ЗАО 'НПО Космического приборостроения'

Аппараты лазерной терапии серии МУСТАНГ, МАТРИКС, МУЛАТ, УЗОР









Яндекс.Метрика

Купить: +7(495)785-8746      Получить консультацию: +7(495)785-8745


Обоснование медико-технических параметров современной аппаратуры для внутривенного лазерного облучения крови (ВЛОК)

Москвин С.В.,
ФГУ «Государственный научный центр лазерной медицины МЗ и СР РФ», г. Москва
 
В отличие от других способов воздействия (наружное и внутриполостное) для ВЛОК нет необходимости задавать значение площади воздействия и частоты повторения импульсов. Необходимо учитывать только три основных параметра (которые, впрочем, связаны друг с другом): длину волны излучения, мощность на конце световода и время воздействия. Необходимо также соблюдать периодичность проведения процедур (ежедневно или через день) и учитывать состояние организма, тканей и клеток [Зубкова С.М., 1990].
Достаточно давно было высказано предположение, что схожесть, многообразие и очевидная неспецифичность механизмов биологического действия ВЛОК при воздействии различными длинами волн лазерного излучения позволяют выбирать наиболее оптимальный способ воздействия и изучать фундаментальные механизмы этого явления [Гамалея Н.Ф., 1989]. Но только совсем недавно появилась аппаратура, позволяющая варьировать длиной волны излучения и мощностью в широких пределах – это аппарат лазерной терапии «Матрикс-ВЛОК».
В достаточно обстоятельной работе В.И.Карандашова с соавт. (2001), несмотря на попытку авторов рассматривать только специфическое действие света, выходят на поверхность и другие проявления, не связанные с явлениями фоторегуляции, особенно это очевидно в экспериментах с кровью. Анализ представленных авторами данных позволяет сделать два основных вывода: конечный неспецифический эффект воздействия света зависит от длины волны падающего света только в смысле различия поглощенной дозы, при этом эффект от действия поляризованного и монохроматичного света (т. е. лазерного) в данном случае выше.
Представляется справедливым мнение С.П. Свиридова с соавт. (1989) и И.М. Байбекова с соавт. (1991), что оптимальное время воздействия лучше всего оценивать по максимуму активности каталазы. Для длины волны 0,63 мкм и мощности излучения 1,5-2 мВт это время находится в диапазоне 10-15 мин, а при 30-40 мин воздействия наступают неблагоприятные ультраструктурные изменения мембран эритроцитов, что связано с нарушением процессов ПОЛ [Свиридова и др., 1989]. Позже аналогичные данные были получены для ИК лазерного излучения [Байбеков И.М. и др., 1996]. Для УФ (0,34 мкм) и синей (0,44 мкм) областях спектра оптимальное время (определяемое по максимуму каталазного индекса эритроцитов) составляет 3-5 мин при значительно меньшей плотности мощности [Байбеков И.М. и др., 1991; Зубкова С.М., 1990]. При воздействии в течение этого времени предотвращается трансформация эритроцитов из дискоидной формы в стоматоцитную [Байбеков И.М. и др., 1991]. Близкие параметры для лазерного излучения в зеленой (0,53 мкм) области спектра [Байбеков И.М. и др., 1996].
Из имеющихся данных многочисленных независимых исследований вполне очевидно обнаруживается связь между изменением дозы воздействия (и эффекта!) с разной степенью поглощения компонентами крови и другими тканями НИЛИ лазерного излучения с различной длиной волны. Это и понятно, чем выше степень поглощения, тем меньшие падающей энергии необходимо для активации высвобождения Ca2+, т. е. инициализации кальцийзависимых процессов. Например, для длины волны лазерного излучения 0,63 мкм оптимальное время стимуляции синтеза ДНК в лимфоцитах составляет 15 мин, а для ультрафиолетовой области (254 нм) наиболее оптимальным является время 5 мин, тогда как при воздействии в течение 15-20 мин начинают развиваться деструктивные процессы [Кузьмичева Л.В., 1995]. Т. е. эффективная доза напрямую связана с длиной волны излучения, следовательно, и степенью поглощения.
На рис. 1 представлены зависимости поглощения венозной и артериальной крови от длины волны НИЛИ [Jacques S.L., 1998; Wray S. et al., 1988]. Из графика мы видим, что по эффективности (а также величине коэффициента поглощения) имеющийся арсенал излучающих головок для АЛТ «Матрикс» можно условно разделить на 2 группы: длина волны НИЛИ выше 0,63 мкм и менее 0,53 мкм. Этим и определяются различия в мощности излучения и времени экспозиции [Гейниц А.В. и др., 2006]. Можно предположить, что было бы максимально эффективно использовать лазерное излучение с длиной волны около 0,41 мкм, где имеется максимум поглощения. Но такие лазерные диоды пока слишком дороги и недоступны широкому кругу потребителей.
Рис. 1. Спектр поглощения крови [Jacques S.L., 1998; Wray S. et al., 1988]. Вверху номерами обозначены излучающие головки для АЛТ «Матрикс-ВЛОК» с соответствующими длинами волн:
Светодиодные
1 – МС-ВЛОК-365 (l=365 нм), 3 – МС-ВЛОК-450 (l=450 нм), 4 – МС-ВЛОК-530 (l=530 нм)
Лазерные
2 – КЛ-ВЛОК-405 (l=405 нм), 4 – КЛ-ВЛОК-532 (l=532 нм), 5 – КЛ-ВЛОК (l=635 нм), 6 – КЛ-ВЛОК-808 (l=808 нм)
 
