ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  Актуальной задачей современной медицины является адекватное оказание помощи пациентам с сердечно-сосудистыми заболеваниями как самой распространенной группе больных. Для решения поставленной задачи используются как медикаментозные, так и хирургические методики. Одним из новых направлений можно считать использование лазеров в медицине. Так, метод лазерной реваскуляризации миокарда является одной из альтернатив в лечении ИБО.
Сам по себе метод известен достаточно давно, первые наработки в направлении применения лазера с целью лечения больных ИБС были начаты еще в 60-х гг. прошлого века. Но несовершенство техники и полное отсутствие теоретической базы не позволили в то время широко внедрить новый метод в клиническую практику.
Постепенно происходило накопление знаний, совершенствовалась лазерная техника, в последующем для ТМЯР создавались специальные аппараты, сначала стали использоваться С02-ла- зеры, а затем твердотельные лазеры.
Использование лазеров в ангиологии до последнего времени было лишь вспомогательным методом. Положение изменилось с момента опубликования в конце 70-х гг новаторских работ по воздействию лазера на сосуды для коррекции стеноза легочной артерии и создания бесшовных анастомозов между артериями. Работы по исследованию лазера при воздействии на атеросклеротические бляшки и тромбы для реканализации сосудов положили начало развитию нового направления - лазерной ангиопластики, которая может быть альтернативной в борьбе с окк- люзирующими заболеваниями сосудов наряду с такими нехирургическими методами, как чрезкожная транслюминальная ба- лонная ангиопластика и интракоронарная тромболитическая терапия.
С учетом вышеозначенных проблем оказание помощи больным с использованием лазера заинтересовало сотрудников отдела сердечно-сосудистой хирургии НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН. С 1993 г. была начата работа в данном направлении. Работа проводилась в тесном контакте не только с исследователями в сердечно-сосудистой хирургии, но и морфологами, физиками. Поэтому изучение выполнено совместно со специалистами из Института оптики атмосферы СО РАН, Института сильно- точной электроники СО РАН, Института оптического мониторинга (ныне мониторинга климатических и экологических систем) СО РАН и Сибирского медицинского государственного университета.
Изучение и внедрение новых методов в медицине представляет весьма сложную задачу Для полного и разностороннего изучения было решено проволить поэтапное исследование действия лазеров: от исследований in vitro к исследованиям in vivo, а затем, в случае успеха, изучение новых методик в клинике.
Для наиболее оптимального лазерного воздействия необходимы данные об отражении и поглощении энергии, а также о флюоресценции молекулярных структур атеросклеротических бляшек в определенной части спектра. Выбранный режим, с учетом этих данных, в котором лазерная энергия вызывает интенсивные фотохимические процессы с минимальным термическим и механическим повреждением окружающей биологически нормальной ткани стенки сосуда, позволит восстанавливать кровоток в окклюзированных сосудах с наименьшими побочными эффектами. Кроме того, существует необходимость разработки критериев диагностики морфологического типа атеросклеротического поражения стенки сосуда, что в большой степени определит выбор режима подачи лазерной энергии к ткани, а также длину волны перед проведением сеанса лазерной ангиопластики. Также необходимы данные об оптимальном лазерном воздействии для разрушения атеросклеротической бляшки без повреждения сосудистой стенки.
Результаты нашей работы, полученные с помощью такой информативной методики, как запись спектров флюоресценции согласуются сданными литературы, в которой указывалось, что степень флюоресценции нормальной и пораженной атеросклерозом ткани стенки аорты различна. Действительно, чем выше содержание в ткани липидов, холестерина и его эфиров, тем сильнее она будет люминесцировать, поскольку указанные вещества, по данным ряда исследователей, обладают этой способностью в выраженной степени. Принимая во внимание вышеуказанное обстоятельство, можно предположить, что наибольшим показателем флюоресценции будут обладать липидная и фиброзная бляшки, в меньшей степени - нормальная ткань, и совсем слабо будет люминесцировать кальцинированная бляшка. Последнее подтвердилось в эксперименте при записи спектров флюоресценции.
Данные комплексного спектроскопического исследования указывают на перспективу использования для лазерной ангиопластики спектрального диапазона 520-770 нм (красная область спектра), в котором определяются наибольшие различия в поведении спектров отражения нормальной и пораженной атеросклерозом ткани стенки аорты. Возможно, в этой области происходит наиболее эффективное разрушение ткани атеросклеротической бляшки при минимальном повреждении окружающей нормальной ткани. С учетом полученных данных лазерные установки, сконструированные на основе рубина и александрита, являются более перспективными для ангиопластики.
Кроме того, на основании спектральных характеристик аорты человека следует различать морфологические типы атеросклеротического поражения аорты между собой, а также отличать нормальную стенку аорты от пораженной атеросклерозом. Это позволяет проводить внутрисосудистую спектральную диагностику типа атеросклеротического поражения сосуда с последующим выбором оптимальных параметров лазера для осуществления эффективной реканализации и учитывать точную доставку лазерной энергии к месту поражения.
