Введение к работе
Актуальность работы. Прогресс медицинской науки на современном этапе в значительной степени обусловлен достижениями электроники. Созданные на её основе оптические квантовые генераторы - лазеры, обладающие существенными техническими преимуществами перед традиционными источниками света, уже используют в медицине как инструмент диагностики и оперативного лечения ряда хирургических, онкологических и дерматологических заболеваний, при которых благодаря высоким плотностям световой энергии лазерного излучения вызывают деструкцию тканей - рассечение или их коагуляцию (С.Д.Плетнев и др., 1978; О.К.Скобелкин и др., 1983;/,.^^, 1970 и др.).
Одновременно экспериментальными исследованиями на животных в норме и при различных патологических моделях установлено биологическое действие и низкоэнергетического лазерного излучения (НИИ), которое не вызывает повреждающего эффекта, но приводит к физиологическим сдвигам в организме и, в частности, к активации биосинтетических процессов и основных ферментных систем, к увеличению образования макроэргов, биоэнергетического потенциала, активизации функции клетки, повышению резистентности к воздействию патогенных факторов (Н.Ф.Гамалея, 1972; В.М.Инюшин, 1972; О.А.Крылов, С.М.Зубкова и др., 1976; А.А. Прохончуков, 1980; SMetrtct , 1984).
В соответствии с Общесоюзной "Комплексной программой научно-технического прогресса СССР на 1986-2005 годы" по разделу "Охрана здоровья населения СССР" предусмотрена реализация программы одного из направлений: "Развитие и применение достижений лазерной техники в медицине и здравоохранении".
Вместе с тем, до настоящего времени ещё нет основополагающих исследований, посвященных разностороннему научному обоснованию применения НИИ для терапевтических целей при заболеваниях внутренних органов. В этом плане полностью отсутствуют общие принципы лазерной терапии наиболее распространенных заболеваний, обусловленных, в частности, хроническим воспалительным и дистрофическим процессами. Недостаточно изучен механизм лечебного действия ИЛИ, что затрудняет его использование с саноге-нетических позиций. Не обращено должного внимания на технические преимущества лазеров, возможность применения волоконной оптики, а отсюда - не решены вопросы использования НЛИ для лечения патологических очагов внутренних локализаций. Практически не изучена целесообразность сочетания НЛИ с другими физическими факторами в плане повышения эффективности физиотерапевтических воздействий.
Вышеизложенное свидетельствует, что проблема терапевтического использования лазерного излучения является актуальной, а её решение имеет важное народнохозяйственное значение.
Цель исследования. Научное обоснование низкоэнергетического лазерного излучения красного (0,6 мкм), инфракрасного (0,9 мкм) диапазонов, как метода физиотерапии хронических воспалительных, дистрофических заболеваний и его использования в сочетанных физико- фармакологических воздействиях для внедрения в практику здравоохранения.
В соответствии с целью работы были проведены исследования в следующих направлениях:
I. Выяснение различных сторон механизма лечебного действия НЛИ красного, инфракрасного диапазонов с оценкой его ле-
чебных возможностей при хронических воспалительных (бронхит, невриты лицевого нерва, сальпингоофорит, неспецифический простатит) и дистрофических заболеваниях (остеохондроз позвоночника с неврологическими проявлениями, атеросклероз сосудов нижних конечностей) путем выявления характера взаимодействия НЛИ с тканями, непосредственно подлежащими облучению, а также выяснения влияния НЛИ на состояние защитно-приспособительных механизмов организма, включающего оценку: функционального состояния центральной и периферической нервной системы, симпатико-адреналовои системы, глюкокортикоидной функции надпочечников, активности биологически активных веществ (серотонина, гистамина) а также функционального состояния центральной и периферической гемодинамики и активности гуморального иммунного ответа.
-
Разработка универсальных способов дозирования НЛИ и контроля эффективности лазерной терапии.
-
Выявление перспективных возможностей повышения эффективности лазерных физиотерапевтических воздействий путем физико-химического обоснования сочетанного использования НЛИ с наружным применением фармакологических препаратов (фотофорез) и с традиционными физиотерапевтическими факторами, в частности,
с постоянным электрическим током в методе лекарственного электрофореза (электрофотофорез).
