Применение лазеров в медицине |
Результаты экспериментальных и клинических исследований по применению лазерных установок генерирующих излучение малой интенсивности в различных областях спектра, позволили сопоставить между собой действие лазеров с различными физическими характеристиками. В качестве объекта в эксперименте были использованы интактные животные и животные с перевитыми опухолями.
Действие когерентного излучения на систему противоопухолевой защиты оценивалось по широкому кругу показателей, среди которых ведущую роль играло определение активности натуральных киллеров и изучение процесса антителообразования. Полученные данные не оставляют сомнения в том, что излучение генерируемое различными типами лазеров является мощным физическим фактором, вызывающим разносторонние физиологические эффекты. Действие это неоднозначно, оно зависит от длины волны, мощности и частоты следования импульсов, а также от исходного состояния организма, подвергающегося излучению. Влияние лазеров опосредуется через регуляторные системы организма и поэтому его нельзя рассматривать как простое воздействие на клетки-мишени. Об этом свидетельствует то обстоятельство, что в условиях экспериментов выраженное влияние на опухолевый рост и на физиологические константы организма оказало когерентное излучение, не обладающее разрушающим действием. В ходе эксперимента установлено что локальное облучение гелий-неоновым лазером опухолевого узла мелакомы В-16 у мышей линии С57В1-/6 вызывает стимуляцию опухолевого роста. Это было подтверждено в опытах, проведенных в аллогенной системе с перевивной лимфосаркомой Плисса и в сингенной системе с карциномой легких Льюиса. На этом основании было сделано предположение что непрерывное излучение красного спектра в определенных режимах может стимулировать как рост опухоли, так и ее метастазирование. Это обстоятельство должно ограничивать возможности использования данного типа неразрушающих лазеров у больных при неудаленной опухоли и наличии метастазов. Эксперименты, проведенные с использованием импульсного лазера на парах меди, излучающего в желтой и зеленой части спектра, показали благоприятный эффект на течение опухолевого процесса в аллогенной и сингенной системах. Наблюдалось заметное торможение развития первичного опухолевого узла и процесса метастазирования. Результаты, полученные при выполнении данного раздела работы, позволили сделать вывод о перспективности использования лазера на парах меди в онкологической клинике. При этом было высказано предположение о том, что разнонаправленность эффектов, вызываемых когерентным излучением в красной и желто-зеленой части спектра, может быть связана с неравнозначностью их влияния на НК-киллеры, представляющие собой одно из основных звеньев естественной противоопухолевой резистентности. Облучение интактных животных гелий-неоновым лазером привело к усилению функции НК. что более выражено при действии на зону тимуса. Выяснено, что облучение гелий-неоновым лазером вызывает различное действие на НК-киллеры у животных-опухоленосителей в зависимости от зоны аппликации облучения. В случае, если воздействию подвергалась зона тимуса. то есть участка, удаленного от места развития опухолевого узла, существенных сдвигов со стороны киллинга не происходило. Напротив, местное облучение опухоли вызывало резкое торможение функции натуральных киллеров, что может говорить о выработке или освобождении под действием излучения факторов, ингибирующих НК-киллеры. При использовании лазера на парах меди не наблюдалось угнетения нормальных киллеров при разных точках приложения лазерного воздействия и различных соотношениях "эффектор - мишень". Влияние лазера на парах меди на активность натуральных киллеров у интактных животных и опухоленосителей оказалось однозначным. Получено усиление киллинга при воздействии на зону тимуса и селезенки. Эти данные свидетельствуют о том, что механизмы влияния лазерного излучения могут быть подразделены на местные и общие. О роли местных механизмов свидетельствуют такие факты, как ингибирование киллинга при локальном облучении опухоли гелий-неоновым лазером. О включении общих механизмов свидетельствует имунностимулирующий эффект при воздействии лазером на зону тимуса, являющегося центральным органом иммунитета. В плане изучения роли общих и местных механизмов в реализации эффектов была исследована возможность лазерного излучения выступать в качестве неспецифического раздражителя, вызывающего развитие общего адаптационного синдрома. Проверка этого предположения была предпринята на модели антителообразования к тимусзависимому и тимуснезависимому антигенам на фоне лазерного воздействия. Было