В.А.Привалов, А.В.Лаппа. Новые малоинвазивные хирургические технологии с использованием диодных лазеров, разработанные в Челябинске.

В.А.Привалов , д.м.н., проф., Челябинская государственная медицинская академия

 А.В.Лаппа , д.ф.-м.н., проф., Челябинский государственный университет

Новейшие наукоемкие технологии конца ХХ и начала ХХI веков изменили все сферы человеческой деятельности. Изменилась и медицина, для которой теперь весьма актуальными стали разработка и внедрение эффективных и экономичных методов на основе мировых достижений в области высоких технологий. Особый интерес представляют щадящие малоинвазивные лазерные технологии, существенно уменьшающие сроки лечения, его стоимость, риск и тяжесть осложнений. Ниже приводится обзор таких технологий, разработанных авторами (или с их участием) в последние годы.

Лазерная хирургия – один из наиболее ярких примеров использования высоких технологий в медицинской практике. Лазеры уверенно вошли в арсенал хирурга благодаря следующим достоинствам лазерного луча как режущего инструмента:

•  стерилизация гнойных ран, профилактика возможного заражения послеоперационных ран (в том числе ВИЧ и гепатитами);

•  коагуляция мелких (а при использовании зажимов – и средних) сосудов в зоне разреза, позволяющая проводить рассечение кровенаполненных органов, уменьшить потери крови, работать на сухом операционном поле;

•  уменьшение операционных и послеоперационных болей;

•  сокращение послеоперационного периода и сроков лечения, расширение области хирургических вмешательств, выполняемых амбулаторно;

•  удобство воздействия при лапаро- и эндоскопических операциях, особенно при использовании оптоволоконной транспортировки излучения;

•  возможность точного дозирования воздействия, что упрощает технику хирургического вмешательства.

Лазерные источники излучения и оптоволоконная техника позволили создать целый ряд новых эффективных малоинвазивных технологий, многие из которых вполне можно отнести и к нехирургическим. Это, в частности, термотерапия (лазерная гипертермия), каналирование и перфорация мягких и костных тканей, фотодинамическая терапия, технологии, использующие термокоагуляцию и термоабляцию. Все онинашли широкое применение в онкологии, отоларингологии, дерматологии, урологии, нейрохирургии, кардиохирургии, косметологии и многих других отраслях медицины.

Внедрение лазерных хирургических технологий в практическое здравоохранение сдерживалось до последнего времени как дороговизной хирургических лазеров, так и их громоздкостью, трудностями эксплуатации, требующей мощной трехфазной электрической сети, жидкостного охлаждения, квалифицированного технического персонала. Но в настоящее время ситуация радикально и быстро меняется благодаря созданию и быстрому совершенствованию полупроводниковых (диодных) лазеров. Имея значительно больший кпд, эти лазеры стремительно вытесняют традиционные практически из всех медицинских приложений. На их основе уже создано новое поколение медицинских аппаратов, которые характеризуются:

•  малыми габаритами и весом;

•  малым энергопотреблением от обычной однофазной сети;

•  отсутствием потребности в жидкостном охлаждении;

•  высокой надежностью и большим ресурсом работы;

•  высокой стабильностью параметров;

•  простотой управления и технического обслуживания, не требующих значительного технического персонала;

•  низкой чувствительностью к механическим и климатическим воздействиям.

Важно отметить, что эти преимущества диодных лазеров перед традиционными уже сегодня сочетаются с меньшей их стоимостью, которая продолжает снижаться по мере технического развития этого направления. Существенно также, что Россия занимает хорошие позиции как в разработках, так и в производстве диодных лазеров, в том числе и для хирургии. Тем самым созданы предпосылки к более широкому внедрению достижений лазерной хирургии в массовое здравоохранение, включая амбулаторно-поликлиническую службу.

Челябинск стал одним из первых городов России, где начали активно использовать диодные лазеры в хирургической науке и практике. Первый такой лазер появился здесь в 1997г. в Институте лазерной хирургии. В 1998-м мощный диодный лазер начал работать в Клинике общей хирургии Медицинской академии . В настоящее время в лечебных учреждениях города насчитывается около 10 хирургических диодных лазеров различной мощности и длины волны излучения.

