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

Изучить особенности действия импульсного низкоинтенсивного лазерного излучения на биологические ткани и на основе экспериментально-клинических исследований обосновать его применение в офтальмологии.

Достижение поставленной цели определено последовательным решением следующих задач:

1. Определить безопасные диапазоны параметров импульсного ИК НИЛИ при облучении биологических тканей на основании морфологических исследований.

2. Изучить методами световой микроскопии общие закономерности реакций тканей экспериментальных животных при действии импульсного НИЛИ с длиной волны 890 нм.

3. Изучить методами биофотометрии распределение лазерной энергии в глазах человека при облучении расходящимся пучком НИЛИ с длиной волны 890 нм.

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

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

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

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

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

9. 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).

Биофотометрические исследования глаз человека при облучении импульсным инфракрасным НИЛИ

Знание наиболее общих закономерностей реакции органов и тканей на импульсное НИЛИ является основой для последующего изучения особенностей действия данного вида лазерной энергии на ткани глаза, однако наличие в глазу оптического аппарата создает возможность фокусировки лазерного излучения до высоких плотностей мощности в отдельных точках. Последствиями такой фокусировки может быть неравномерное распределение плотности мощности излучения в различных точках и, как следствие, различные проявления действия НИЛИ с одинаковыми параметрами в разных участках глазного яблока, поэтому для дальнейшего изучения особенностей действия импульсного ИК НИЛИ на глазное яблоко необходимо иметь представление о распределении энергии лазерного излучения внутри глаза при его облучении.

Получить такие сведения для расходящегося пучка НИЛИ, используемого в лазеротерапии, методом теоретических расчетов невозможно как из-за высокой неравномерности распределения плотности мощности в дальнем поле такого пучка, так и из-за большой оптической неоднородности тканей и структур глаза. Необходимые данные могут быть получены только экспериментальным путем. Для определения плотности мощности лазерного излучения в любой точке глазного яблока нами был разработана методика и создана установка для проведения фотометрии (патент РФ на изобретение №2266086 от 20.12.2005).

Первая серия экспериментальных исследований была выполнена на 6 кадаверных глазах человека. В макулярной зоне кадаверного глаза помещался регистрирующий фотодиод биофотометрической установки. Глазное яблоко устанавливалось на подставку и производилось его облучение НИЛИ со следующими параметрами: длина волны 890 нм, частота следования импульсов 1000 Гц, импульсная мощность 5,61 Вт, длительность импульса 100 нс, угол расхождения пучка лазерного излучения по уровню 0,5 до 35є при удалении излучателя от роговицы от 5 до 300 мм. Каждое измерение повторялось пятикратно с последующим вычислением средней величины. Затем, по той же методике, проводилось облучение глаз с моделированием миопии высокой степени, которое осуществлялось приставлением собирающих линз силой 10,0 и 15,0 дптр и наложением на роговицу контактной линзы силой +10,0 дптр.

Результаты измерения плотности мощности лазерного излучения в макулярной зоне при бесконтактном транспупиллярном облучении глазного яблока человека расходящимся пучком НИЛИ с длиной волны 890 нм приведены в таблице 1. Результаты измерений при моделировании миопии высокой степени приведены в таблице 2.

Проведенные исследования показали, при транспупиллярном облучении глазного яблока человека импульсным низкоинтенсивным лазерным излучением с длиной волны 890 нм посредством стандартного излучателя лазерного терапевтического аппарата происходит фокусировка ИК НИЛИ в наиболее функционально активной центральной области сетчатки до уровней плотности мощности 4,86 мВт/мм², что может способствовать развитию фотоповреждения сетчатки, поэтому для применения в офтальмологии нужны излучатели с иными принципами формирования пучка лазерного излучения. По результатам исследований нами были сформулированы требования к излучателю импульсного ИК НИЛИ для лазеротерапии в офтальмологии, который должен исключить возможность прямого засвета макулы инфракрасным лазерным излучением и обеспечить терапевтические уровни лазерной энергии в других отделах глазного яблока.

Таблица 1

Импульсная плотность мощности в макулярной зоне при облучении стандартным излучателем (мВт/мм²)

Таблица 2

Импульсная плотность мощности в макулярной при облучении стандартным излучателем и моделировании миопии высокой степени (мВт/мм²)

Конструкция такого излучателя была разработана и реализована (Патент РФ на изобретение №2223078 от 10.02.2004) в виде опытного образца, имеющего вид дальнего поля в виде кольца диаметром 25-30 мм с центральной зоны, свободной от излучения, соответствующей диаметру роговицы - 10-11 мм.