Кроме того, ВЛОК также существенно влияет на механизмы регулирования и поддержания гомеостаза на уровне центральной и вегетативной нервной систем, восстанавливая патологически смещенное состояние нейродинамического генератора в рамках предложенной ранее модели нейродинамической модели патогенеза заболеваний [Москвин С.В., 2003]. По данным Е.П. Коновалова с соавт. (1989), ВЛОК у больных гнойно-септическими осложнениями в течение первых двух сеансов повышает активность парасимпатического отдела ВНС, а при последующих сеансах происходит активизация уже симпатического отдела ВНС. Это также необходимо учитывать как один из факторов лечения.
Эти и многие другие факторы должны учитываться при назначении процедуры, должна присутствовать возможность варьирования параметрами. Общие рекомендации по использованию ВЛОК были сформулированы нами совсем недавно. Они и определяют те параметры, которые должен обеспечивать современный аппарат для ВЛОК.
Общие рекомендации по параметрам ВЛОК [Гейниц А.В. и др., 2006]:
1.    Для длины волны излучения 0,63 мкм, мощности излучения на конце световода 1,5-2 мВт время воздействия в большинстве случаев составляет 10–20 мин за сеанс для взрослых и 5–7 мин для детей. Это самая распространенная схема ВЛОК, и если в частных методиках нет дополнительных указаний, то следует руководствоваться этими параметрами. Для ИК излучения при том же времени воздействия мощность увеличивается до 3-5 мВт.
2.    Для коротковолнового диапазона спектра излучения (УФ, синий и зеленый диапазоны) и мощности излучения на конце световода 0,5-1,0 мВт время воздействия снижается в 2-3 раза и может составлять от 3 до 10 минут.
3.    Параметры ВЛОК могут существенно варьироваться в соответствии с медицинскими показаниями и конкретной методикой. Необходимо помнить основное правило варьирования – сохранения оптимальной дозы воздействия как условно постоянной величины. При увеличении мощности излучения сокращается время воздействия и наоборот (напоминаем, что доза = мощность ´ время).
4.    ВЛОК проводят ежедневно или через день; на курс от 3 до 10 сеансов.
5.    При лечении заболеваний тонического типа необходимо использовать лазерные аппараты (или головки к АЛТ «Матрикс-ВЛОК») с повышенной мощностью излучения – до 10-12 мВт для длины волны 0,63 мкм. Время воздействия также может быть увеличено.
6.    Рекомендуется применять антиоксиданты как профилактическое средство от последствий возможной передозировки.
Варьирование параметрами НИЛИ (длина волны, мощность и время воздействия) в необходимых пределах обеспечивает пока только АЛТ «Матрикс-ВЛОК». Необходимо также заметить, что если в ультрафиолетовой области раньше проводили практически только экстракорпоральное облучение крови, то теперь появилась возможность использовать внутривенную методику.
Для внутривенного лазерного облучения крови используется узкоспециализированная аппаратура, что обусловлено, во-первых, максимальной универсальностью самого метода, применяемого в самых различных областях медицины с минимальной вариабельностью параметров. Во-вторых, при проведении ВЛОК необходимо выполнять специальные санитарно-гигиенические требования, аналогичные тем, которые предъявляются к процедурным кабинетам.
Долгое время в качестве технического обеспечения ВЛОК успешно применялись гелий-неоновые лазеры (ГНЛ). Однако они дорогие, ненадежные (что связано с естественными механизмами деградации), питаются высоким напряжением (несколько киловольт), имеют большие габариты и массу. В ходе исследований была показана высокая терапевтическая эффективность таких лазеров в кардиологии и других областях медицины [Капустина Г.М. и др., 1996; Марсагишвили Л. и др., 1997].
Однако современные аппараты на основе диодных лазеров – АЛТ «Матрикс-ВЛОК» имеют, по сравнению с аппаратами предыдущего поколения, не только лучшие технические параметры, но и более эффективны благодаря оптимизации длины волны излучения. Известный блочный принцип построения лазерной терапевтической аппаратуры [Москвин С.В., 2003] был впервые в мире реализован Научно-исследовательским центром «Матрикс» также и при разработке аппаратуры для ВЛОК. Исключительной особенностью АЛТ «Матрикс-ВЛОК» является возможность выбора длины волны излучения для оптимизации терапевтического воздействия (табл. 1). Аналогов АЛТ «Матрикс-ВЛОК» на сегодняшний день не существует.
Малые габариты и масса АЛТ «Матрикс-ВЛОК», отсутствие необходимости заземления позволяют применять его в определенных случаях непосредственно в палатах для больных с ограниченной подвижностью, или непосредственно у пациента дома. Возможность использования аппарата в машине «скорой помощи» принципиально также меняет подход к оказанию экстренной помощи больному.
Технические характеристики АЛТ «Матрикс-ВЛОК»:
Число одновременно работающих каналов………………………………………………..1
Длина волны излучения …………определяется типом излучающей головки (см. табл. 1)
Средняя мощность излучения…... определяется типом излучающей головки (см. табл. 1)
Таймер ……………………………………………в автоматическом режиме от 1 до 60 мин
Регулировка мощности излучения ………………………от 0 до максимального значения
Масса ……………………………………………………………………………………..1,4 кг
Габариты ……………………………………………………………………..275´196´105мм
На передней панели АЛТ «Матрикс-ВЛОК» (рис. 2) расположены: разъем для подключения специальных лазерных головок типа КЛ-ВЛОК (рис. 3), выключатель питания, окно фотоприемника, кнопки регулирования мощности излучения, окно индикации мощности излучения, кнопка «Пуск», светодиод индикации работы аппарата, кнопки для выбора времени экспозиции, окно индикации времени работы. При работе аппарата дополнительно обеспечиваются: контроль времени, оставшегося до конца сеанса; световая индикация включения в сеть; звуковая и световая индикация начала и окончания сеанса.
Таблица 1
Лазерные (КЛ) и светодиодные (МС) излучающие головки для АЛТ «Матрикс-ВЛОК» (мощность указана на выходе световода КИВЛ-01 производства Научно-исследовательского центра «Матрикс»)