Остановимся более подробно на малоинвазивных технологиях с применением диодных лазеров, разработанных совместно сотрудниками Кафедры общей хирургии Челябинской государственной медицинской академии и Физического факультета Челябинского государственного университета [1-10] . Клинические исследования проводились на базе Челябинской городской клинической больницы №1, экспериментальные исследования на животных - на базе Челябинского государственного института лазерной хирургии.

Лазериндуцированная интерстициальная термотерапия щитовидной железы

Метод лазериндуцированной интерстициальной термотерапии (ЛИТТ) основан на необратимости повреждения патологических клеток и тканей при воздействии высокой температуры и отсутствии таковых повреждений со стороны здоровой окружающей ткани. Этот эффект может быть достигнут локальным прогреванием тканей с повышением их температуры в пределах 43-45° С. При этом температурном режиме патологические клетки гибнут, а здоровые - нет. Создать такое тепловое поле можно с помощью лазеров, излучающих в близком инфракрасном диапазоне (0,8–1,1 мкм), с доставкой энергии лазерного излучения в патологический очаг через гибкий волоконный световод. Преимуществами этого способа лечения являются локальность и избирательность воздействия, возможность обработки глубоколежащих образований, хорошая переносимость пациентами и отсутствие серьезных осложнений при его использовании.

В последние годы при лечении различных заболеваний щитовидной железы все чаще используются малоинвазивные чрескожные вмешательства под контролем ультразвуковых исследований. Они позволяют устранить патологический очаг в результате непосредственного воздействия на него физических (лазер) и химических (склеротерапия этанолом) факторов, сохраняя при этом основную массу гормонопродуцирующей ткани щитовидной железы.

Чрескожная ЛИТТ-терапия с использованием диодных лазеров (0,97 и 1,06 мкм) под контролем УЗИ проведена нами у 38 больных различными видами узлового зоба (лица пожилого и старческого возраста). Все они лечились амбулаторно и хорошо перенесли лазертермию. Каких-либо осложнений не было. В зависимости от размера узла проводилось от 1 до 6 сеансов. Через 3-6 месяцев после лазертермии на месте узлов формировался “нежный” рубец без деформации и изменения окружающей ткани. Функция щитовидной железы не страдала (уровни гормонов Т 3 , Т 4 и ТТГ не изменялись). При обследовании 28 пациентов в сроки от 1,5 до 3,5 лет получены хорошие результаты - у 93% из них узлы либо уменьшились более чем на 50%, либо перестали определяться совсем; ни у одного больного не отмечено роста узлов.

Метод ЛИТТ использован с положительным эффектом при лечении запущенных форм злокачественных новообразований щитовидной железы и метастазов колоректального рака в печени.

Лазерная остеоперфорация в лечении остеомиелита

Лечение гнойного процесса в кости (остеомиелита) представляет трудную задачу и по-прежнему вызывает повышенный интерес исследователей. Нами на основе ранее проведенного эксперимента изучено влияние лазерной остеоперфорации при лечении 68 больных с различными формами остеомиелита. Разработанный новый метод отличается от известных на сегодняшний день малой травматичностью, хорошей переносимостью больными, способностью в короткие сроки купировать воспалительный процесс в тканях. Это щадящий метод, не требующий серьезного хирургического вмешательства. С помощью излучения лазера высокой оптической мощности, транспортируемого через тонкий кварцевый световод со специальным термостойким покрытием, в костной ткани в зоне воспаления перфорируется несколько отверстий. Не вынимая световода, производится термотерапия костномозгового канала на пониженной мощности. Никаких дополнительных разрезов, дренирования мягких тканей и костно-мозгового канала не производится.