Для проверки правильности теоретической концепции были выполнены еще несколько серий биофотометрических исследований на четырех кадаверных глазах с использованием опытного образца излучателя. В ходе эксперимента регистрирующий фотодиод помещался в различных отделах глазного яблока. Результаты измерения плотности мощности в различных отделах глаза человека при бесконтактном облучении импульсным инфракрасным НИЛИ с использованием предложенной модели лазерного излучателя приведены в таблице 3.

Проведенные исследования показали, что при облучении глазного яблока с использованием разработанной модели излучателя, плотность мощности импульсного НИЛИ в различных точках за сосудистой оболочкой составила от 0,52 до 1,10 мВт/мм², за склерой от 2,56 до 4,51 мВт/мм² на удалении от 2-х до 5 мм от лимба. Засветов макулярной области излучением ближнего инфракрасного диапазона при диаметре зрачка от 3-х до 6 мм не зафиксировано.

Таблица 3

Плотность импульсной мощности излучения с длиной волны 890 нм при облучении разработанным излучателем с выходной мощностью 4 х 5 Вт в импульсе (мВт/мм²)

Таким образом, на основании проведенных биофотометрических исследований был разработан и создан комбинированный лазерный излучатель, реальное дальнее поле которого близко к теоретически расчетному и представляет собой сложение дальних полей лазера наводки красного диапазона в виде круга диаметром 10-11 мм и терапевтических импульсных лазерных излучателей инфракрасного диапазона в виде кольца с наружным диаметром порядка 30 мм и диаметром центральной зоны 10-11 мм. Предложенный вариант излучателя позволяет исключить прямые засветы сетчатки импульсным НИЛИ и обеспечивает терапевтические уровни лазерного излучения в других структурах глаза.

Экспериментальное изучение общих закономерностей реакции тканей глаза при облучении импульсным инфракрасным НИЛИ

Для изучения особенностей действия импульсного НИЛИ ближнего инфракрасного диапазона на ткани и структуры глазного яблока и определения эффективных и безопасных параметров лазерного излучения провели морфологические исследования на 104 глазах экспериментальных животных. Эксперимент был проведен на 52 кроликах разного пола весом 2,5-3 кг.

В качестве источников лазерного излучения использовали лазерные терапевтические аппараты «Узор-2К» и «Нега» с разработанной нами моделью излучателя. Лазерное воздействие осуществляли однократно со следующими параметрами: длина волны - 890 нм, частота следования импульсов - 100, 300, 600, 1000, 10000 Гц, мощность энергии в импульсе - 4х5 Вт, длительность импульса - 100 нс, экспозиция - 10 мин. Глазные яблоки экспериментальных животных энуклеировали через 15 мин, 1 ч, 1, 3 и 20 сут после воздействия НИЛИ. Энуклеированные глаза 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. Приготовленные микропрепараты исследовали методами световой микроскопии. лазерный импульсный инфракрасный патология зрение