В то же время основным итогом наших экспериментов по воздействию лазерного излучения на структуру и биохимический состав стенки аорты является то, что наряду с мощным испаряющим, разрушающим эффектом лазерного излучения на сосудистую стенку, мы нашли новые способы дозировки лазерного излучения при воздействии на фиброзную бляшку in vitro. Была сделана попытка сравнить действия доступных нам лазерных источников на сосудистую стенку в разных ее состояниях, как неизмененную, так и с липидными пятнами, атеросклеротическими фиброзными бляшками, атеросклеротическими атероматозными бляшками и кальцинированными бляшками. Мы обнаружили, что различные лазерные источники действуют разным образом на неизмененную стенку аорты и пораженную атеросклерозом. Для УФ излучения имеет значение количество липидов в сосудистой стенке. При инфракрасном облучении одинаково испаряются как неизмененные, так и атеросклеротически пораженные участки сосудов. Даже в достаточно твердой кальцинированной пластинке ИК излучение образует “кратер”. С другой стороны, с наименьшим повреждением окружающей “кратер” сосудистой стенки действует комбинированное излучение видимого и УФ диапазона.
При попытке более детально разобраться в механизмах действия лазерного излучения на сосудистую стенку мы пользовались УФ источником. Мы смогли доказать, что с помощью фотохимического механизма можно разрывать сложные молекулы липидов. Доля лазерной энергии, которая идет на это, достигает 25%. В наших экспериментах обнаружено, что количество распавшихся липидных молекул в срезе атеросклеротической бляшки зависит от энергии в одном импульсе, а не от количества импульсов.
Использование найденных режимов облучения, позволяющих эффективно удалять атеросклеротические образования без повреждения окружающей сосудистой стенки, позволит по-новому подойти к проблеме интраоперационного удаления атеросклеротических образований с аорты с помощью лазерного излучения.
Практически одновременно с изучением лазерной ангиопластики проводилось исследование одного из перспективных направлений хирургического лечения больных ИБС - реваскуляризации миокарда при помощи лазера.
Первоначально исследовалось воздействие на миокард лабораторных животных, стенку аорты и трупный миокард С02-ла- зера и твердотельного Nd-YAG-лазера (разработанного томскими специалистами). В серии проведенных экспериментов было установлено, что воздействие лазерного излучения как С02-, так и Nd-YAG-лазеров на миокард сходно, in vivo вызывает фазовые изменения в сердечной мышце, укладывающиеся в картину воспаления на ранних сроках после лазерной реваскуляризации (до 3 недель) и активного васкулогенеза в отдаленные сроки после операции (1-3 мес.), что должно послужить улучшению перфузии в зоне лазерного воздействия. Но возник ряд технических проблем, а именно техническая сложность и высокая стоимость используемых аппаратов. Не были также решены проблемы, касающиеся эффективности улучшения перфузии облученного участка миокарда. Стоит отметить, что была предпринята попытка потенцировать васкулогенез в миокарде вызванный лазером другим методом непрямой реваскуляризации - оментокардио- пексией. В ходе работы группой специалистов из Института оптики атмосферы СО РАН и НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН разработан и экспериментально испытан комплексный метод реваскуляризации миокарда, включающий последовательно лазерное туннелирование и оментокардиопексию (ОКП) большим сальником облученного участка миокарда. Но было выяснено, что при сопоставимой эффективности васкулогенеза с изолированной ТМЛР данная операция более травматична и сложна в выполнении.
Технический прогресс не стоял на месте. В 1990-х гг. были разработаны достаточно мощные полупроводниковые лазеры, причем наряду с увеличением мощности происходила их миниатюризация, что повысило удобство в применении и снизило стоимость. Все это позволило данному типу лазеров широко проникнуть в различные сферы научно-технической деятельности человека, в том числе и различные сферы хирургии. Делом времени явилось начало использования лазеров на полупроводниках для ТМЛР. Но на момент начала нашего исследования в литературе встречались лишь единичные упоминания о создании каналов в миокарде при помощи диодных лазеров. Первые исследования позволили сопоставить воздействие полупроводникового лазера с действием других типов лазеров, показав, что наблюдаются сходные явления неоваскулогенеза после ТМЛР in vivo при некоторых преимуществах полупроводникового лазера.
Благодаря усилиям группы авторов полупроводниковый лазер отечественного производства “Лазон-ЮП” с длиной волны 970 нм и выходной мощностью 10 Вт был включен в исследование и выполнена серия экспериментов на лабораторных животных с дальнейшим сопоставлением с уже изученными типами лазеров. Было установлено, что под воздействием лазерного излучения, независимо от типа применяемой установки, в ткани миокарда протекают сходные морфологические процессы, приводящие к неоваскулогенезу. Минимальным повреждающим действием на миокард обладает излучение от твердотельного Nd- YAG-лазера, а максимальным - от газового С02-лазера; в то же время, глубина канала у полупроводникового лазера сопоставима с С02-лазером, а повреждающее действие с Nd-YAG-лазе- ром. Наиболее удобным в применении в связи с малыми габаритами и кратковременной подготовкой к работе является полупроводниковый лазер “Лазон-ЮП”. Также он не нуждается в синхронизации с ЭКГ и является наиболее безопасным относительно аритмогенного эффекта.