выяснено, что влияние низкоинтенсивного лазерного излучения различных спектров на антителообразование подчиняется тем же закономерностям, что и действие на иммунный ответ раздражителей принципиально иной физической природы, таких как гипоксия и ионизирующая радиация. Это обстоятельство позволяет считать, что в механизме действия лазеров на организм определенную роль играет их неспецифическое раздражающее действие, приводящее к развитию адаптационного синдрома. В реализации адаптационного синдрома заметное место принадлежит усиленной продукции соматотропного гормона передней доли гипофиза, являющегося одним из регуляторов процессов регенерации. поэтому реально было предположить возможность модуляции регенераторных процессов с помощью лазерного излучения. В связи с этим, представляется оправданной попытка исследования влияния различных лазеров на регенераторный процесс. Поскольку положительное местное влияние излучения гелий-неонового лазера описано многими исследователями, основной акцент в эксперименте был сделан на изучение эффектов, вызываемых излучением лазера на парах меди. Сведения о влияниии на регенерацию излучения лазера на парах меди в литературе крайне скудны, а работ, освещающих изменение регенерации под влиянием импульсного излучения зелено-желтого спектра на фоне опухолевого процесса в организме, нам не встретилось. Эксперименты были проведены с интактными животными и животными-опухоленосителями, которым наносились раны. Показано, что низкоинтенсивное лазерное излучение с длиной волны 510.6 и 578.2 нм существенно стимулирует заживление ран. При морфологическом исследовании экспериментальных ран было установлено, что под действием лазерного излучения желто-зеленого спектра созревание грануляционной ткани в зрелую волокнистую происходит быстрее, причем процесс этот у интактных животных и у опухоленосителей принципиально не отличается. При этом замечено, что облучение ран лазером на парах меди достоверно угнетает процесс метастазирования и развитие опухоли, не попадающей в зону облучения. Результаты экспериментов позволяют рекомендовать лазер на парах меди для активизации регенерации тканей у онкологических больных в послеоперационном периоде и при проведении лучевой терапии. Нами также было исследовано влияние системной химиотерапии и локального воздействия ннзкоинтенсивного лазерного излучения на экспериментальную опухоль. Обнаружено существенное торможение роста опухоли и угнетение метастазирования у животных, получающих химиотерапию и лазерное облучение по сравнению с животными, получающими монотерапию. Таким образом, сочетанное применение цитостатиков и низкоинтенсивного излучения лазера на парах меди позволяет повысить эффективность противоопухолевой терапии. Полученные экспериментальные результаты позволили начать клинические испытания низкоинтенсивных лазеров в онкологической клинике. Прежде всего необходимо было внедрить методики, позволяющие сократить количество послеоперационных и лучевых осложнений и при этом не вызвать стимуляции опухолевого процесса. В раннем послеоперационном периоде у больных, радикально оперированных по поводу местнораспространенного рака гортани, глотки, слизистой дна полости рта и языка было применено внутрисосудистое лазерное облучение крови. Для облучения крови использовали гелий-неоновый лазер ЛГ-75 с длиной волны 632. 8 нм. Поскольку на момент лазерного воздействия опухоль и метастазы были удалены и место операции облучению не подвергалось, возможность стимуляции злокачественного роста была мало вероятной. При разработке режимов облучения наиболее целесообразными были признаны следующие параметры: выходная мощность излучения 5 мВт. время экспозиции 30 минут, 5 сеансов на курс. Сравнительный анализ результатов заживления послеоперационных ран свидетельствует о более благоприятном характере течения репаративных процессов при внутрисосудистом лазерном облучении крови. Это подтверждено клиническими наблюдениями и морфологическими исследованиями. В контрольной группе раны зажили вторичным натяжением у 68.4% больных, при лазерном облучении крови удалось снизить количество осложнении в ране до 38.9% (р<0.02). Значительное сокращение гнойно-некротических осложнении при лазеротерапии привело к снижению количества фарингосвищей и оростом до 24.4% по сравнению с 50.0% в контроле. На фоне внутрисосудистого облучения крови на 5-7 сутки после операции отмечается выраженное снижение некробиотических процессов, отсутствуют отек и лейкоцитарная инфильтрация тканей, улучшается васкуляризация, значительно увеличивается количество новообразованных сосудов. К 10-14 суткам в исследуемом материале отмечается наличие хорошо