Нанотехнологии - УрФО

Перейти на основной сайт
ИА ИНВУР Логотип Инновационного портала УрФО
Вы здесь: Главная // Аналитика

Светом по камню

Добавлено: 2010-09-29, просмотров: 1633






Физики нашли новый способ быстро и безболезненно избавлять больных от страданий

К сожалению, камни и минералы образуются не только в земной коре, но и в человеческом организме - почках, печени, желчном пузыре. В медицине применяется несколько способов избавления от этих нежелательных включений. Наиболее перспективны те из них, что позволяют обходиться без полостных операций. В этих случаях используются особые методики и аппаратура. Ученые Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН (ИОФ РАН) разработали лазерный хирургический комплекс “Лазурит”, который быстро и безболезненно разрушает камни, образовавшиеся в органах человека. И это не единственное его достоинство. Работу по реализации проекта выполнило малое предприятие при ИОФ РАН - ООО “Лазерные технологии в медицине”. С заместителем генерального директора компании, научным сотрудником института и одним из создателей комплекса Давидом ­Кочиевым встретился наш корреспондент.

- Замысел этого проекта родился в начале 1990-х годов, когда мы делали хирургическую установку “Ласка”, - рассказывает Давид Георгиевич. - Пообщавшись тогда с врачами, поняли, какие важные проблемы медицины можно решить с помощью лазерных технологий. Нас заинтересовала область урологии, где нашлось применение квантовым генераторам при работе с мягкими и жесткими тканями. Например, удалось решить задачи, связанные с разрушением камней и рассечением мягких тканей.

- Что нового внес в медицинскую практику “Лазурит”?
 

- Есть разные способы разрушения камней в органах человека. Например, с помощью дистанционных ударно-волновых устройств. В этом случае точно направленные, сфокусированные ультразвуковые волны дробят камень на мелкие кусочки размером в один-два миллиметра, которые затем выводятся из организма естественным путем. Плюс этого метода в том, что можно обойтись без хирургического вмешательства, а минус - выход оставшегося занимает длительное время и к тому же сопровождается сильными болями и воспалениями. Например, образуются так называемые каменные дорожки вдоль мочеточника и т.п. Для разрушения наиболее прочных камней требуется многократное повторение процедуры. А ведь это дорогое лечение: стоимость установки порядка миллиона долларов.

В нашем методе лазерное излучение подводится вплотную к камню с помощью тонких и гибких световодов. Подобрав необходимую длину волны и продолжительность импульса, мы добились того, что луч “Лазурита” разрушает лишь твердые образования, для мягких тканей он безвреден.

- С этого места, пожалуйста, поподробнее. В чем здесь секрет?

- Никакого секрета нет. В урологии применяются разные лазеры. Для разрушения камней - в основном гольмиевые. Когда излучение попадает на поверхность камня, происходят поглощение энергии и локальное повышение температуры до очень высоких значений - более тысячи градусов. При такой термической обработке камень разрушается. Но случается, что излучение задевает мягкие ткани организма, скажем слизистую оболочку, и происходит ожог. В нашем устройстве мы смогли устранить этот побочный эффект, используя явление кавитации. В общих чертах дело обстоит так.

На камень одновременно подается двухволновое лазерное излучение: зеленое и инфракрасное. Зеленый свет хорошо поглощается камнем и в результате создает на его поверхности лазерную искру - небольшое облачко плазмы, которое интенсивно вбирает в себя инфракрасную составляющую импульса и увеличивается в размерах. К этому моменту лазер прекращает светить, и под действием давления окружающей среды облачко начинает уменьшаться. При его “схлопывании” образуется ударная волна, разрушающая камень. Если излучение попадает на мягкие ткани, то их повреждения не происходит. Потому что энергия импульса очень мала и рассчитана на то, чтобы зеленое излучение образовывало искру только на твердой поверхности. В результате инфракрасная составляющая, имеющая большую энергию, не поглощается мягкими тканями и не причиняет им вред, а разрушение камней происходит эффективно и практически безболезненно.

Второй важный момент: реализация описанного механизма возможна только в том случае, если длительность импульса равна нескольким микросекундам. А обычные твердотельные лазеры излучают либо в наносекундном диапазоне и меньше, либо, наоборот, в миллисекундном. Нам пришлось разрабатывать специальную конструкцию лазерного резонатора, чтобы получать требуемое значение длительности импульса.