Проведенные исследования показали, что при использовании предложенной методики облучения импульсное низкоинтенсивное лазерное излучение с длиной волны 890 нм во всем диапазоне исследованных параметров не вызывало в тканях глаз экспериментальных животных необратимых морфологических изменений. Общими проявлениями действия импульсного НИЛИ на ткани глаза в диапазоне частот от 100 до 10000 Гц были однотипные морфологические изменения по типу реакции полнокровия в сосудистой оболочке (радужка, цилиарное тело, хориоидея) облученных глаз экспериментальных животных, однако выраженность реакции, время проявления и длительность зависели от частоты НИЛИ. При облучении с частотой 100 Гц реакция полнокровия наступала через 1 ч после облучения, была слабо выражена и выявлялась только в боковых сегментах хориоидеи облученного глаза. В цилиарном теле выявлялись слабо выраженные признаки отека в виде узких оптически пустых пространств между пучками соединительнотканных волокон, которые сохранялись до 3 сут после облучения. При увеличении частоты до 300 Гц реакция полнокровия выявлялась через 1 ч после облучения, была хорошо выражена в боковых сегментах собственно сосудистой оболочки и в более слабой степени проявлялась в заднем полюсе глаза. Признаки отека цилиарного тела практически не выявлялись. Облучение с частотой 600-1000 Гц вызывало выраженную реакцию полнокровия, которая наблюдалась уже через 15 мин после облучения в боковых сегментах сосудистой оболочки, а через 1 ч проявлялась во всех отделах сосудистой оболочки. При дальнейшем увеличении частоты НИЛИ до 10000 Гц через 1 ч после облучения выявлялись признаки отека цилиарного тела, а выраженность реакции полнокровия в хориоидеи снижалась. Чувствительными к действию импульсного НИЛИ с высокой частотой (10000 Гц) оказались пигментные клетки радужки, цилиарного тела и хориоидеи, в которых наблюдалось уменьшение количества пигментсодержащих гранул. Начальные признаки вышеописанных изменений появлялись уже через 15 мин после облучения, но в большей степени они наблюдались через 1 ч и 1 сут. Следует отметить, что динамика появления, степень выраженности и длительность манифестации описанных изменений в некоторой степени усиливались с увеличением частоты излучения. Так на частотах до 1000 Гц явления полнокровия сосудистой оболочки сохранялись до трех суток после облучения, а через 20 сут. не определялись. При использовании высокой частоты (10000 Гц) изменения прослеживались до 20 сут. после облучения. В парных необлученных глазах были выявлены аналогичные изменения морфологической картины, что свидетельствовало о содружественной реакции при действии импульсного НИЛИ. В большинстве случаев эффекты лазерного излучения в парных глазах появлялись одновременно или несколько запаздывали, а по своей интенсивности были менее выражены, чем в облученных глазах.

Таким образом, с учетом выраженности усиления кровоснабжения и отсутствия побочных эффектов, оптимальными параметрами при облучении глаз для низкоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 890 нм следует признать диапазон частот 300-600 Гц при времени облучения до 10 мин. Разработанная методика облучения глаза в найденном диапазоне параметров показала свою эффективность и безопасность в условиях эксперимента и позволила приступить к изучению изменений микроциркуляции глаза в реальном масштабе времени в клинических условиях.

Влияние импульсного НИЛИ с длиной волны 890 нм на микрогемодинамику глаза по данным лазерной допплеровской флоуметрии

Для оценки влияния импульсного низкоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 890 нм на состояние микроциркуляции глаза человека в реальном масштабе времени было проведено изучение хориоретинальной перфузии методом лазерной допплеровской флоуметрии. Исследования выполнены у 80 пациентов (4 группы по 20 человек) в возрасте от 57 до 83 лет с сопутствующей соматической и офтальмопатологией, которым производилось бесконтактное трансконъюнктивальное облучение правого глазного яблока импульсным НИЛИ с длиной волны 890 нм при экспозиции 10 мин и частотой следования импульсов 80 Гц, 150 Гц, 300 Гц и 600 Гц. В качестве источника излучения использовался лазерный терапевтический аппарат «Узор-2К» с комбинированным излучателем.

Оценка динамики хориоретинального кровотока обоих глаз проводилась методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) с использованием двухканального прибора «ЛАКК-02», производства НПП «Лазма» в положении лежа на спине при температуре окружающего воздуха +20-22єС в состоянии физического и эмоционального покоя. Длительность записи составляла 5 мин.

Базовые показатели хориоретинального кровотока (коэффициент перфузии) до лазерного облучения на правом глазу равнялись в среднем 39,47±3,16 перфузионных единицы (пф. ед.), на левом глазу - в среднем 38,86±3,26 пф. ед. Пациенты, у которых базовые показатели хориоретинальной перфузи на двух глазах различались больше чем на 3 пф. ед., в исследование не включались. После определения интенсивности базовой микроциркуляции, не меняя положения пациента, осуществлялось лазерное воздействие импульсного ИК НИЛИ, сразу по завершении которого повторно проводилась флоуметрия. Последующие серии измерений выполнялись через 1, 2, 4 и 6 ч после окончания облучения.