формирующейся грануляционной ткани, появляются комплексы клеток эпителия и выраженный рост новообразованных сосудов, многие из которых начинают функционировать. При исследовании материала из ран в контрольной группе больных к этому времени сохраняется отек тканей, формирование грануляционной ткани и новообразование сосудов выражены незначительно. Характер противовоспалительного действия внутрисосудистого лазерного облучения подтвержден изменениями в периферической крови. Снижается лейкоцитоз, СОЭ, уменьшается доля сегментоядерных нейтрофилов. Достоверно увеличивается количество лимфоцитов к концу первой недели послеоперационного периода. В контрольной группе подобные изменения происходят к концу второй недели. Антистрессорный эффект БЛОК изучен по характеру адаптационных реакций. На вторые сутки после операции 68.8% больных находились в состоянии стресса и лишь у 31.4% отмечалась реакция тренировки и активации. Реакция стресса к 7-м суткам при лазерном воздействии наблюдалась у 17.5% пациентов и у 57.9% больных, которым лазеротерапия не проводилась. Усиление защитных сил организма под влиянием внутрисосудистого лазерного облучения крови проявляется нарастанием антителообразующих белков - глобулинов. В частности, увеличение иммуноглобулинов А и О к 7-м суткам с последующим снижением их значений к 14-м суткам. В контрольной. группе нарастание уровня иммуноглобулинов наблюдается на протяжении двух недель, что связано с усилением воспалительных процессов в послеоперационной ране. Наблюдаются изменения в иммунной системе под действием лазерного облучения, а именно, нарастает количество "активных" Т-лимфоцитов. Изменения в иммунной системе взаимосвязаны с уровнем кортикостероидов в плазме крови, определяющим состояние стресса. Нарастание процессов катаболизма в раннем послеоперационном периоде характеризуется повышением уровня кортизола и снижением количества Т-лимфоцитов. На фоне лазерного облучения крови к концу первой недели наблюдается снижения уровня кортизола. что, в свою очередь, способствует нарастанию Т-лимфоцитов. У больных, не получавших лазерного облучения крови, к этому сроку происходит нарастание уровня кортизола и незначительное повышение Т-лимфоцитов. Анализируя динамику исследуемых параметров, можно сказать, что внутрисосудистое лазерное облучение крови приводит к быстрому восстановлению нарушенных функций основных систем гомеостаза, способствует усилению репаративных процессов в послеоперационном периоде у больных опухолями головы и шеи и ведет к уменьшению числа тяжелых осложнений, ухудшающих качество жизни пациентов. При изучении отдаленных результатов получены данные, свидетельствующие о достоверном снижении частоты возникновения рецидивов и метастазов у больных, получавших внутрисосудистое лазерное облучение крови в раннем послеоперационном периоде, по сравнению с контрольной группой. Следующим этапом клинических исследований были работы по изучению возможности излучения низкоинтенсивного импульсного лазера на парах меди для профилактики лучевых реакций у больных с местнораспространенными, метастатическими и рецидивными опухолями области головы шеи, получающих нейтронно-фотонную терапию. При облучении кожи повреждаются все ее структурные элементы. Радиочувствительность кожи высокая, она уступает по этому показателю лишь немногим тканям. При лечении быстрыми нейтронами наблюдались местные лучевые реакции кожи в виде эритемы, сухого или влажного эпидермита. Реакции слизистых оболочек проявлялись катаральным и пленчатым эпителиитом. Выраженные острые местные лучевые реакции вызывали необходимость перерыва лучевой терапии у 56% больных. Применение излучения лазера на парах меди местно на зону полей облучения позволило снизить частоту сухого и влажного эпидермита в 3 раза. Частота острых лучевых реакций кожи и слизистых оболочек уменьшалась за счет повышения толерантности их к действию ионизирующего излучения. Так, в контрольной группе влажный эпидермит возникал при значении фактора ВДФ 94 усл. ед., у больных, получавших профилактическую лазеротерапию, влажный эпидермит развивался при значениях поглощенной дозы на кожу, равных 170 усл. ед. ВДФ. Значения показателя ВДФ, при которых возникали радиоэпителииты, в контрольной группе составляли 60 усл. ед., в условиях применения лазера на парах меди доза достигала 90 усл. ед. Местные лучевые реакции, развившиеся на фоне нейтронно-фотонной и лазеротерапии были менее выраженными, ликвидация их происходила в 2. 