Тип головки
Цвет
Длина волны, мкм
Мощность, мВт
Тип головки
Цвет
Длина волны, мкм
Мощность, мВт
КЛ-ВЛОК
Красный
0,63
1,5
КЛ-ВЛОК-ИК
ИК
0,808
35
КЛ-ВЛОК-М
Красный
0,63
7
МС-ВЛОК-365
УФ
0,365
1
КЛ-ВЛОК-408
Синий
0,405
1
МС-ВЛОК-450
Синий
0,45
1
КЛ-ВЛОК-532
Зеленый
0,532
1
МС-ВЛОК-530
Зеленый
0,53
1

 
Рис. 2. Аппарат лазерный терапевтический «Матрикс-ВЛОК»: 1 – разъем для подключения специализированных излучающих головок; 2 – выключатель питания; 3 – окно фотоприемника; 4 – кнопки регулирования мощности излучения; 5 – окно индикации мощности излучения; 6 – кнопка «Пуск»; 7 – светодиод индикации работы аппарата; 8 – кнопки для выбора времени экспозиции; 9 – окно индикации времени работы
Рис. 3. Специализированные лазерные и светодиодные излучающие головки для ВЛОК
Рис. 4. Одноразовый световод с иглой для ВЛОК [Патент РФ № 2252048 RU]
 
