeri absorbsiyon kapatisitesine göre belirlenmektedir. Mor –mavi vasküler lezyonlar daha derin yerleştikleri, fazla kan içerdikleri ve lazeri daha fazla absorbe ettikleri için flunece düşük tutulmalıdır(Lazer sonrası damarda kanın koagülasyonu 70 C üzerindeki ısılarda gerçekleşmektedir).

Nd YAG lazer vasküler lezyonlarda fluence; 90 – 400 J cm2, pulse süresi 10 – 100 ms, spot alanı 1 – 10 mm olarak 0.1 ve 4 mm arasındaki ayaklardaki lezyonlarda kullanılmaktadır.

Nd YAG lazer etkinliği için bilgisayar destekli matematiksel programlar geliştirilmiş.

Aşağıda matematiksel simülasyon epidermis 150 µm ve dermiş 3,5 mm kalınlıkta. 13 adet 10-1000 µm çaplarda vasküler yapı temsil edilmekte ve dermiste 1.5 -2 mm derinlikte yer almaktalar. Hedef vasküler yapı 1 mm çapında ve 1,5 mm dermiste yer almakta. Bu matematiksel simülasyona aşağıdaki resimde sol üst noktada gösterildiği gibi 1,25 mm yarı çaplı 60 msn pulse süresi ve 100 J lazer uygulanmış. Bu spot alanı 6 mm lazer spotuna karşılık gelmektedir.

Aşağıdaki resimde lazer sonrası matematiksel simülasyonda ısı değişimi gösterilmektedir. Hedeflene test damarında ısı değişimi homojendir. (40-45 C çıkmakta)

Bu matematiksel simülasyonda farklı spot alanı ve fulence kullanılmış.

Sonuç olarak;

2,5 mm spot alanı ve 100 J en ideal parametre olarak saptanmıştır.

Diğer bir çalışmada vasküler yapılarda çapın lazer etkinliği karşılaştırılmıştır. Yine 2.5 mm spot alanı, 300 J/cm2 fulence ve 60 msn pulse süresi farklı çaplarda damarlarda kullanılmış. Aşağıdaki resimde bu ısı değişimi farklı çaplarda vasküler yapılarda 3 sn boyunca takip edilmiştir. Aşağıdaki grafikte 200 µm vasküler yapılarda ısının diğer büyük çaplı vasküler yapılara göre ne kadar hızlı olduğu göstermekte. Yani etki 70 C ısı vasküler yapıda fazla kalmamakta. Lazerden kaynaklanan ısı damar çapı arttıkça damar içerisinde 70 C üzerinde daha uzun süre kalmaktadır. Buda büyük çaplı damarlarda daha fazla klinik cevap alınmasını açıklamaktadır.

Vasküler yapılarda lazer kaynaklı ısı peak seviyesi milisn içerisinde gerçekleşmekte. Bu yükselen ısı birkaç saniye sonra 50 C altına düşmektedir(soğuk uygulamadan). Yukardaki grafikte ilginç olan vasküler yapının çaından bağımsız olarak ısının 100 C çıkması. Isının düşmesi damarın çapına göre değişmektedir. Küçük çaplı olanlarda ısı daha hızlı düşerken büyük çaplı olanlarda ısının düşüşü daha uzun sürmekte.

Yukardaki matematiksel similasyonda 2.5 mm spot alanı yerine 6 mm spot alanı kullanıldığında ise hedef vasküler yapılarda 60 C üzerinde ısılar ortaya çıkmakta. Ayrıca aşağıdaki resimde oklar ile gösterildiği gibi dermişte suyun lazerin absorbsiyonu ile daha fazla ısı ortaya çıkmaktadır. Bu ısı artışı dermişte istenmeyen ısı artışıdır. Bu nedenle büyük spot alanı kullanımlarında dikkatli olunmalıdır.

Spot alanı arttıkça örneğin 2.5 mm yerne 6 mm tercih edildiğinde ısı hasarı vasküler yapıda artmakta ancak deriye uygulanan bu büyük spot alanı ayrıca çevre dokuda, dermiste ısı hasarına neden olmaktadır(Özelikle 1 mm den küçük çaplı damarda 6 mm spot alanı kullanıldığında). Bu fazla spot alanından kaynaklanan fotonlar dermiste istenmeyen yan etkilerde neden olmaktadır. Bu nedenle Nd YAG lazerde küçük spot alanları daha fazla tercih edilmelidir.

Vasküler lazer uygulamalarında spot alanı için öneri vasküler yapının maksimum çapının % 25 inden daha fazla spot alanının seçilmesidir.

Benzer matematiksel simülasyon 2.5 mm ve 6 mm spotlarda ve farklı enerjilerde çalışılmıştır. Aşağıda bunun sonuçları görülmektedir.

Yukardaki simülasyon sonuçları şunu göstermektedir.

Farklı pulse süreleri ve damar çaplarında lazer fulence arttıkça damarsal etkinlik azalmaktadır. Buda fotonlar artıkça daha fazla fotonun seçici damar hasarına katılmadığı ve dermiste su tarafından absorbe olduğunu göstermektedir. Buda istenmeyen ağrı ve yan etki artışı anlamına gelmektedir.

Düşük spot ile daha etkin fulence sağlanmaktadır. Örneğin dokuda 100 J/cm2 fluence için 2.5 mm spot için 4.9 J gerekli iken 6 mm spot için 28.3 J enerji gereklidir.

Klinik çalışmalar optimal damar ısı hasarı ve yüksek lazer etkinliği için 100–200 J/cm2 fluence ve 30– 60 ms pulse süreleri önermektedir.

Bu durum iki şekilde açılabilir. Birincisi fluence arttırılabilir(flunece 300 J/cm2 üzerine çıkılır). Yüksek fulence epidermal ve dermal yüksek soğutma desteği gerektirmektedir.

Gerekir ise daha spesifik bir lazere geç (PDL lazere geçilir. Aslında < 0.7 mm küçük çaplı telenjektazilerde en iyi seçenek).