5 раза быстрее, чем при лучевой терапии в самостоятельном варианте. Время перерыва в связи с местными осложнениями значительно сокращалось у больных, получавших профилактическую лазеротерапию. Установлено, что нейтронная терапия в большей степени подавляет способность тканей к регенерации, чем фотонное излучение. Этот момент является сдерживающим для применения нейтронной терапии в предоперационном периоде при комбинированном лечении злокачественных новообразований вообще и гортани, в частности. Радиомодифицирующее действие низкоинтенсквного лазерного излучения было использовано для защиты нормальных тканей, попадающих под действие нейтронного облучения при клинической апробации метода комбинированного лечения злокачественных опухолей гортани с предоперационной нейтронно-фотонной терапией. Применение данной методики позволило провести этап предоперационного курса лучевой терапии без развития острых лучевых реакций, выполнить операцию через 3-7 дней после его окончания и избежать в ближайшем послеоперационном периоде тяжелых гнойно-некротических осложнений. У больных с поверхностно расположенными злокачественными новообразованиями области головы и шеи, получавших электронную терапию, воздействовали низкоинтенсивным излучением лазера на парах меди на опухоль и окружающие ее нормальные ткани, попадающие в зону ионизирующего облучения. В группе лиц, получивших электронную терапию в сочетании с лазером, лишь у одного больного, что составило 4%, зафиксированы острые местные лучевые реакции в виде пленчатого эпителиита с незначительными клиническими проявлениями в конце курса облучения по радикальной программе на дозе 48 Гр. В группе больных, получавших электронную терапию в самостоятельном варианте, осложнения возникли в 39% случаев. что послужило причиной перерыва лучевой терапии у 58% из них. Сроки лечения пациентов с лазеротерапией удалось сократить в 2.5 раза по сравнению с контрольной группой. Сравнение результатов у больных раком кожи, получивших только электронную терапию и электронную терапию в сочетании с лазеротерапией позволяет говорить об улучшении непосредственных результатов при лазерной терапии. Прослеживается тенденция к уменьшению усредненной площади опухоли как у пациентов, получавших электронную терапию по радикальной программе, так и при предоперационном курсе на фоне лазерного облучения. Результат, получаемый при сочетании лазерной и электронной терапии, аналогичный таковому при электронной терапии в самостоятельном варианте, достигался при значительно меньшей суммарной очаговой дозе. На основании этого можно говорить о модифицирующем действии НИЛИ при электронной терапии больных с поверхностными злокачественными опухолями. Послеоперационные осложнения встречаются у каждого третьего больного раком легкого, причем наиболее тяжелыми и опасными для жизни являются бронхоплевральные осложнения. Состояние эпителия бронхов в предоперационном периоде у данной категории больных имеет решающее значение для обеспечения полноценных регенераторных процессов в культе бронха после хирургического лечения. При интаоперационной лучевой терапии, когда дополнительно к хирургической агрессии применяется повреждающий фактор ионизирующего излучения, увеличивается опасность возникновения послеоперационных осложнений. Включение эндобронхиальной лазерной санации в комплекс предоперационной подготовки больных раком легкого позволило ликвидировать клинические признаки эндобронхита за 7-10 дней. нормализовать эндоскопическую картину, добиться ликвидации патогенной микрофлоры в бронхиальном секрете у 88% пациентов, восстановить дренажную функцию бронхов. Эндоскопическая лазерная терапия, по данным гистологического исследования, не только способствовала стиханию воспаления, но и приводила к нормализации эпителия слизистой оболочки бронхов с восстановлением мерцательных ресничек и регрессии признаков дисплазии эпителия бронхов у ряда больных. Полноценная предоперационная подготовка способствовала более гладкому течению послеоперационного периода, снижению частоты и тяжести эндобронхиальных осложнений у пациентов, получивших лазеротерапию. В группе больных, радикально оперированных по поводу рака легкого, не прошедших эндобронхиальной лазерной санации. эндобронхиальные осложнения развились в 20% случаях, тогда как в группе с лазеротерапиеи подобные осложнения зафиксированы в 10%. При комбинированном лечении послеоперационные эндобронхиальные осложнения зафиксированы в 31% случаев при традиционной подготовке и в 20% на фоне предоперационной лазеротерапии. Для ликвидации возникших осложнений у больных контрольной группы понадобился более длительный срок, чем у больных с лазеротерапией. Для борьбы с возникшими грозными послеоперационными осложнениями наряду с общепринятыми методами была применена эндоскопическая лазеротерапия бронхитов, бронхиальных свищей и