Delist.ru

Экспериментально-клинические основы применения импульсного инфракрасного низкоинтенсивного лазерного излучения в офтальмологии (07.09.2007)

Автор: Масляков Владимир Владимирович

Теоретически обосновать и изготовить опытную модель излучателя ИК НИЛИ для безопасного и эффективного применения в офтальмологии.

Изучить морфологическими методами особенности действие импульсного инфракрасного НИЛИ на ткани глаза экспериментальных животных.

На основании морфологических исследований определить безопасные параметры импульсного ИК-НИЛИ при облучении глаз экспериментальных животных.

Изучить методами лазерной допплеровской флоуметрии влияние импульсного инфракрасного НИЛИ на динамику хориоретинальной микроциркуляции и определить рекомендуемый диапазон параметров для применения в офтальмологии.

Оценить клиническую эффективность применения импульсного инфракрасного НИЛИ с рекомендованными параметрами в лечении больных с патологией органа зрения.

Определить оптимальный диапазон параметров импульсного НИЛИ с длиной волны 890 нм для применения в офтальмологии

Научная новизна

В работе впервые показано, что изменения, вызываемые импульсным НИЛИ при облучении органов и тканей, носят частотозависимый характер и оптимальные диапазоны частот различны для разных органов.

Впервые выявлен эффект содружественного действия импульсного НИЛИ, который проявлялся аналогичными изменениями, как в облученном, так и в парном необлученном органе (легкие, почки, глаза).

Впервые разработаны принципы формирования пучка импульсного низкоинтенсивного лазерного излучения, обеспечивающие безопасное и эффективное использование в офтальмологии, создан и испытан опытный образец излучателя, соответствующий этим требованиям.

Впервые доказано, что основным проявлением действия импульсного НИЛИ с длиной волны 890 нм при облучении глаз является реакция полнокровия в сосудистой оболочке.

Впервые в отечественной офтальмологии для объективного контроля эффективности лазеротерапии была применена оценка динамики хориоретинальной микроциркуляции методом трансконъюнктивальной лазерной допплеровской флоуметрии.

Впервые научно обоснованы параметры импульсного НИЛИ с длиной волны 890 нм для проведения лазеротерапии в офтальмологии.

Практическая значимость

Анализ совокупности полученных данных обеспечил понимание параметрических зависимостей действия импульсного инфракрасного НИЛИ в тканях и дал возможность сформировать требования к лазерному терапевтическому излучателю для офтальмологии и изготовить его опытную модель, создав тем самым предпосылки к серийному производству специализированных офтальмологических излучателей НИЛИ. Научно обоснованный выбор параметров импульсного НИЛИ заложил основы эффективного и безопасного применения данного вида лазерного излучения в клинической офтальмологии и при использовании в лечении больных с «сухой» формой сенильной макулодистрофии и с воспалительными реакциями раннего послеоперационного периода, обеспечил повышение зрительных функций сокращением сроков реабилитации и уменьшением количества поздних осложнений.

Результаты работы были представлены в виде выступлений на научно-практических конференциях и съездах офтальмологов и физиологов, в виде изобретений, публикаций в отечественной и зарубежной литературе. Материалы диссертации включены в тематику лекций и практических занятий курсов усовершенствования врачей Калужского медико-технического лазерного центра и Калужского филиала ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза», используются при подготовке врачей-интернов и врачей-ординаторов Калужского филиала ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза».

Учреждения внедрения: филиалы ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза», Калужский медико-технический лазерный центр, совместное офтальмологическое предприятие «Эликсир-Калуга» (Сербия).

Основные положения, выносимые на защиту

Импульсное инфракрасное низкоинтенсивное лазерное излучение вызывает однотипные морфо-функциональные изменения в облученных органах и тканях, выраженность которых зависит от частоты следования импульсов и экспозиции лазерного излучения. В парных необлученных органах проявляется содружественный эффект ИК НИЛИ.

Импульсное низкоинтенсивное лазерное излучение с длиной волны 890 нм при облучении глаза в эксперименте вызывает реакцию полнокровия в сосудистой оболочке глаза, степень выраженности которой зависит от частоты следования импульсов.

Разработанный опытный образец излучателя импульсного НИЛИ обеспечивает безопасное использование данного вида лазерной энергии в офтальмологии.

Метод трансконъюнктивальной лазерной допплеровской флоуметрии является объективным, безопасным и высокоинформативным способом изучения хориоретинальной микроциркуляции при оценке эффективности проводимого лечения.