Проведенные исследования показали, что в результате облучения правого глаза импульсным НИЛИ с частотой 80 Гц наблюдалось усиление хориоретинальной микроциркуляции сразу по окончании облучения в среднем до 42,73±3,22 пф. ед, которое достоверно (р<0,01) превышало базовый уровень в течение 2 ч. Через 4 ч после окончания облучения интенсивность хориоретинальной микроциркуляции снижалась в среднем до 39,99±3,50 пф. ед. и не превышала исходного уровня (р>0,05). В левом необлученном глазу достоверное увеличение перфузии до 39,94±3,22 пф. ед.); наблюдалось через 1 и 2 ч (р<0,05).

При воздействии НИЛИ с частотой 150 Гц наблюдалось усиление хориоретинальной микроциркуляции сразу по окончании облучения в среднем до 44,47±3,33 пф. ед., которое достоверно (р<0,01) превышало базовый уровень в течение 4 ч. Через 6 ч интенсивность хориоретинальной перфузии снижалась в среднем до 39,80±3,30 пф. ед., что незначительно превышало исходный уровень (р<0,05). В левом необлученном глазу небольшое (в среднем 40,42±3,04 пф. ед.), но достоверное (р<0,05) увеличение перфузии наблюдалось непосредственно после окончания лазерного воздействия, которое сохранялось в течение двух часов.

После облучения правого глаза импульсным НИЛИ с частотой 300 Гц наблюдалось выраженное усиление хориоретинальной микроциркуляции сразу по окончании облучения в среднем до 47,40±5,51 пф. ед., которое достоверно (р<0,01) превышало базовый уровень в течение 4 ч. В эти же сроки в левом необлученном глазу было зафиксировано достоверное (р<0,05), хотя и небольшое усиление микроциркуляции (в среднем 40,88±2,98 пф. ед.). Через 6 ч интенсивность хориоретинальной перфузии в обоих глазах снижалась до исходного уровня.

В результате облучения правого глаза импульсным НИЛИ с частотой 600 Гц наблюдалось усиление хориоретинальной микроциркуляции сразу по окончании облучения в среднем до 48,50±6,41 пф. ед., которое достоверно (р<0,01) превышало базовый уровень в течение 6 ч, однако к шестому часу показатели хориоретинальной перфузии незначительно (в среднем 39,90±2,62 пф. ед.), хотя и достоверно (р<0,05) превышали исходный уровень. В левом необлученном глазу небольшое (в среднем 40,70±2,74 пф. ед.), но достоверное (р<0,01) увеличение перфузии отмечалось на протяжении четырех часов после окончания лазерного воздействия.

Для оценки повышения интенсивности хориоретинальной микроциркуляции при переходе от одной частоты к другой в линейке 80-150-300-600 Гц, использовалось сравнение площадей фигур под графиками соответствующих частот (рис. 1). Так, в течение 6 ч после лазерного воздействия объем перфузии в облученном глазу при переходе от частоты 80 Гц к 150 Гц возрастал на 30%, при переходе от частоты 150 Гц к 300 Гц - на 74%, и при переходе от частоты 300 Гц к 600 Гц - на 5%. Такой же анализ, проведенный для парного необлученного глаза показал, что при использовании НИЛИ частотой 80 Гц общий объем хориоретинальной микроциркуляции в течение 6 часов после облучения не увеличивался, а колебания показателя перфузии носили случайный характер. При использовании более высоких частот (150-600 Гц) объем хориоретинальной перфузии в течение 6 ч несколько возрастал, однако это увеличение было значительно меньше, чем в облученном глазу и не носило выраженного частотозависимого характера.

Таким образом, метод трансконъюнктивальной лазерной доплеровской флоуметрии может применяться для оценки динамики хориоретинальной микроциркуляции глаза в реальном масштабе времени. Трансконъюнктивальное воздействие импульсным низкоинтенсивным лазерным излучением с длиной волны 890 нм при экспозиции 10 мин вызывает увеличение интенсивности хориоретинальной микроциркуляции облученного глаза во всем диапазоне исследованных частот (80-600 Гц), при этом степень увеличения перфузии носила частотозависимый характер и была наибольшей в диапазоне частот 300-600 Гц.