Научная новизна. Данная работа является первым научным обоснованием использования лазерного излучения красного, инфракрасного диапазонов длин волн, как метода физиотерапии и возможности его применения в сочетанных воздействиях с физико-фармакологическими методами лечения.
В результате исследований у больных хроническими воспа-
- 4 -лительными и дистрофическими заболеваниями впервые установлено,
что"пусковым" механизмом на уровне целостного организма является фотобиологический эффект, обусловленный теми первичными физико-химическими сдвигами, которые происходят в тканях, поглотивших знергию лазерного излучения. В этой связи в. настоящей работе показано, что указанное поглощение осуществляется за счёт резонансной адсорбции НЛИ 0,63 мкм специфическим акцептором излучения в красной области спектра - гемсодержащим ферментом каталазой, с максимумом поглощения 0,62 мкм, что в условиях микронагрева тканей приводит к изменению уровня переписного окисления липидов, способствующего изменению свойств мембран клеток в целом. В результате создается физико-химическая основа для последовательного формирования неспецифических реакций клеток.
Характер первичных физико-химических изменений в отношении лазерного излучения зависит от исходного уровня происходящих в тканях биофизических и биохимических процессов. В этой связи в данной работе (на примере тканевых биологически активных веществ) показана ранее недостаточно раскрытая возможность с помощью лазерного излучения изменять содержание в коже и в крови тканевого гормона-гистамина (относящегося к гуморальным регуляторам) и тем самым осуществлять направленную коррекцию при нарушении обмена в организме этого биогенного амина.
Выявленное по результатам исследований изменение содержания тканевых биологически активных веществ в диализатах кожи и в крови позволило показать их существенное значение в плане повышения сосудистой приницаемости и микроциркуляции в капиллярно-тканевом районе, подвергавшемся лазерному облучению.
В этой связи в работе был уточнен ранее недостаточно изученный факт, что такое изменение микроциркуляции влечет за собой усиление регионарной гемодинамики в зоне непосредственного лазерного облучения.
Современные представления о влиянии НЛИ на организменном уровне дополнены новыми сведениями о действии лазерного излучения на функциональное состояние различных систем и органов, осуществляющих нервную и гуморальную регуляцию реакций адаптации, компенсации и восстановления у больных воспалительными, дистрофическими и сосудистыми заболеваниями. В частности, на основании изучения состояния нервно-мышечного аппарата (по данным электродиагностических методик и электромиографии), а также функционального состояния ЦНС и мозгового кровообращения (по данным ЭЭГ и РЗГ) у больных невритами лицевого нерва было выявлено, что при воздействии НЖ на область проекции выхода пораженного ствола и ветвей лицевого нерва происходит улучшение функционального состояния нервно-мышечного аппарата и его электровозбудимости. Одновременно были показаны и основные пути влияния лазерного излучения на формирование биоэлектрической активности головного мозга, такие как: влияние через мозговое кровообращение, через стимуляцию так называемых активирующих неспецифических влияний, а также через изменение потока и структуры афферентной импульсации.
По результатам работы при заболеваниях внутренних органов (хронических воспалительных, дистрофических и сердечно--сосудистых) установлено, что лечебное применение НЖ приводит к коррекции содержания биогенных аминов (гистамин, серо-тонин) в крови, а также к изменению сорбционной способности к ним белков крови. Сопоставление динамики этих показателей
и функционального состояния симпато-адреналовой системы дало возможность расширить представления о действии лазерного излучения на это звено гуморальной регуляции и, в частности, показать, что лечебные воздействия ШШ за счет стимуляции угнетенной патологическим процессом адреналовой и глюкокортикоидной Функции надпочечников способно ослабить активность воспалительного процесса. Кроме того, восстановление в результате применения НЛИ измененной симпато-адреналовой активности, способствует коррекции нарушенной регуляции сосудистого тонуса и артериального давления при сердечно-сосудистой патологии. Так, например, в работе было показано ранее недостаточно изученное свойство ШШ оказывать (при наружной засветке рефлексогенных зон у больных гипертонической болезнью) активное влияние на все параметры гемодинамики этой категории больных, путем повышения активности либо центрального, либо периферического звена (в зависимости от исходного состояния гемодинамики).
