ЛАЗЕРЫ В МЕДИЦИНЕ
В качестве введения: "Лазерная медицина" - термин, наделавший много шума.
Наша страна, по сути, является родиной лазеров. Но она одной из первых увидела еще и перспективу их применения в медицине и одной из первых инициировала широкий спектр научных исследований в этом направлении. Благодаря России, лазеры в медицину стали внедряться практически с момента их рождения, породив целое новое направление в медицине с условным названием «Лазерная медицина». Ряд государственных, а затем и малых частных предприятий в 1990-е годы успешно освоил производство терапевтических и хирургических лазерных аппаратов, продавая их тысячами на внутреннем рынке и за рубежом. Хирургическое и терапевтическое применение лазеров практиковалось и рекламировалось в 1990-2015 гг. в нашей стране настолько широко, что многие специалисты всерьез говорили о лидирующем положении в мире России в области лазерной медицины, особенно в области низкоинтенсивной лазерной терапии - НИЛТ. Между тем, низкоинтенсивные лазерные технологии в медицине далеко не все бесспорны, и не ограничиваются только рамками проведения лечебных процедур. Здесь остается еще большое поле для научных исследований. Не менее перспективной областью их применения в медицине, например, может считаться так называемая неинвазивная (неразрушающая, in vivo, in situ) лазерная диагностика.
Основные направления исследований в лаборатории в области применения лазеров в медицине.
Для нас термин "лазерная медицина", в первую очередь, означает именно лазерную медицинскую диагностику. Сохраняя преемственность и накопленный научный задел в области лазерных и других оптических методов диагностики в медицине, в биофотометрии, биомедицинской спектроскопии и т.п. (см. раздел "О лаборатории", подраздел "История"), лаборатория сегодня продолжает исследования в области оптической неинвазивной диагностики. Ранее, в 2002-2008гг., нам удалось вычленить и сформулировать основной предмет исследования в биофотометрии, показать родственность задач биофотометрии обычным задачам клинической лабораторной спектрофотометрии с отличием лишь в прижизненном и неинвазивном характере измерений, а также предсказать появление многофункциональных диагностических систем, реализующих на едином оборудовании различные методы оптической неинвазивной диагностики. Начиная с 2003г., это научное направление получило у нас новое обобщающее название "Неинвазивная медицинская спектрофотометрия" (НМС), и сегодня исследования в рамках этого научного направления проводятся у нас по следующим основным разделам:
Научно-инженерные основы проектирования и создания аппаратного, программного и методического обеспечения для неинвазивной медицинской спектрофотометрии (НМС). В дополнение к выполненным ранее исследованиям и полученным ранее результатам, сегодня развиваются работы в направлении разработки и создания новых методов и приборов НМС, а также в направлении создания научно обоснованной системы метрологического обеспечения НМС, как методов, так и приборов. Исследуются физические и медико-биологические источники случайных и систематических погрешностей в НМС, как инструментальных, так и методических. Разрабатываются имитационные оптические меры для калибровки, настройки и поверки приборов НМС. Оцениваются достигаемые уровни погрешностей для разных методов и приборов в лабораторных условиях и в условиях натурных применений приборов и методик НМС в различных клиниках института и различных областях медицины. На этой основе в 2013г. было показано, например, что в конструкции российских лазерных доплеровских приборов серии "ЛАКК" существуют конструктивные ошибки, приводящие часто к искажению и неверной регистрации ритмов микроциркуляции. Позднее, в 2016-2017гг., нам удалось найти пробелы и в базовой теории лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ) и показать, что возможна регистрация тех же самых параметров микроциркуляции без использования лазеров и эффекта Доплера...
Физико-технические аспекты влияния низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на функциональное состояние системы микроциркуляции крови (СМЦК) при проведении любых лечебно-профилактических процедур на основе низкоинтенсивной лазерной терапии (НИЛТ), фотодинамической терапии (ФДТ) и других лазерных методов. Это направление также входит в круг наших интересов. Особое внимание здесь в 2009-2012гг. уделялось изучению изменений при проведении процедур НИЛТ (острый эксперимент) параметров микроциркуляции крови и тканевого дыхания, как наиболее чувствительных к НИЛИ (по данным литературы) и наиболее надежно регистрируемых методами НМС (оптической тканевой оксиметрией, лазерной доплеровской флоуметрией и т.д.). Эти работы, фактически, непрерывно ведутся в МОНИКИ с начала 1990-х годов, однако до сегодняшнего дня достоверно зафиксировать сколько-нибудь очевидных изменений в системе микроциркуляции крови при "холодных" процедурах НИЛТ нам так и не удалось...
Клинические методики применения и интерпретация результатов лазерной диагностики - наиболее интересный и профильный раздел наших исследований для такого многопрофильного медицинского научного центра как МОНИКИ. В институте представлены практически все разделы медицины, за исключением психиатрии, акушерства и гинекологии, поэтому имеется возможность изучать эффективность и информативность лазерных диагностических методов для решения самых разнообразных прикладных задач практического здравоохранения (дифференциальная диагностика и выявление ранних форм заболеваний, мониторинг процесса лечения, функциональная диагностика и пр.). Среди всех этих задач для НМС сегодня выделяются две наиболее сложные и перспективные с точки зрения фундаментальной науки задачи: интерпретация результатов флюоресцентной диагностики в широком спектральном диапазоне длин волн для количественной оценки накопления эндогенных флюорохромов в тканях (NADH, коллаген, липофусцин и т.п.) и изучение методами НМС системы микроциркуляции крови (СМЦК) в норме и при патологиях, а также изучение реакций СМЦК на различные функциональные нагрузочные тесты и лечебные мероприятия (оперативное вмешательство, процедуры физиотерапии, прием лекарственных препаратов и т.п.). В последнее время, в связи с развитием комплексной неинвазивной диагностической технологии "Вазотест", кроме параметров микрогемодинамики открылась возможность изучения и других параметров центральной и периферической гемодинамики в норме и при патологиях - скорости распространения пульсовой волны в аорте и периферических артериях, тонуса сосудов артериального русла и др.
Разработка новых диагностических приборов для исследований.
Одним из направлений научных исследований в лаборатории является разработка новых диагностических приборов и устройств для НМС по договорам о научно-техническом сотрудничестве с фирмами-производителями медицинского оборудования. В этих договорах лаборатория медико-физических исследований (МОНИКИ) выступает в роли медицинского соисполнителя разработки, который по ГОСТ Р 15.013-94 определяет все основные медико-технические требования (МТТ) к прибору, основные его функциональные возможности, принцип действия, методики обработки и анализа результатов диагностики, методики применения в медицине и т.п. На этом поприще с участием лаборатории были разработаны, созданы и доведены до рынка медицинской техники такие российские диагностические приборы для НМС как: первый российский портативный неинвазивный оптический тканевой оксиметр "Спектротест", многофункциональные неинвазивные лазерные диагностические комплексы (МЛНДК) "ЛАКК-М", "ЛАКК-ОП" и др. Начиная с 2018 г., готовится к производству и регистрации прибор-тонометр для реализации новой комплексной диагностической технологии "Вазотест" для оценки большого набора параметров центральной и периферической гемодинамики.