При используемых режимах лазерного излучения не происходит глубоких термических поражений мягких тканей и костей. Динамические бактериологические исследования показали быструю санацию гнойного очага и снижение числа высеваемых микроорганизмов ниже критического уровня. У всех больных в результате проведенного лечения отмечен быстрый и стойкий положительный эффект. При остром гематогенном остеомиелите достигнуто полное выздоровление и отсутствие перехода в хроническую стадию; при хроническом остеомиелите более чем в 90% случаев получена стойкая ремиссия, больные в сроки до 2,5 - 4 лет чувствуют себя хорошо, не отмечено ни рецидивов заболеваний, ни обострения процесса. Гнойные свищи почти у всех пациентов закрылись самостоятельно. У двух больных, имеющих крупные секвестры и обширное поражение костей, не удалось ликвидировать гнойный процесс, но предпринятое лечение значительно улучшило их состояние, снизило интоксикацию, что позволило подготовиться к операции и успешно удалить костные секвестры. Необходимо отметить, что лечение остеомиелита методом лазерной остеоперфорации не требует применения антибиотиков.

Разрабатывая технологию остеоперфорации, мы имели дело с разными лазерами и их производителями. Только "ИРЭ-Полюс" смог создать (год назад) диодный лазер с требуемыми весьма жесткими параметрами (включая цену): 30 Вт излучения ближнего инфракрасного диапазона (0,97мкм) в волокне 400 мкм.

Лазерная фотодинамическая терапия злокачественных опухолей

Среди современных лазерных технологий особое место занимают методы лечения злокачественных опухолей, основанные на селективном накоплении определенных светопоглощающих препаратов (фотосенсибилизаторов) в опухолевой ткани, способных вызывать фотореакции после облучения светом определенной длины волны. Разрушение фотосенсибилизированных опухолей под действием света получило название "фотодинамическая терапия" (ФДТ).

ФДТ – двухкомпонентный метод лечения. Одним из компонентов является фотосенсибилизатор, накапливающийся в опухоли и задерживающийся в ней дольше, чем в нормальных тканях. Другим - световое, обычно лазерное, воздействие. При локальном облучении опухоли светом определенной длины волны, соответствующей пику поглощения фотосенсибилизатора, в ней начинается фотохимическая реакция с образованием синглетного кислорода и свободных кислородных радикалов, оказывающих токсическое действие на опухолевые клетки. Опухоль резорбируется и постепенно замещается соединительной тканью.

ФДТ выгодно отличается от традиционных методов лечения злокачественных опухолей (хирургической операции, химио- и лучевой терапии) высокой избирательностью поражения, отсутствием тяжелых местных и системных осложнений, возможностью многократного повторения лечебного сеанса. При этом в одной процедуре можно сочетать лечебное воздействие и диагностику (используя флуоресцентные или светопоглощающие свойства сенсибилизаторов). Для ликвидации опухоли у большинства больных достаточно одного сеанса фотодинамической терапии, который можно проводить в амбулаторных условиях.

Метод ФДТ с использованием фотосенсибилизаторов на основе производных гематопорфирина (фотофрин, фотогем) и фталоцианидов (фотосенс) успешно применялся при лечении целого ряда злокачественных новообразований кожи, языка, нижней губы, слизистой полости рта, гортани, легкого, мочевого пузыря, органов желудочно-кишечного тракта, гениталй и др. Клинические исследования проводились в Государственном научном центре лазерной хирургии МЗ РФ, Московском научно-исследовательском онкологическом институте им. П.А.Герцена и некоторых других клиниках.

Несмотря на первые обнадеживающие результаты, этот метод не получил широкого распространения из-за чрезвычайной дороговизны и громоздкости применявшихся до последнего времени лазерных установок и серьезных недостатков указанных фотосенсибилизаторов. Гематопорфириновые препараты поглощают излучение с длиной волны около 0,63 мкм, обладающее малой проникающей способностью в биологических тканях, что практически препятствует лечению опухолей с толщиной более нескольких миллиметров. Фталоцианидные препараты токсичны. И те, и другие недостаточно селективно накапливаются в опухолях и имеют очень большой период полувыведения, что требует длительной, на многие месяцы, изоляции больного от дневного света.