По результатам исследований установлено, что у больных хроническими воспалительными заболеваниями, имеет место ослабление, в результате применения НЛИ, повышенной интенсивности гуморального иммунного ответа, что, как было показано, обусловливается изменением характера взаимоотношений между иммунной и системой нейрогуморальной регуляции. Выявленное в этой связи в результате применения НЛИ усиление глгококортикоидного фона в организме снижает повышенную активность иммунного ответа, особенно при воспалительном процессе инфекционно-аллер-гического генеза. Сравнительными (клинико-физиологическими, -биохимическими, -иммунологическими) исследованиями на примере отдельных заболеваний, обусловленных хроническим воспали-
тельным и дистрофическим процессами (практически не осуществлявшимися ранее в отечественных работах по физиотерапии) было показано отсуствие различий во влиянии на организменном уровне лазерного излучения красного и ближнего инфракрасного диапазона длин волн. Вместе с тем выявленные положительные изменения (в результате лечебного применения НЛИ) со стороны функционального состояния различных органов и систем организма существенно отличались от таковых при действии "плацебо", служившего во всех случаях в качестве контроля к лечебным процедурам.
По результатам проведенных исследований впервые для физиотерапевтических целей представилось возможным сформулировать основные положения механизма лечебного действия излучения низкоэнергетических лазеров. В этой связи, в частности, показано, что в основе реакций организма на действие НЛИ лежат как первичные физико-химические процессы, происходящие в результате непосредственного взаимодействия энергии лазерного излучения с живыми тканями, так и нейрогуморальный механизм, обусловленный функциональным состоянием систем организма, осуществляющих нервную и гуморальную регуляцию реакций адаптации, компенсации и восстановления. В работе впервые в отечественной физиотерапии с физико-химических позиций осуществлено теоретическое обоснование целесообразности использования для лечебных целей лазерной фотоэлектрохимии. В этой связи на основании анализа данных литературы показано, что преимуществом лазерной фотсэлектрохимии по сравнению с традиционной (классической) является наличие многофотонных переходов, скорости возбуждения молекул в которых способны превышать скорости их диссоциации или ионизации. Кроме того подчеркнуто, что существенное достоинство лазерной фотоэлектрохимии обусловлено техни-
- 8 -ческим преимуществом лазеров по сравнению с обычными (традиционными) источниками света. Это позволяет создавать световой поток различной интенсивности и тем самым воспроизводить воздействия не уступающие, а при необходимости и превосходящие таковые при использовании других физических факторов.
По итогам физико-химических исследований (совместно с И.К. Шарпановой) на светотокопроводных моделях, опытов на животных и электрофизиологических исследований на добровольцах в работе обоснована принципиальная возможность использования излучения низкоэнергетических лазеров в сочетании с наружным применением фармакологических препаратов. Разработанный на этой основе новый метод лечения - лекарственный фотофорез не имеет аналогов в мировой практике (А.С. № I0I2923).
По результатам сравнительных физико-химических исследований на свето-токопроводных моделях (совместно с И.К. Шарпановой) установлено превосходящее действие (по степени электрофо-ретической подвижности лекарственных препаратов) еочетанных физикофармакологических воздействий, включающих лазерное излучение и лекарственный электрофорез по сравнению с таковыми с применением (вместо светолечебного фактора) переменного и постоянного магнитных полей и некоторых других традиционных физиотерапевтических агентов. Проведенными в дополнение к этим ионо-форезометрическими исследованиями на добровольцах показано, что при электрофорезе в поле лазерного излучения степень проникновения лекарственного вещества в организм существенно выше, чем при тех же равных условиях при обычном электрофорезе. Разработанный на этой основе новый метод лечения - лекарственный электрофотофорез не имеет аналогов в мировой практике и защи-
- 9 -щен положительным решением Госкомизобретений на выдачу А.С, по заявке на изобретение ;« 4071005/14.
Практическая значимость. По результатам исследований разработан универсальный способ биодозирования лечебных процедур с использованием лазерного излучения на основе определения индивидуальной пороговой дозы путем визуальной оценки фоточувствительности кожи по ослаблению фоновой ультрафиолетовой эритемной реакции под влиянием дозированных по интенсивности и по времени воздействий НЛИ. Данный способ не имеет аналогов в мировой практике и защищен положительным решением Госкомизобретений на выдачу А.С. по заявке на изобретение № 4240258/14. Для использования указанного способа в широкой практике разработано специальное устройство - "Биодозиметр видимого и инфракрасного излучения" (рацпредложение ЦНИИКиФ №'Р-191/П-88 от 30.07. 1988 г.).