Разработанные параметры позволяют эффективно и безопасно использовать импульсное инфракрасное НИЛИ для лечения ряда глазных заболеваний.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на Научно-практической конференции «Комплексное применение лазеров в офтальмологии, новые технологии (низкоэнергетическое излучение), оборудование» (Калуга, 18-19 ноября 1999 г.), на заседаниях Калужского областного общества офтальмологов (Калуга, сентябрь 2000 г., апрель 2006 г.), на Юбилейной Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы офтальмологии» (ВНИИ глазных болезней им. Гельмгольца, Москва, 5-7 декабря 2000 г.), на Научно-практической конференции Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН «Патогенетически обоснованные технологии профилактики, лечения и реабилитации в офтальмохирургии» (Иркутск, 21-22 декабря 2000 г.), на Клинической конференции № 9 ГУ МНТК «Микрохирургия глаза» (Москва, 23 февраля 2001 г.), на II Евро-Азиатской конференции по офтальмохирургии (Екатеринбург, 25-28 апреля 2001 г.), на Научно-практической конференции «Новые лазерные технологии в офтальмологии» (Калуга, 2002 г.), на международной конференции Европейского общества ретинальных специалистов Euroretina (Гамбург 2003 г.), на III международной конференции «Электромагнитные излучения в биологии» (Калуга, 2005 г.), на международной конференции Европейского общества ретинальных специалистов Euroretina (Барселона, 2005 г.), на XL научных чтениях памяти К.Э. Циолковского «Научное творчество К.Э. Циолковского и современное развитие его идей» (Калуга, 2005 г.), на IV Евро-Азиатской конференции по офтальмохирургии (Екатеринбург, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные методы диагностики в офтальмологии. Анатомо-физиологические основы патологии органа зрения» (Москва, 2006 г.), на II Всероссийской конференции с международным участием «Микроциркуляция в клинической практике» (Москва, 2006 г.), на Научно-практической конференции «Применение полупроводниковых лазеров в медицине» (С-Петербург, 2006 г.), на Конгрессе офтальмологов Сербии и Черногории с международным участием (Врнчка-Баня, 26-30 апреля 2006 г.), на Всероссийской научно-практической конференции по офтальмологии «Федоровские чтения» (Москва, 2007 г.).

Диссертация апробирована на cовместной общеклинической научной конференции клинического радиологического сектора ГУ-МРНЦ РАМН и ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» (02 июля 2007 г., протокол № 7).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 43 работы в российской и 6 в зарубежной печати, из них 6 в рецензируемых ВАК МОиН РФ научных журналах и изданиях.

По материалам работы получено 5 патентов Российской Федерации.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 265 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, пяти глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 44 рисунками, содержит 28 таблиц. Указатель литературы включает 287 источников, из них 215 отечественных и 72 зарубежных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Работа включает экспериментальную и клиническую части. Экспериментальные исследования были выполнены на 682 экспериментальных животных и 10 кадаверных человеческих глазах. В экспериментальной части работы изучали общие закономерности действия импульсного ИК НИЛИ на биологические ткани в зависимости от параметров излучения, особенности распространения данного вида лазерного излучения в глазу человека и изменения, вызываемые импульсным НИЛИ в тканях глаза. В клинической части изучали особенности изменения хориоретинальной микроциркуляции под влиянием ИК НИЛИ и анализировались клинико-функциональные результаты лазеротерапии у 318 пациентов с глазными заболеваниями. Все больные проходили лечение в Калужском филиале ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» (Россия) и в офтальмологической ординации «Elixir-Kaluga» (Сербия) в 1999-2006 гг.

Исследования проводили с применением морфологических, биофотометрических, клинических и математических методов. Статистическая обработка результатов производилась при помощи программы Statistica 6.0. Для оценки достоверности различия средних использовали непараметрические критерии, применяемые для парных сравнений количественных данных в зависимых выборках: Т-критерий Вилкоксона и Z-критерий знаков; в независимых выборках: критерий Вальда-Вольфовица, U-критерий Манна-Уитни и двухвыборочный критерий Колмогорова-Смирнова.

