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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.85.2021.tde-08092021-150518
Documento
Autor
Nome completo
Mariliza Casanova de Oliveira Prado
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Zezell, Denise Maria (Presidente)
Azevedo, Luciane Hiramatsu
Mota, Cláudia Cristina Brainer de Oliveira
Santos, Paulo Sergio da Silva
Título em inglês
Thermal damage and time of excision of micro and super pulsed diode lasers: an ex-vivo comparative study
Palavras-chave em inglês
diode lasers
excision time
micro pulsed diode laser
oral biopsy
soft tissue
super pulsed diode laser
thermal damage
Resumo em inglês
Diode lasers are portable, accessible, efficient and reliable surgical units for performing surgeries and soft tissue biopsies of the oral cavity. The newer units are equipped with micro and super pulsed technologies and systems that allow the selection of different usage parameters in terms of emission mode, duty cycle, power and pulse duration. It is, however, not known which parameters or types of diode lasers produce the most intact tissue samples in the best possible surgical time. The main objective of this ex vivo study was to compare the thermal damage and the excision time of different parameters of the micro pulsed diode laser and the super pulsed diode laser. The secondary objectives were: 1) to provide practical recommendations for performing surgical excisions with diode lasers; 2) to examine possible correlations between the area and the depth of the thermal damage, as well as between the time of excision and the thermal damage. Ten groups of ten swine tongue specimens were excised (8 mm in diameter) using a surgical blade (control group: G1); micro pulsed diode laser in different emission modes, duty cycles, average power, peak power and pulse duration (G2 - 9); and the new super pulsed diode laser (G10) with the smallest single parameter recommended by the manufacturer (average power = 3.2W, peak power = 80 W, pulse duration from 10 μs to 100 ms). The wavelength of both was 940 nm. All parameters were previously measured with the power meter and activated disposable tips were discarded right after each biopsy. The area and the histological depth of the thermal damage were quantified using the NIS-Element Basic Research software (Nikon Instruments Inc), while the excision time was measured between the clamping until the total excision of the lesion. Kruskal-Wallis and Dunn's multiple comparison tests with Bonferroni correction were applied to compare the area and depth of thermal damage, as well as the time of excision between the groups. Correlations between area and depth of thermal damage and between excision time and thermal damage were examined using Spearman's nonparametric correlation coefficient. The level of significance was set at 5%. In the experimental groups (G2 - G10), the total area of thermal damage observed was smaller in the G3 group (continuous mode, average power = 1.5W; median = 0.91 mm2 ; p = 0.009). All other groups had thermal damage areas larger than 1 mm2 with G7 (pulsed mode, duty cycle = 33%, average power = 1.5W, peak = 5.4W and pulse duration of 100 μs) and G9 (pulsed mode, duty cycle = 50%, average power = 1.5W, peak = 3.6W and pulse duration = 1 ms) producing the largest damage areas (median 1.93 and 1.97 mm2 , respectively). In the multiple comparison, controlling the level of global significance, G3 presented a median area of thermal damage significantly smaller than those of G7 (p = 0.013) and G9 (p = 0.036). There were no statistically significant differences in the depth of thermal damage between the groups (p = 0.12). The median excision times of G1 (scalpel) and G10 (super pulsed) were significantly shorter than those found in the micro pulsed diode laser groups (G1 = 50; G10 = 69; G2 to G9 ranged from 142 to 238 seconds; p < 0.001). There was a direct correlation between the depth and area of thermal damage, but no correlation was found between the excision time and thermal damage. The use of the micro pulsed diode laser in continuous mode with average power = 1.5 W produced biopsies with the smallest area of thermal damage and greater tissue integrity, while the use of the super pulsed diode laser (average power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms) allowed faster excisions. Area and depth of thermal damage correlated directly. In clinical practice, the micro pulsed diode laser should be considered in continuous mode, at 1.5 W output power with 1.8 W peak power as the best option when aiming to achieve maximum tissue integrity. Whereas the use of super pulsed diode laser with output power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms, produced the best relationship between thermal damage and excision time, and is recommended when practical necessity requires rapid excisions with reasonable tissue integrity. The use of micro pulsed diode laser in pulsed emission mode with high peak power and long pulse duration should be avoided when performing oral biopsies so that tissue integrity is not compromised and hinders the histopathological analysis of the lesions.