В самые последние годы как в области источников света для ФДТ, так и в области фотосенсибилизаторов произошли существенные изменения. Были созданы сравнительно дешевые, надежные, малогабаритные диодные лазеры с достаточной мощностью излучения в требуемом спектральном диапазоне. Разработаны новые, так называемые хлориновые фотосенсибилизаторы, являющиеся производными естественного светочувствительного вещества хлорофилла. Наибольших успехов здесь достигла группа российских ученых под руководством А.В.Решетникова - ими была разработана и запатентована технология извлечения из растительного сырья комплекса биологически активных хлоринов, содержащих в качестве активного компонента хлорин е 6 , обладающий наиболее выраженным фотоцитотоксическим действием на опухоль. Выделенная субстанция зарегистрирована под названием “радахлорин”, недавно получено официальное разрешение МЗ РФ для ее медицинского применения.

Доклинические испытания фотодинамической активности радахлорина, проведенные на животных в НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей в Российском онкологическом научном центре им. Н.Н.Блохина РАМН , показали низкую темновую и высокую световую цитотоксичность препарата, высокую селективность его накопления в опухолях, очень малый период полувыведения (менее суток). Эти свойства в сочетании с высокой проникающей способностью поглощаемого излучения (0,660-0,664 мкм) делают радахлорин, на наш взгляд, наиболее перспективным фотосенсибилизатором на сегодняшний день.

Первые клинические исследования и апробация метода ФДТ с радахлорином были проведены в Клинике общей хирургии Челябинской государственной медицинской академии на базе Городской клинической больницы №1 . В качестве источника излучения использовался российский, специально разработанный для этих целей диодный лазер "МИЛОН 662 СП" (руководители разработки И.Д.Залевский и С.Е.Гончаров ). В исследованиях участвовали 68 пациентов-добровольцев со злокачественными опухолями кожи, молочной железы, желудочно-кишечного тракта, женских половых органов, щитовидной железы. По одному курсу было проведено 53 больным, по два – 12, по три – 3. У 11 пациентов ФДТ злокачественной опухоли проводилась в связи с наличием противопоказаний к традиционным методам лечения (возрастные изменения, тяжелые сопутствующие заболевания). У 58% больных были опухоли I – II стадии, в 6 случаях имелось первично множественное поражение одного или нескольких органов. Часть пациентов (8 человек, 143 опухоли) ранее лечились традиционными методами (хирургическая операция, лучевая, химио- и криотерапия). Возможности указанных методов при лечении остаточной опухоли, рецидива или метастазов были исчерпаны. У данных больных ФДТ производилась не ранее чем через месяц после лучевой или лекарственной терапии.

Сеансы фотодинамической терапии проводились под местной анестезией или внутривенным наркозом. При поверхностном облучении (рак кожи, нижней губы) обезболивания не требовалось. Все больные после этого в течение суток находились в затемненных палатах. Со второго дня световой режим был обычным, без каких либо ограничений.

Эффективность ФДТ оценивалась по данным визуального, эндоскопического, рентгенологического, ультразвукового и цитоморфологического исследований. Сроки наблюдения - от 3 до 36 месяцев. О развитии фотоцитотоксической реакции свидетельствовали отек и гиперемия в зоне облучения, нарушение кровообращения с некрозом опухоли. Окончательные результаты ФДТ оценивались как полная регрессия опухоли, частичная регрессия (уменьшение опухоли на 50%) и отсутствие эффекта (уменьшение опухоли менее чем на 50%).

Клинические исследования показали высокую эффективность ФДТ с радахлорином при лечении рака различных локализаций. Полная регрессия опухоли достигнута в 68%, частичная – в 32%. В лечении базально-клеточного рака кожи получен абсолютный (100%) результат. У 4 больных ФДТ предпринималась для восстановления проходимости (реканализации) полого органа, у 3 – как этап предоперационной подготовки. Несмотря на то, что у 9 пациентов полной регрессии опухоли не произошло, у 5 из них качество жизни значительно улучшилось, двум произведены радикальные операции, еще у двух достигнута стабилизация опухолевого роста в течение 6–8 месяцев. 4 больных умерло от диссеминации и роста метастазов при отсутствии местной локорегиональной прогрессии опухоли.