По результатам исследований разработан способ оптимизации лазерных физиотерапевтических воздействий на основе биохимического определения уровня специфического акцептора лазерного излучения, в частности, в красной области спектра-фермента ката-лазы в сыворотке крови. Этот способ позволяет выбрать индивидуальную дозу НЛИ на курс лечения, дает возможность скорректировать эту дозу в процессе лечения и оценить его конечный результат. Данный способ не имеет аналогов в мировой практике и защищен положительным решением Госкомизобретений на выдачу А.С. по заявке на изобретение ДО 4281702/14.
По результатам исследований подготовлены, утверждены Минздравом СССР 14.10.1987 г. (I0-II/I40) и изданы тиражом 500 экз. методические рекомендации "Применение-низкоэнергетического лазерного излучения в физиотерапии."
Результаты исследований, касающиеся разработки и определения показаний и противопоказаний для лазерной терапии при заболеваниях внутренних органов использованы в "Инструкции по применению установки физиотерапевтической лазерной УФЛ-І", утвержденной Минздравом СССР 26.07.1983 г. и изданной тиражом 1000 экз. (совместно с ЦНИИС).
По результатам исследований (совместно с радиотехническим институтом им. А.Л.Минца АН СССР) разработан базовый комплект инструмента для внутриполостной лазерной терапии, в состав которого входит набор универсальных соединительных элементов к серийной лазерной физиотерапевтической аппаратуре и комплекты световодного инструмента для физиотерапии урологических, прок-тологических, гастроэнтерологических и других заболеваний. Серийный выпуск инструмента утвержден Комитетом по новой медицинской технике Минздрава СССР (протокол № 10 от 12.12.1988 г.). На основе инструмента создан способ внутриполостной лазерной терапии хронического неспецифического простатита с ослаблением половой функции, не имеющий аналогов в мировой практике (А.С. № I09I396).
Положения по технике безопасности при работе с лазерными физиотерапевтическими установками использованы в отраслевом стандарте ОСТ 42-21-16-86 "ССБТ (отделения) кабинеты физиотерапии, общие требования техники безопасности"(утвержден и введен в действие приказом Минздрава СССР № 1453 от 04.Н.1986г.).
Внедрение. Разработанные по результатам исследований методические рекомендации "Применение низкоэнергетического лазерного излучения в физиотерапии" (утвержденные Минздравом СССР 14.10.1987 г. № I0-II/I40) изданы и, в соответствии с п. 784
- II -
Общесоюзного плана внедрения достижений науки в практику здравоохранения 1988 г., утвержденного приказом Минздрава СССР :Г 1695 от 30.12.1985 г., включены в план внедрения ЦНИИКиФ: в поликлиниках, стационарах, санаториях. Практическое использование предложений, изложенных в методических рекомендациях, подтверждено 62 лечебно-профилактическими и санаторно-курортными учреждениями различных городов страны.
Положения из методических рекомендаций "Применение низкоэнергетического лазерного излучения в физиотерапии", касающиеся общих принципов лазерной терапии, включены в программу обучения ординаторов и аспирантов Всесоюзного научного центра медицинской реабилитации и физической терапии, а также используются при подготовке врачей-физиотерапзвтов на рабочих местах.
Положения из методических рекомендаций, касающиеся общих показаний и противопоказаний, а также методик лазерной терапии с применением излучения гелий-неонового лазера, используются в работе клиника Томского мединститута, кафедры внутренних болезней $ I Куйбышевского мединститута, кафедры детских болезней Семипалатинского мединститута.
Материалы диссертации, касающиеся общих принципов лазерной терапии, необходимых сведений о современной лазерной физиотерапевтической аппаратуре и технике безопасности при работе с ней, использованы в изданном учебном пособии для курсантов ЦОЛИУв "Применение лазерного излучения в физиотерапевтической практике", 1988 г. (совместно с кафедрой курортологии и физиотерапии военного факультета ЦОЛИУВ).