Экспериментальное изучение общих особенностей реакции тканей

при облучении импульсным инфракрасным НИЛИ

Результаты наших предыдущих исследований (2001) показали, что импульсное ИК НИЛИ может вызывать фотоповреждение тканей глаз экспериментальных животных. В то же время в литературе содержатся сведения о положительном действии импульсного НИЛИ в клинических условиях при лечении других органов, однако механизмы терапевтического действия НИЛИ изучены слабо. Недостаточно известно, что происходит на тканево-органном уровне при облучении, существуют ли общие закономерности биоэффектов импульсного НИЛИ или они индивидуальны для каждого органа. Учитывая, что в основе морфологического строения любого органа имеется четыре вида тканей, нами для изучения общих закономерностей действия импульсного НИЛИ ближнего инфракрасного диапазона и определения диапазона параметров облучения, не вызывающего в биологических тканях необратимых патологических изменений, были проведены несколько серий морфологических исследований после облучения различных органов экспериментальных животных.

Эксперимент был проведен на 630 мышах разного пола линии (CBA x C57B1) весом 17-19 г. В качестве источников лазерного излучения использовали лазерные терапевтические аппараты «Узор», производства Калужского Медико-технического лазерного центра и «Нега», производства Калужского радиолампового завода. Применяли следующие параметры НИЛИ: длина волны 890 нм, импульсная мощность 5,6 Вт, длительность импульса 100 нс. Перед началом облучения лабораторных животных фиксировали мягкими зажимами на плоской подставке в положении «на спине» или «на животе». Для соблюдения стандартных условий облучения применяли специальные аппликаторы с направляющей площадкой и ограничителем площади облучения. Облучение проводили в проекциях легких, сердца, печени, почек, щитовидной и поджелудочной желез с частотой 80 Гц, 150 Гц, 300 Гц, 600 Гц, 1500 Гц, 3000 Гц, экспозицией 5 и 15 мин, однократно, 5-ти и 10-кратно. Эвтаназию животных осуществляли через 1 сут., 6 и 10 мес. после облучения. Исследуемые органы фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, проводили стандартную гистологическую проводку и заливку в парафин. В последующем производилось изготовление серийных срезов толщиной 5-7 мкм и окрашивание гематоксилином и эозином. При исследовании легких дополнительно производилась заливка в смесь эпонов с последующей окраской метиленовым-синим-азуром. При исследовании почек дополнительно производилась окраска реактивом Шиффа. Приготовленные микропрепараты исследовали методами световой микроскопии.

Проведенные гистологические исследования показали, что наиболее общими эффектами данного вида НИЛИ являлось увеличение кровенаполнения в облучаемых органах, которое проявлялось однотипными морфологическими изменениями со стороны сосудистого русла по типу реакции полнокровия, сопровождавшееся усилением функциональной активности тканей почек, поджелудочной и щитовидной желез. Интенсивность и стабильность эффекта зависели от облучаемого органа, частоты подачи импульсов, количества сеансов лазеротерапии и экспозиции. Анализ полученных данных показал, что облучение с частотой следования импульсов от 80 до 3000 Гц, экспозицией от 5 до 15 мин и количеством сеансов облучения от 1 до 10 не вызывало необратимых изменений в гистоструктуре исследуемых органов и тканей (легкие, сердце, печень, почки, поджелудочная железа, щитовидная железа), поэтому этот диапазон параметров был определен нами как физиологический для данного вида НИЛИ. В то же время, в пределах физиологического диапазона для различных органов и тканей были выделены оптимальные для реакции микроциркуляторного русла и усиления функциональной активности параметры лазерного излучения. При этом наибольшую роль играла частота следования импульсов. Предпочтительный диапазон частот для легких находился в пределах 600-3000 Гц, наиболее физиологичным для воздействия на сердце оказались низкие частоты (80-150 Гц), а для облучения печени - высокие частоты следования импульсов (1500-3000 Гц). Частота 80 Гц была оптимальной для увеличения кровенаполнения тканей почек, а для усиления функциональной активности поджелудочной железы оптимум лежал в области низких и средних частот (до 600 Гц). Активация синтетической и резорбционной функций щитовидной железы происходила при воздействии низких частот (до 300 Гц), а на высоких частотах эффективность НИЛИ снижалась. Оптимальные значения экспозиции импульсного НИЛИ с длиной волны 890 нм находились в интервале от 5 до 15 мин при ежедневном облучении и количестве сеансов от 5 до 10.

Исследование эффектов НИЛИ в условиях целостного организма позволило выявить феномен содружественной реакции, который проявлялся аналогичными изменениями морфологического состояния не только в облученных, но и в парных необлученных органах (легкое, почка).

загрузка...