трансторакальная лазерная санация полости эмпиемы. У 57% больных удалось полностью залечить бронхиальные свищи и у 29% ликвидировать воспаление в культе бронха при сформировавшемся бронхиальном свище. На основании проведенных морфологических исследований эпителия бронхов выявлено, что при эндоскопической лазеротерапии происходит нормализация регенераторных процессов, восстанавливается полноценная в структурном и функциональном отношении ткань. Этим возможно, объясняется клинический эффект лазерного лечения эндобронхитов в предоперационном периоде и эндобронхиальных осложнений у больных раком легкого, получивших хирургическое и комбинированное лечение. У больных, оперированных по поводу рака желудка более, чем в 90% случаев развиваются пострезекционные синдромы, которые резко ухудшают качество жизни радикально пролеченных пациентов. Наряду с традиционно применяемыми методами лечения пострезекционных расстройств была применена эндоскопическая лазерная терапия в различные после операции сроки. У всех пациентов после проведенного курса эндоскопической лазеротерапии улучшилось общее самочувствие, нормализовался сон, появился аппетит, уменьшились или исчезли боли в эпигастрии, изжога. Положительные сдвиги отмечены в моторной функции культи желудка, что может быть связано с улучшением микроциркуляции в желудочной стенке. Под действием лазерного излучения восстанавливается замыкательная функция анастомоза, чем предотвращается еюногастральный и еюноэзофагеальный рефлюксы. Это ведет к ликвидацки нежелательного влияния на слизистую оболочку пищевода и желудка содержимого тощего кишечника, в котором присутствуют лизолицетин, панкреатический сок и желчные кислоты. Улучшение клинической картины после курса лазеротерапии подтверждено данными эндоскопии и морфологическими исследованиями гастробиопсий. Частота отека стромы и лейкоцитарная инфильтрация слизистой оболочки культи желудка снизилась по сравнению с исходной на 66%. Интересные результаты получены при изучении динамики активности антиоксидантных ферментов в ткани слизистой оболочки оставшейся части желудка. Медикаментозное лечение не оказывало существенного влияния на показатели активности каталазы, супероксидисму тазы, глютатионредуктазы и глютатионпероксидазы. На фоне лазерной коррекции изменение активности перечисленных ферментов зависело от исходного уровня показателей их активности. При более высоких значениях наблюдалось снижение, а при низких отмечено повышение показателей активности всех ферментов. Клинически у этих больных были хорошие ближайшие и отдаленные результаты лечения, эффект лечения прослеживался в течение года. У пациентов с непродолжительной, менее 6 месяцев, ремиссией не было получено значимых изменений активности антиоксидантных ферментов. Более того, активность одних имела тенденцию к повышению, а других - к понижению. То есть, имела место разбалансировка ферментативного звена антиоксидантной защиты тканей, не коррегируемая медикаментозными средствами и лазерным воздействием. За период двухлетнего наблюдения пациентов после лазеротерапии не наблюдалось рецидивов заболевания и признаков отдаленного метастазирования. Поэтому эндоскопическая лазеротерапии может быть рекомендовала для коррекции пострезекционных нарушений у больных, радикально оперированных по поводу рака желудка. Хорошие результаты получены у больных с длительно не заживающими язвами и перестройкой эпителия желудка по типу дисплазии. У данной категории больных медикаментозные средства зачастую не приносят желаемого эффекта, а возможность малигнизации не позволяет применять в полном объеме физиотерапевтические методы. Применяя эндоскопическую лазертерапию, удалось добиться эпителизаиии язв желудка у 96.1% больных. Клинический эффект лазеротерапии был подтвержден данными эндоскопических и морфологических исследований. Исходно определяемая умеренная и тяжелая дисплазия эпителия желудка после курса лазерного воздействия подвергалась частичной или полной регрессии в 76% случаев. Восстанавливалась моторная, кислотообразующая и нейтрализующая функции желудка. Эффект не был кратковременным, ремиссия в течение 24 месяцев сохранялась у 71% больных. Таким образом, накопленный опыт применения низкоинтенсивного лазерного излучения в онкологической клинике свидетельствует о его высокой эффективности на всех этапах лечения больных. Это помощь пациентам с предраковыми заболеваниями, полноценная подготовка к тяжелой операции, лечение тяжелых осложнений в раннем послеоперационном периоде, профилактика острых лучевых осложнений при проведении электронной и нейтронной терапии и реабилитация в отдаленные сроки после окончания радикального лечения. |