Положения по технике безопасности при работе с лазерным излучением в отделениях (кабинетах) физиотерапии включены в
- 12 -отраслевой стандарт ОСТ 42-21-16-86 "ССБТ отделения, кабинеты физиотерапии, общие требования техники безопасности" (утверден и введен в действие приказом Минздрава СССР № 1453 от 04.11.86 ) и в Типовую инструкцию по охране труда для персонала отделений, кабинетов физиотерапии (утверждена Минздравом СССР и введена в действие с 01.II.1987 г.).
Апробация работы и публикация. Материалы диссертации были представлены, доложены: на УШ Всесоюзном съезде физиотерапевтов и курортологов (Сочи, 1983 г.); на Международном симпозиуме "Применение лазеров в хирургии и медицине" (Самарканд, 1988 г.); на Всесоюзной школе "Лазерная техника и её применение в медицине" (Москва, 1982 г.); на У межтерриториальной научной конференции врачей курортологов и физиотерапевтов'ЧМинск, 1981 г.); на научно-практической конференции "Гигиенические аспекты использования лазерного излучения в народном хозяйстве" (Москва,1981); на постоянно действующем семинаре "Новое в педиатрии" для врачей ФТО лечебно-профилактических учреждений (Москва, 1982 г.); на заседаниях Московского городского научного общества физиотерапевтов и курортологов (21.12.81 г., 29.06.83 г., 24.12.85 г., 29.03.88 г.); на Юбилейной научной конференции молодых ученых ЦНИИКиФ, посвященной 60 летиго Великой Октябрьской Социалистической революции (Москва, 1977 г.); на итоговых научных сессиях ЦНИИКиФ МЗ СССР (Москва, 1977, 1979, 1982 гг.); материалы диссертации обсуждены на заседаниях Ученого совета ЦНИИКиФ (1976-87 гг.); результаты обсуждены на межотдельческой научной конференции отделов физических методов лечения и клинического Всесоюзного научного центра медицинской реабилитации и физической терапии МЗ СССР (03.01.1989 г.).
- ІЗ -
По теме диссертации опубликовано 25 научных работ.
Патентоспособные материалы диссертации защищены авторскими свидетельствами на изобретение: I. "Способ введения лекарственных препаратов в живой организм"(авт.свид. № І0І2923, 1982 г., в соавторстве с И.Н.Даниловой и др.); 2. "Способ лечения хронического неспецифического простатита" (авт.свид. № І09І396, 1984, в соавторстве с И.Н.Даниловой и др.); 3. "Способ лечения невритов лицевого нерва" (авт. свид. $ І242І88, 1986 г., в соавторстве с И.Н.Даниловой и др.); 4. "Способ лечения хронической артериальной недостаточности нижних конечностей" (авт. свид. № 1396327, 1988 г. в соавторстве с И.Н.Даниловой и др.); 5."Устройство для проведения лекарственного электрофореза" (авт. свид. » 1396322, 1988 г., в соавторстве с Е.Т.Комаровой и др.); 6. "Биодозиметр видимого и инфракрасного излучения" (рацпредложение А.А.Миненкова.-"-' Р-І9І/ІІ-88, ЦНИИКиФ, 1988 г.); 7."Способ лечения хронического сальпингоофорита" (в соавторстве с И.Ф. Перфильевой и др.). Положительное решение Госкомитета по делам изобретений о выдаче авторского свидетельства на изобретение по заявке ?Г» 4331337/28-14. 8. "Способ определения фоточувствительности кожи" (в соавторстве с И.Н.Даниловой и др.). Положительное решение Госкомитета по делам изобретений о выдаче авторского свидетельства на изобретение по заявке .» 4240258/14; 9. "Способ введения фармакологических препаратов в живой организм" (в соавторстве с И.Н.Даниловой и др.). Положительное решение Госкомитета по делам изобретений о выдаче авторского свидетельства по заявке № 4071005/14. 10. "Способ лечения атеро-склеротической ишемии нижних конечностей (в соавторстве с СМ. Зубковой и др.). Положительное решение Госкомитета по делам
- 14 -изобретений о выдаче авторского свидетельства на изобретение по заявке № 4281702/28-14.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 335 страницах машинописи, в том числе 284 страниц собственно текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, который включает 437 наименований (286 отечественных и 151 иностранных). Работа иллюстрирована 29 таблицами и 18 рисунками.