В связи с рассмотренными результатами было решено произвести углубленное экспериментальное изучение эффектов ТМЛР, выполненной полупроводниковым лазером, с включением в виде второй стадии экспериментов на модели ИБС.
В итоге 2-стадийная серия экспериментальных исследований позволила говорить о ТМЛР при помощи низкоэнергетического лазера на полупроводниках как о безопасном операционном вмешательстве, в результате которого создаются трансмиокардиальные каналы в стенке левого желудочка, что в свою очередь приводит к активному неоваскулогенезу в миокарде экспериментальных животных. Увеличение количества сосудов в облученной зоне миокарда должно послужить улучшению перфузии в месте воздействия, в том числе и в ишемизированном миокарде.
Положительные результаты экспериментов позволили продолжить использование и изучение полупроводникового лазера в клинике для лечения больных ИБС.
В марте 2003 г впервые выполнена операция ТМЛР у больного ИБС.
Всего в исследование включен 41 пациент, перенесший ТМЛР полупроводниковым лазером. Исследование пациентов включало как стандартную схему обследования больных, поступивших в отделение сердечно-сосудистой хирургии, так и выполнение комплекса обследований по разработанному алгоритму, приведенному ранее. Особую роль мы отводили эхокардиографическому исследованию. Нами были использованы следующие современные методы: тканевая допплерография и ультразвуковое исследование в двухмерном Speckle Tracking Imaging в режиме '‘off-line’’. Что позволило нам не только оценить эффективность воздействия лазера на миокард, но и изучить его влияние именно на те сегменты левого желудочка, которые подверглись воздействию лазерного излучения.
В результате комплексного 3-летнего исследования было показано, что полупроводниковый лазер “Лазон-ЮП” эффективен для непрямой реваскуляризации сердечной мышцы у больных с диффузным и дистальным атеросклерозом коронарных артерий, имеющих жизнеспособный миокард, как совместно с аортокоронарным шунтированием, так и в качестве изолированного вмешательства.
При этом выполнение трансмиокардиальной лазерной ревас- куляриэации с использованием отечественного полупроводникового лазера “Лазон-ЮП” оказывает несущественное влияние на степень периоперационного повреждения миокарда как изолированно, так и в сочетании с аортокоронарным шунтированием. В то же время трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация полупроводниковым лазером “Лазон-10П” — безопасная процедура, не ведущая к увеличению риска операции, не увеличивающая риск осложнений и смертность как в раннем, так и в отдаленном послеоперационных периодах.
Определенное при помощи ультразвукового исследования сердца повышение продольной деформации левого желудочка в виде роста показателей Global Strain и Global Strain Rate, увеличения деформации в продольном и поперечном направлениях в сегментах, подвергшихся трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации, говорит об улучшении трофики кардиомиоцитов в исследуемых областях сердца и соответственно об эффективности полупроводникового лазера “Лазон-ЮП” для трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации у больных с диффузным и дистальным атеросклерозом коронарных артерий, имеющих жизнеспособный миокард. Обнаруженные малые инт- рамиокардиальные артерии в зонах сердца, подвергнутых лазерному воздействию, свидетельствуют об эффективном неоваскулогенезе.
При этом нарастание положительного эффекта трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации наблюдается до 12 мес. после операции, в дальнейшем происходит стабилизация клинических показателей больных, при этом отсутствует увеличение объема левого желудочка и снижение фракции выброса левого желудочка.
В завершение позвольте отметить достаточную сложность комплексного исследования как в целом в различных отраслях науки, так в особенности в медицине, где важнейшую роль играют факторы медицинской этики. Тем важнее использование эксперимента для научного поискан построения доказательной базы к использованию новых методик в клинике.
Своей работой мы хотели не только раскрыть практическое использование лазеров в сердечно-сосудистой хирургии, но и продемонстрировать методологию экспериментально-клинической работы, идущей на стыке с физическими отраслями знания.
В то же время выполненная работа показывает не только расширившиеся возможности оказания кардиохирургической помощи больным сердечно-сосудистыми заболеваниями, но и демонстрирует перспективы дальнейшего изучения и внедрения новых методов лечения в клиническую практику. 

Источник: В.М. Шипулин, С.Л. Андреев, Е.Н. Павлюкова, «Использование лазеров в сердечно-сосудистой хирургии: от эксперимента к практике» 2010

А так же в разделе «  ЗАКЛЮЧЕНИЕ »