Комплекс “Лазурит” также оснащен скальпелем-коагулятором на базе мощного хирургического лазера, работающего в импульсно-периодическом режиме и предназначенного для решения таких задач, как рассечение мягких тканей, остановка кровотечения, лечение опухолей и т.п. Чтобы новое устройство имело широкое клиническое применение, мы совместно с хирургами разработали новые медицинские технологии лечения. Надо заметить, что львиная доля сил и средств была потрачена именно на создание и проверку таких методик.

- Давид Георгиевич, для большей наглядности поясните на примере, как работает ваша установка.

- В случае, например, камня в мочеточнике хирург, используя современную эндоскопическую технику, осуществляет к нему доступ через естественные пути в организме. Вмешательство проводится под визуальным контролем, с помощью микроскопической видеокамеры, передающей изображение на экран монитора. В рабочий канал эндоскопического инструмента вводится тонкий и гибкий световод, который врач подводит вплотную к поверхности камня и нажатием педали включает лазер. Воздействие продолжается до тех пор, пока камень не распадется на мелкие фрагменты, которые тут же удаляются. Самое главное, что полное освобождение от твердых образований происходит в течение одной процедуры.

Другой пример. Благодаря развитию методов ранней диагностики в последнее время резко увеличилось количество пациентов с опухолями почек малого размера - до четырех сантиметров. Ткань почки настолько рыхлая, что на нее трудно наносить швы. Кроме того, она буквально заполнена кровью. Поэтому удаление какой-нибудь ее части - сложнейшая хирургическая задача. При операциях по рассечению почки обычно осуществляется пережатие сосудов для остановки кровообращения в органе. Время остановки не должно превышать 30 минут, иначе начинаются необратимые изменения в тканях. Использование лазера позволяет разрезать почку без пережатия почечных сосудов. Операция проводится с использованием лапароскопического доступа, то есть через три маленьких прокола.

Второй способ лазерного лечения - внутритканевая коагуляция опухоли. Ее точное местоположение можно обнаружить с помощью ультразвука или магнитно-резонансного томографа. Теперь нужно сделать прокол с помощью тонкой полой иглы, внутрь которой вводится световолокно. Подаем через него небольшое строго дозированное излучение и прекращаем жизнедеятельность нежелательного образования, коагулируя его ткани. Сделав несколько таких уколов, можно полностью разрушить даже большую опухоль за одну процедуру. По воздействию на организм это сравнимо с обычными внутримышечными инъекциями.

- Когда эти замечательные методы лечения войдут в широкую практику?

- Технология лазерной фрагментации камней успешно прошла клинические испытания и получила разрешение на применение Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития. В некоторых клиниках она уже используется. Например, в урологическом центре ЦКБ №1 ОАО “РЖД”. Его возглавляет профессор Олег Валентинович Теодорович, он же заведует кафедрой эндоскопической урологии в Российской медицинской академии последипломного образования. Под его руководством сотрудники этих коллективов активно участвуют в разработке новых лазерных методов лечения.

Что касается методики лечения опухолей, то завершены доклинические испытания на животных. Успешно проведено клиническое лечение девяти пациентов в случаях, когда единственной альтернативой было удаление почки. Сейчас все больные живы и здоровы, давно находятся дома, и почки у них продолжают работать. Планируется получить разрешение на применение технологии лазерной резекции почки в конце 2011 года.

Хотелось бы отметить еще несколько моментов. Исследования по созданию новых медицинских технологий лечения ведутся в нашем институте под руководством его директора члена-корреспондента РАН Ивана Александровича Щербакова. А разработка этих технологий выполняется по заказу правительства Москвы и при поддержке Московского комитета по науке и технологиям. И еще - работы, связанные с применением лазеров в медицинских целях, требуют междисциплинарного подхода, то есть привлечения специалистов самого разного профиля: инженеров, программистов, физиков, хирургов, морфологов и т.п. Наш успех - это слагаемое знаний и усилий многих знатоков своего дела. Только такое содружество позволяет довести перспективную идею до успешного внедрения в клиническую практику.

Источник: Поиск, Беседу вел Василий ЯНЧИЛИН