Рис. 1. Изменение объема хориоретинальной перфузии в течение 6 ч (площади фигур под графиками) после облучения правого глаза в зависимости от частоты импульсного НИЛИ с длиной волны 890 нм

Длительность эффекта также зависела от частоты применяемого НИЛИ и была наименьшей (2 ч) при частоте 80 Гц, а наибольшей (6 ч) - при частотах 300-600 Гц. При проведении лазерной доплеровской флоуметрии, как и при морфологических исследованиях, проявлялся содружественный эффект, когда увеличивалась хориоретинальная перфузия парного необлученного глаза, однако степень усиления микроциркуляции была значительно ниже, чем на облученном глазу. Результаты исследований подтвердили эффективность найденных экспериментальным путем параметров импульсного ИК НИЛИ при воздействии на орган зрения и создали предпосылки для использования импульсного низкоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 890 нм и частотой следования импульсов 300-600 Гц в клинических условиях.

Клинико-функциональные результаты применения импульсного инфракрасного НИЛИ с оптимизированными параметрами в лечении больных с патологией органа зрения

Для изучения клинической эффективности применения импульсного ИК НИЛИ с рекомендованными параметрами при лечении заболеваний заднего отрезка глаза нами наблюдалось 150 пациентов, находившихся на лечении по поводу «сухой» формы макулодистрофии. У всех пациентов отмечалась сопутствующая соматическая и офтальмопатология. Стадии гипертонической ангиоретинопатии определялись по классификации М.Л. Краснова (1948). Степени тяжести хронической ишемической оптической нейропатии соответствовали классификации А.И. Еременко (2002). При оценке выраженности хронической ишемической ретинопатии пользовались классификацией Кацнельсона Л.А., Форофоновой Т.И., Бунина А.Я. (1990). В основную группу вошли 120 пациентов в возрасте от 56 до 79 лет, получавших лазеротерапию импульсным ИК НИЛИ с рекомендованными параметрами. Группу сравнения составили 30 пациентов в возрасте от 62 до 75 лет, которым проводилась лазеротерапия непрерывным излучением красного диапазона.

Больные были обследованы с применением следующих методик: офтальмометрии, рефрактометрии, визометрии, тонометрии, ультразвукового А- и В-сканирования, квантитативной компьютерной периметрии, оптической когеррентной томографии, биомикроскопии переднего отрезка глаза, прямой и обратной офтальмоскопии. Электрофизиологические методы исследования включали определение порогов электрической чувствительности сетчатки и электрической лабильности зрительного нерва и электроретинографию. Кровоток в глазничной артерии определялся методом ультразвуковой допплерографии. Дополнительно определялась пространственная контрастная чувствительность (ПКЧ) методом визоконтрастометрии. Исследования проводились перед началом лечения, по окончании курса лазеротерапии, через 3 и 6 мес.

Лазеротерапия в основной группе проводилась ежедневно в течение 10 дней по 1 сеансу в день при помощи лазерного терапевтического аппарата «Узор-2К» с разработанным излучателем со следующими параметрами: длина волны - 890 нм, частота следования импульсов - 600 Гц, мощность энергии в импульсе - 4х5 Вт, длительность импульса - 100 нс, экспозиция - 10 мин. Лазеротерапия в группе сравнения проводилась непрерывным лазерным излучением с длиной волны 633 нм средней мощностью 2,5 мВт в течение 10 дней по 1 сеансу в день при помощи гелий-неоновой лазерной физиотерапевтической установки «УЛФ-01».

Анализ полученных результатов показал, что в результате применения низкоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 890 нм с оптимизированными параметрами было достигнуто достоверное улучшение зрительных функций у пролеченных пациентов. По данным визометрии в исследуемой группе возросло количество пациентов с высокой остротой зрения (таблица 4), в результате чего показатели средней остроты зрения с коррекцией достоверно (р<0,01) увеличились с 0,45±0,11 до 0,56±0,16.

Таблица 4

Максимальная коррегированная острота зрения до и после лазеротерапии

Острота зрения	Основная группа	Группа сравнения
	до лечения	после лечения	до лечения	после лечения
	кол-во	%	кол-во	%	кол-во	%	кол-во	%
0,2-0,32	23	19	14	12	6	20	5	17
0,4-0,5	78	65	47	39	20	66	14	46
0,6-0,7	19	16	43	36	4	14	9	30
0,8 и выше	0	0	16	13	0	0	2	7
Всего:	120	100	120	100	30	100	30	100

Улучшение зрительных функций было подтверждено результатами функциональных методов исследования. Электроретинографические данные показали достоверное (р<0,01) улучшение функционального состояния сетчатки, что проявлялось увеличением амплитуды волн «a» и «b» ретинограммы и уменьшением их латентного времени как при палочковом, так и при колбочковом ответах (таблицы 5-6).

