Введение к работе
Актуальность тешл. Высокая информативность методов лазерной флюоресцентной диагностики живых биологических тканей, обусловлена главным образом существующей взаимосвязью между особенностями их спектральных характеристик и функциональным состоянием отдельных клеточных структур, входящих в состав единой биологической системы.
Наиболее широко известным методом в этом направлении является
диагностика рака по флюоресценции экзогенных красителей -
фотосенсибилизаторов (ФС), определенным образом накапливающихся в злокачественных опухолях после их предварительного введения /см. напр.1 /.
К сожалению, широкое применение данного метода в клинической практике затруднено по ряду причин, в том числе связанных с недостатками используемых в настоящее время ФС, а именно их токсичностью, недостаточной селективностью накопления в опухолях и неоднородности химического состава. Кроме того, сравнительно небольшая глубина проникновения в биоткань низкошггенсивного лазерного излучения, используемого для возбуждения флюоресценции ФС, не позволяет проводить эффективную диагностику новообразований, локализованных внутри ткани.
Вместе с тем, еще с начала века хорошо известно явление собственной флюоресценции биологических тканей, проявляющееся, например, в специфическом красном свечении злокачественных опухолей при их освещении ультрафиолетовым (УФ) светом . Объективные трудности, связанные с регистрацией аутофлюорсснешши ( АФ ), обладающей низким ( на 2 - 3 порядка ниже, чем у ФС ) квантовым выходом привели к тому, что большинство авторов рассматривали собственную флюоресценцию лишь как фоновое явление при проведении диагностики фотосенсибилизированных биотканей /2/. В то же время, в некоторых работах приводятся данные, свидетельствующие о специфических особенностях аутофлюоресцентных свойств раковых и нормальных
тканей человека /3/, которые можно было бы использовать в целях онкологичсскоі диагностики. Однако, до постановки настоящей работы исследования в даішої направлении практически не проводились.
Таким образом, разработка методов и аппаратуры для регистрации и анализ собственной флюоресценции разупоряаоченных биологических структур и и: применение в клинической практике является актуальной задачей.
ТГепь работы заключается в: 1) Разработке методов и аппаратуры для измерений и анализа спектрально - аутофлюоресцентных характеристик живых биологических тканей при возбуждении АФ лазерным излучением ближнего УФ и красного диапазона спектра. 2) Наборе и анализе статистического материала по спектрально -аутофлюоресцеитным характеристикам биотканей человека для выработки критериев оценки степени злокачественности ткани и определения корреляций между спектральными параметрами и данными определения типа исследуемых тканей известными методами. 3) Применении разработанных методов в клинической практике с целью повышения вероятности диагностики и идентификации заболеваний различных органов человека.
Основные положения и результаты препсташтениые х зашите:
-
Метод лазерной флюоресцентной диагностики разупорядоченных биологических структур, основанный на измерении и анализе спектров собственной флюоресценции живых тканей человека, индуцируемой излучением длиной волны Х= 633 нм.
-
Волоконно - оптическая схема для регистрации собственной флюоресценции биообъектов с квантовым выходом 10 -10 в режиме реального времени и 10 в режиме накоплений сигнала.
3. Суіисстіювамис корреляций между иіпгсіїсивностями и формой спектрального
распределения аугофлюоресценции в красном диапазоне и типом исследуемой
биоткани.
4. Установление характера неоднородного распределения флюорохромов в нормальных
и опухолевых тканях желудка и легких человека с минимумами и максимумами на
различных участках пораженных тканей.
5. Экспсримыггальные данные по определению разовой и общей лозы лазерного
излучения, требуемой для активизации обменных процессов в трансплантированных
тканях.
Научная новизна и значимость проведенных исследований заключается в разработке и применении нового метода регистрации и анализа спектральных свойств разупорядоченных биологических структур, основанного на особенностях индуцируемой лазерным излучением собственной флюоресценции . Основные защищаемые положения диссертации имеют приоритетный характер. Полученные результаты углубляют представления о механизмах взаимодействия лазерного излучения с биотканями.
Практическая ценность: 1) Разработан и внедрен в ограниченное
промышленное производство лазерный волоконно-оптический комплекс,
позволяющий проводить диагностику заболеваний по собственной флюоресценции тканей различных органов, в том числе внутриполостных, на предмет коїароля за обменными процессами и онкологической диагностики во время проведения общего или эндоскопического обследования пациента, а также хирургической операции. Клинические испытания системы проведены в Московской Медицинской Академии им И.М.Ссченова, ВОНЦ РАМН и 2 лазерно - медицинских центрах за рубежом ( Зап.Германия ).
2) Аппробироваи и внедрен в клиническую практику ММА им И.М.Сеченова метод диагностики рака легких (бронхов) и желудка по спектрально -аутофлюоресцентным характеристикам, реализуемый во время эндоскопического
обследования ( патент РФ ), а также во время операции с целью контроля за уровнем хируршческого вмешательства и определения степени прорастании опухоли п окружающие ткани. В настоящее время клиническая алпробация метода проведена в ММЛ им И.М.Ссчспова и ВОНЦ РАМН более чем у 300 пациентов с различными онкологическими заболеваниями желудка и легких, а также при онкологической диагностике опухолей головы и шеи.
3) Внедрен и клиническую практику Клиники уха.трла и носа н ММЛ им И.М.Ссчспова метод аутофлюоресцентного контроля за приживлением трансплантатов после проведения тимпапошіастики и при лечении поспалитсльиых процессов с использованием лазерного излучения
Аппробапия работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Международной конференции "Лазеры и медицина" ( Ташкент 1989г. ), Республиканской школе - семинаре "Лазерная биология и лазерная мединина:практика" ( Тарту 1990г. ), Всесоюзной конференции "Проблемы создания научно - технических средств для диагностики и лечения сердечно - сосудистых заболеваний" ( Львов 1990г. ), Республиканской школе - семинаре "Лазерная биология и меднщша-НоБые применения" (Таллинн 1991г.), Пленуме Научного Совета АМН СССР "Лазерная медицина, хирургия и лазерная медицинская техника" ( Казань 1991г.), XIV Международной конференции но когерентной и нелинейной оптике ( Ленинград, 1991г.), Международной конференции "Новое в лазерной медицине" ( Брест. 1991г. ), Международном симпозиуме по биомедицинской оптике (Будапешт 1 - 5 сентября 1993г.).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения,
списка цитируемой литературы и приложения. Содержание диссертации изложено на
странннах.иллюстрнровано 41 рисунком и содержит 4 таблицы, из которых одна
составлена по данным литературы. Список литературы включает /12
наименования.