Título em português
Dano térmico e tempo de excisão dos lasers de diodo micro e superpulsado: um estudo comparativo ex-vivo
Palavras-chave em português
biópsia oral
dano térmico
laser de diodo micropulsado
laser de diodo superpulsado
lasers de diodo
tecido mole
tempo de excisão
Resumo em português
Os lasers de diodo são unidades cirúrgicas portáteis, acessíveis, eficientes e confiáveis na realização de cirurgias e biópsias de tecidos moles da cavidade oral. As unidades mais atuais estão equipadas com tecnologias micro e superpulsadas e sistemas que permitem a seleção de diferentes parâmetros de irradiação quanto ao modo de emissão, ciclo de trabalho, potência e duração de pulso. Desconhece-se, no entanto, quais parâmetros ou tipos de lasers de diodo produzem as amostras teciduais mais íntegras no melhor tempo cirúrgico possível. O objetivo principal deste estudo ex-vivo foi comparar o dano térmico e o tempo de excisão de diferentes parâmetros do laser de diodo micropulsado e do laser de diodo superpulsado. Os objetivos secundários foram: 1) prover recomendações práticas para realização de excisões cirúrgicas com lasers de diodo; 2) examinar possíveis correlações entre a área e a profundidade do dano térmico, bem como entre o tempo de excisão e o dano térmico. Dez grupos de dez espécimes de línguas suínas foram excisionados (8 mm de diâmetro) usando lâmina cirúrgica (grupo controle: G1); laser de diodo micropulsado em diferentes modos de emissão, ciclos de trabalho, potências médias, potências pico e durações de pulso (G2 - 9); e o novo laser de diodo superpulsado (G10) no menor parâmetro único recomendado pelo fabricante (potência média = 3,2 W, potência pico = 80 W, duração de pulso de 10 μs a 100 ms). O comprimento de onda de ambos foi de 940 nm. Todos os parâmetros foram previamente medidos com o medidor de potência power meter, e todas as pontas descartáveis previamente ativadas foram descartadas logo após a realização de cada biópsia. A área e a profundidade histológica do dano térmico foram quantificadas através do software NIS-Element Basic Research (Nikon Instruments Inc), enquanto que o tempo de excisão foi medido entre o pinçamento até a excisão total da lesão. Os testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e de comparação múltipla de Dunn com correção de Bonferroni foram aplicados para comparar a área e profundidade de dano térmico, assim como o tempo de excisão entre os grupos. As correlações entre área e profundidade do dano térmico e entre o tempo de excisão e o dano térmico foram examinadas através do coeficiente de correlação não paramétrico de Spearman. O nível de significância estabelecido foi de 5%. Nos grupos experimentais (G2 - G10), a área total de dano térmico observada foi menor no grupo G3 (modo contínuo, potência média = 1,5 W; mediana = 0,91 mm2; p = 0,009). Todos os outros grupos apresentaram áreas de dano térmico superiores a 1 mm2; com G7 (modo pulsado, ciclo de trabalho = 33%, potência média = 1,5 W, pico = 5,4 W e duração de pulso de 100 μs) e G9 (modo pulsado, ciclo de trabalho = 50%, potência média = 1,5 W, potência pico = 3,6 W e duração de pulso = 1 ms) produzindo as maiores áreas de dano (mediana de 1,93 e 1,97 mm2, respectivamente). Na comparação múltipla, controlando o nível de significância global, G3 apresentou área mediana de dano térmico significativamente menor que G7 (p = 0,013) e G9 (p = 0,036). Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas na profundidade do dano térmico entre os grupos (p = 0,12). Os tempos medianos de excisão de G1 (bisturi) e G10 (superpulsado) foram significativamente menores do que os encontrados nos grupos de laser de diodo micropulsado (G1 = 50; G10 = 69; G2 a G9 variaram de 142 a 238 segundos; p < 0,001). Houve correlação direta entre a profundidade e área de dano térmico, porém não foi encontrada correlação entre o tempo de excisão e o dano térmico. O uso do laser de diodo micropulsado em modo contínuo com potência média = 1,5 W produziu biópsias com a menor área de dano térmico e maior integridade tecidual, enquanto que o uso do laser de diodo superpulsado (potência média = 3,2 W, potência pico = 80 W, duração de pulso de 10 μs a 100 ms) permitiu excisões mais rápidas. Área e profundidade de dano térmico correlacionaram-se diretamente. Na prática clínica, recomenda-se o laser de diodo micropulsado no modo contínuo, na potência média de 1,5 W como a melhor opção quando se objetiva atingir integridade tecidual máxima. Por outro lado, o uso do laser de diodo superpulsado com potência média = 3,2 W, potência pico = 80 W, duração de pulso de 10 μs a 100 ms, produz a melhor relação entre dano térmico e tempo de excisão, devendo ser utilizado quando a necessidade prática requerer excisões rápidas com integridade tecidual razoável. Deve-se evitar o uso do laser de diodo micropulsado em modo de emissão pulsado com altas potências pico e longas durações de pulso na realização de biópsias orais a fim de que a integridade tecidual não seja comprometida e dificulte a análise histopatológica das lesões.
 
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2021PradoThermal.pdf (3.05 Mbytes)
Data de Publicação
2021-09-09
 
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