Таблица 5

Динамика средних показателей палочкого ответа до и после лазеротерапии

	Волна «a»	Волна «b»
	амплитуда (мкВ)	р	латентное время (мс)	р	амплитуда (мкВ)	р	латентное время (мс)	р
До лечения	9,56±3,14	<0,01	47,11±10,53	<0,05	31,50±7,90	<0,01	92,62±15,11	>0,05
После лечения	16,40±6,07		45,11±9,16		38,55±13,35		90,14±10,91

В результате применения лазеротерапии импульсным инфракрасным НИЛИ отмечалось улучшение функциональных показателей по данным периметрического исследования.

Таблица 6

Динамика средних показателей колбочкого ответа до и после лазеротерапии

	Волна «a»	Волна «b»
	амплитуда (мкВ)	р	латентное время (мс)	р	амплитуда (мкВ)	р	латентное время (мс)	р
Белый стимул	до лечения	5,26±1,13	>0,05	17,13±1,70	<0,05	22,26±5,63	<0,01	30,76±1,12	>0,05
	после лечения	5,45±1,34		15,89±0,67		29,40±5,88		30,44±0,87
Красный стимул	до лечения	4,75±0,36	>0,05	23,04±0,59	<0,01	14,44±1,48	>0,05	42,34±2,63	>0,05
	после лечения	4,99±0,83		22,15±1,23		14,39±1,55		42,29±2,55

Во всех квадрантах центрального поля зрения было зафиксировано достоверное увеличение светочувствительности: в верхне-наружном квадранте в среднем с 418,6±52,7 дБ до 441,8±40,3 дБ, в верхне-внутреннем квадранте - с 432,6±55,6 дБ до 456,2±40,3 дБ, в нижне-наружном квадранте - с 469,7±36,9 дБ до 497,1±21,9 дБ, в нижне-внутреннем квадранте - с 480,6±39,3 дБ до 501,4±22,2 дБ. Суммарная светочувствительность во всех четырех квадрантах после лечения повысилась у 101 пациента (84%) в среднем на 117 дБ. Средние показатели суммарной светочувствительности после лазеротерапии (1896,5±115,4 дБ) достоверно превышали показатели перед началом лечения (1801,5±178,1 дБ). Фовеолярная чувствительность возрасла после лечения на 1-3 дБ у 55 больных (46%), не изменилась - у 42 (35%0, уменьшилась на 1-2 дБ - у 23 пациентов (19%).

Исследования пространственной контрастной чувствительности выявили улучшение показателей ПКЧ у 76% больных после применения лазеротерапии импульсным НИЛИ ближнего инфракрасного диапазона с рекомендованными параметрами. При обследовании пациентов после окончания курса лазеротерапии отмечалось достоверное повышение ПКЧ на ахроматические стимулы во всем диапазоне частот. На низких и средних частотах (от 0,5 до 5 цикл/град) наблюдалось повышение ПКЧ до верхней границы нормы, с превышением средней нормы на 3-6 дБ. Увеличение ПКЧ на синий и зеленый паттерны до нижней границы нормы отмечалось на средних и высоких частотах (от 2,8 до 16 цикл/град) однако чувствительность на этих частотах продолжала оставаться на 4-11 дб ниже средней нормы. На красный стимул достоверного изменения ПКЧ не отмечалось. В группе сравнения также отмечалось повышение контрастной чувствительности на ахроматические и хроматические стимулы, однако увеличение показателей ПКЧ на высоких частотах (5,0-16 цикл/град) на синий и зеленый стимулы было достоверно (р<0,05) меньше, чем в основной группе, что говорит о большей эффективности импульсной ИК лазеротерапии.

По данным ультразвуковой допплерографии было зафиксировано достоверное улучшение показателей кровотока в глазничной артерии (таблица 7). По данным литературы (Козлов В.И., 2004) НИЛИ не оказывает непосредственного влияния на кровоток в артериях мышечного типа, поэтому мы считаем причиной этого эффекта усиление хориоретинального кровотока и, как следствие, увеличение кровоснабжения глазного яблока. Следует отметить хорошую переносимость лазеротерапии всеми пациентами и отсутствие побочных эффектов. Ухудшения состояния не было зафиксировано ни в одном случае.