Многочисленные исследования показывают более высокую эффективность различных длин волн в различных направлениях медицины. Например, А.Б. Глушко (1987) обосновал применение лазеров с несколькими длинами волн (0,335 мкм, 0,441 мкм, 0,534 мкм и 0,633 мкм) для более эффективного лечения гнойных ран. Однако исследования проводились на экспериментальной установке и не нашли тогда широкого распространения из-за отсутствия серийного оборудования, которое уже есть в настоящее время. Используемые тогда газовые лазеры были громоздки, дороги и не надежны. Мы надеемся, что созданные АЛТ «Матрикс-ВЛОК» на основе диодных лазеров в широком спектральном диапазоне позволят расшить применение ВЛОК и повысить эффективность метода.
Как известно, взаимодействие НИЛИ с биотканями носит многофакторный характер. На эти процессы оказывает влияние не только собственно коэффициент поглощения, но и рассеяние, переотражение и др., а для всех биотканей и органов есть свои уникальные особенности [Утц С.Р., 2000; Cheong W.-F., et al., 1990]. Было также показано, что при прохождении кожи теряются важные свойства лазерного излучения – когерентность и поляризованность [Синяков В.С., 1988]. В тоже время известно, если применять световод длиной менее 20 см, то лазерное излучение проходит практически без нарушения своей пространственно-временной организации [Москвин С.В, 2000].
Таким образом, только при проведении именно внутривенного лазерного облучения крови с использованием световодов КИВЛ-01 к АЛТ «Матрикс-ВЛОК» мы воздействуем непосредственно на кровь именно лазерным излучением, причем стабильно, с обеспечением максимально эффективного поглощения оптимальной дозы. Такие параметры принципиально невозможно обеспечить при наружном транскутанном методе, поскольку лазерное излучение не только теряет свои «целебные» свойства, но и рассеивается в близлежащих тканях совершенно непредсказуемо, не позволяя с достаточной степенью точности контролировать дозу воздействия, т. е. обеспечить оптимальный эффект. В том числе и этим обусловлена более высокая эффективность именно ВЛОК.
В настоящее время используется прямой ввод излучения в световод от излучающей головки, что позволяет сохранить поляризацию и когерентность лазерного излучения, следовательно, повысить эффективность лечения. Специальные одноразовые стерильные световоды с иглой КИВЛ-01 для проведения ВЛОК (рис. 3) поставляются отдельно по мере необходимости. Срок гарантированной стерильности световодов – 2 года.
К вопросу о травматичности процедуры ВЛОК. Действительно, трудно себе представить, чтобы световод в игле не повреждал стенки сосуда, находясь в нем достаточно долго. Однако, как показали исследования И.М. Байбекова с соавт. (1991), при внутривенном лазерном облучении крови хотя и возникают естественные повреждения эндотелия, но одновременно происходит и быстрое восстановление эндотелиальной выстилки сосуда, как следствие влияния НИЛИ на репаративную способность. Образования тромбов в зонах повреждения при этом не отмечено. Применение современных одноразовых стерильных световодов с иглой, разработанных С.В. Москвиным (Патент РФ № 2252048 RU) и серийно выпускаемых Научно-исследовательским центром «Матрикс», делает процедуру ВЛОК максимально комфортной и абсолютно безопасной.
Таким образом, АЛТ «Матрикс-ВЛОК» предоставил уникальную возможность исследовать различные параметры воздействия, отойти от стереотипа, что только длина волны 0,63 мкм и мощность 1,5 мВт может использоваться при проведении ВЛОК. «Матрикс-ВЛОК» позволяет работать в самом широком диапазоне длин волн и мощностей, тем самым максимально расширяя возможности метода.
Самым востребованным на сегодняшний день комплектом является:
-     АЛТ «Матрикс-ВЛОК», лазерная излучающая головка КЛ-ВЛОК (длина волны 0,63 мкм, 1,5-2 мВт),
-     лазерная излучающая головка КЛ-ВЛОК-М с увеличенной мощностью (длина волны 0,63 мкм, 15-20 мВт)
-     излучающая головка МС-ВЛОК-365 для УФО крови (длина волны 635-690 нм), мощность 1 мВт).
Такой комплект позволяет реализовать максимально эффективно все методики внутривенного лазерного облучения и УФО крови [Гейниц А.В. и др. «Внутривенное лазерное облучение крови», 2006].