Другие лазерные технологии

Описанные лазерные технологии не исчерпывают все применения высокоинтенсивных диодных лазеров в Клинике общей хирургии ЧелГМА . Весьма эффективно с их помощью производится остановка желудочно-кишечных кровотечений; с прекрасным косметическим результатом удаляются папилломы, бородавки, невусы, лечатся гемангиомы, в том числе у детей. Особо привлекательны лазеры для отоларингологов. Под нашим руководством специалисты ЧГКБ №1 и врачи-эндоскописты Областного диагностического центра освоили лазерные технологии для лечения папиллом гортани и полости носа, стенозов гортани, воспалительных заболеваний придаточных пазух носа. Применения лазерных методов в отоларингологии значительно расширяет возможности оказания помощи пациентам, сокращает сроки и улучшает результаты лечения.

Литература

[1] . Привалов В.А., Селиверстов О.В., Ревель-Муроз Ж.А., Лаппа А.В., Демидов А.К. Файзрахманов А.Б. Чрескожная лазериндуцированная термотерапия узлового зоба.// Хирургия.- №4, 2001. – С. 10-13.

[2] . Привалов В.А., Крочек И.В, Лаппа А.В. Остеоперфорация диодным лазером в лечении острого и хронического остеомиелита./ Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. – 2001.

[3] . Lappa A.V., Kazakov A.A., Veresov S.I., Privalov V.A., Svetlakov A.L., Revel-Muroz J.A., Kozel A.I. Contact thermometry in intensive fields of laser radiations. In: SPIE Proc., v. 3565,1999, p. 90-100.

[4] . Privalov V.A., Svetlakov A.L., Kuchakovsky O.S., Lappa A.V., Kazakov A.A. Hyperthermal effect of laser osteoperforation in a treatment of experimental acute purulent osteomyelitis, In: SPIE Proc, v.3565, 1999, p. 72-79.

[5] . Privalov V.A., Seliverstov O.V., Revel-Muroz J.A., Lappa A.V., Giniatulin R.U., Kozel A.I . Transcutaneous laser-induced interstitial thermotherapy of nodular goiter. In: SPIE Proc. Lasers in Surgery: Advanced Characterization, Therapeutics, and Systems., v.3907, 2000, pp.278-288.

[6] . Seliverstov O.V., Privalov V.A., Lappa A.V., Demi-dov A.K., Faizrakhmanov A.B., Yarovoy N.N. Laser-in-duced interstitial thermotherapy in treatment of recurrent nodular goiter and thyroid cancer. Proc. SPIE Laser-Tissue Interactions, Therapeutic Applications, and Photodynamic Therapy, Vol. 4433, 2001, p.174-179.

[7] . Privalov V.A., Krochek I.V.,.Lappa A.V. Diode laser osteoperforation and its application to osteomyelitis treatment. In: SPIE Proc. Laser-Tissue Interactions, Therapeutic Applications, and Photodynamic Therapy, Vol.4433, 2001, p.180-185.

[8] . Privalov V.A., Lappa A.V., Seliverstov O.V., FaizrakhmanovA.B., Yarovoy N.N., Kochneva E.V., Evnevich M.V., Anikina A.S., Reshetnicov A.V., Zalevsky I.D., Kemov Yu.V. Clinical Trials of a New Chlorin Photosensitizer for Photodynamic Therapy of Malignant Tumors. In. SPIE proc. v.4612, 2002, pp. 127-135.

[9] . Привалов В.А., Козель А.И., Ревель-Муроз Ж.А., Селиверстов О.В., Лаппа А.В., Игнатьева Е.Н. Патент №2143933 от 25.03.98г. “Способ лечения узловых форм щитовидной железы”.

[10] . Решетников В.А., Залевский И.Д., Кемов Ю.В., Иванов А.В., Карменян А.В., Градюшко А.Т., Лаптев В.П., Неугодова Н.П., Абакумова О.Ю., Привалов В.А., Лаппа А.В., Романов В.А. Фотосенсибилизатор и способ его получения. Патент №2183956 от 27.06.2002.

Примечание: источник

ЛАЗЕР-ИНФОРМ. Информационный бюллетень Лазерной ассоциации № 5-6(260-261) март, 2003
В.А.Привалов, д.м.н., проф., Челябинская государственная медицинская академия, А.В.Лаппа, д.ф.-м.н., проф., Челябинский государственный университет
7 мая 2003