Таблица 7

Показатели кровотока в глазничной артерии до и после лазеротерапии

Параметры кровотока	До надбровного гемодинамического теста	После надбровного гемодинамического теста
	до лечения	после лечения	р	до лечения	после лечения

Страница:

•  1 
•  2 

автореферат "Экспериментально-клинические основы применения импульсного инфракрасного низкоинтенсивного лазерного излучения в офтальмологии" скачать

Подобные документы

• Механизмы действия высокоинтенсивного лазерного излучения на биологические ткани

  Понятие лазерного излучения. Механизм действия лазера на ткани. Его применение в хирургии для рассечения тканей, остановки кровотечения, удаления патологий и сваривания биотканей; стоматологии, дерматологии, косметологии, лечении заболеваний сетчатки.
  
  презентация [233,0 K], добавлен 04.10.2015
  

• Исследование воздействия лазерного излучения на сосуды и рецепторы глазного дна

  Изменение кровенаполнения сосудистой оболочки, функционального состояния сетчатки и цветовой чувствительности при действии лазерного излучения различных длин волн и режимов. Схема лазерного воздействия на глаза. Обработка результатов аномалоскопии.
  
  курсовая работа [740,9 K], добавлен 31.10.2013
  

• Физические основы работы лазера. Механизм возбуждения

  Процесс лазерного излучения. Исследования в области лазеров в диапазоне рентгеновских волн. Медицинское применение CO2–лазеров и лазеров на ионах аргона и криптона. Генерация лазерного излучения. Коэффициент полезного действия лазеров различных типов.
  
  реферат [7,1 M], добавлен 17.01.2009
  

• Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на нейтрофилы и факторы мукозального иммунитета

  Оценка восстановления функциональной активности нейтрофилов и иммунореактивности организма при системном и локальном воздействии низкоинтенсивного лазера с постоянной и переменной генерацией импульса при воспалительных заболеваниях урогенитального тракта.
  
  автореферат [138,2 K], добавлен 05.09.2010
  

• Области применения лазеротерапии

  Применение лазерного излучения при лечении стоматологических, гинекологических заболеваний. Эффективность лазерной терапии при лечении патологий суставов конечностей и позвоночного столба у кошек и собак. Индивидуальная непереносимость метода лечения.
  
  презентация [1,3 M], добавлен 17.04.2016
  

• Механизмы действия высокоинтенсивного лазерного излучения на биологические ткани

  Общее понятие о квантовой электронике. История развития и принцип устройства лазера, свойства лазерного излучения. Низкоинтенсивные и высокоинтенсивные лазеры: свойства, действие на биологические ткани. Применение лазерных технологий в медицине.
  
  реферат [37,7 K], добавлен 28.05.2015
  

• Проблемы слепоты и слабовидения. Клиническая анатомия органа зрения

  Понятие офтальмологии, ее предмет и методы. Медицинские показатели слепоты, ее зависимость от уровня страны проживания. Основы охраны зрения населения в мире и в России. Изучение строения глаза; клиническая картина синдрома верхнеглазничной щели.
  
  презентация [20,6 M], добавлен 14.03.2014
  

• Инфракрасное облучение. Бальнеотерапия

  Физиологическое и лечебное действие инфракрасного излучения. Показания и противопоказания к инфракрасному излучению. Основные методики проведения процедуры инфракрасного излучения. Наружное применение газовых ванн. Противопоказания к радоновым ваннам.
  
  контрольная работа [26,1 K], добавлен 15.12.2009
  

• Лазеры и их применение в медицине

  Основные направления и цели медико-биологического использования лазеров. Меры защиты от лазерного излучения. Проникновение лазерного излучения в биологические ткани, их патогенетические механизмы взаимодействия. Механизм лазерной биостимуляции.
  
  реферат [693,2 K], добавлен 24.01.2011
  

• Применение лекарственных растений в офтальмологии

  Краткие сведения о заболеваниях глаз, их общая характеристика и степень распространенности на современном этапе. Факторы риска развития, этиология и патогенез глаукомы, кератита и конъюнктивита. Растения, используемые в офтальмологии, их эффективность.
  
  контрольная работа [2,5 M], добавлен 02.05.2016
  

Другие документы, подобные "Экспериментально-клинические основы применения импульсного инфракрасного низкоинтенсивного лазерного излучения в офтальмологии"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам