Исследование методов лазерной терапии

Введение

Лазеротерапия - лечебное применение оптического излучения, источником которого является лазер. Это класс приборов, в конструкции которых использованы принципы усиления оптического излучения при помощи индуцированного испускания квантов (LASER - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - усиление света с помощью вынужденного излучения).
Использование этих принципов позволило получить лазерное излучение, которое имеет фиксированную длину волны (монохроматичность), одинаковую фазу излучения фотонов (когерентность), малую расходимость пучка (высокую направленность) и фиксированную ориентацию векторов электромагнитного поля в пространстве (поляризацию).
Актуальность данной темы объясняется тем, что лазерная терапия может применяться как самостоятельный метод наряду с медикаментозным, а также в сочетании с различными методами терапии. При не эффективности медикаментозных методов лазерное излучение позволяет снизить медикаментозную нагрузку на организм.
ЛТ присущи черты патогенетически обоснованного метода. При её применении важно учитывать не только общее состояние организма, специфику патологического процесса, его клинические проявления, стадии и формы заболевания, но и сопутствующие заболевания, возрастные, а также профессиональные особенности пациента. Наиболее эффективно применение ЛТ при функционально обратимых фазах болезни.
Допускается применение совместно с различными физиотерапевтическими процедурами. Суммарная эффективность ЛТ до 80%, а в отдельных случаях до 95%.
Абсолютные противопоказания: заболевания крови (пониженная
свёртываемость крови (гемофилия)). [1]
Цель данной работы: Изучить методику лазерного излучения и его воздействия на организм.
1 Физиологическое и лечебное воздействие
При поглощении тканями организма лазерного излучения уже на расстоянии 250-300 мкм его когерентность и поляризация исчезают. В этой области (specie- структура) имеются резкие максимумы интенсивности, особенно при непрерывном режиме излучения. Далее в глубь тканей распространяется поток монохроматического излучения. Он вызывает избирательную актива цию молекулярных комплексов биологических тканей (фотобиоактивация). Поглощая энергию кванта лазерного излучения, электроны нижних орбиталей могут переходить на более высокие энергетические уровни, в результате чего наступает электронное возбуждение биомолекул. В таком состоянии биомолекулярные комплексы приобретают высокую реакционную способность, что позволяет им активно участвовать в разнообразных процессах клеточного метаболизма.
Возвращение электронов на исходные орбитали сопровождается испусканием в части случаев квантов, возбуждающих соседние биомолекулы (феноменпереизлучения).За счет этого в красном и ближнем инфракрасном диапазоне проникающая способность лазерного излучения увеличивается до
40 и 70 мм соответственно. Миграция энергии лазерного возбуждения биомолекул может осуществляться и путем безизлучательного обмена между электронно-возбужденными молекулами (фотодонорами) и молекулами, находящимися в основном состоянии (фотоакцепторами). Перенос энергии в биомолекулярных комплексах осуществляется индуктивно-резонансным и обменно-резонансным путями. Одновременный перенос энергии фотонов и заряда возможен при помощи зонного и экситонного механизмов.
Поглощение энергии фотонов вызывает ослабление или разрыв слабых меж- и внутримолекулярных связей (ион-дипольных, водородных и вандер- ваальсовых). Увеличение энергии квантов может приводить к селективному фотолитическому расщеплению биомолекул и нарастанию содержания их свободных форм, обладающих высокой биологической активностью. Такие
процессы проявляются преимущественно в диапазоне красного излучения,
энергия квантов которого достаточна и для разрыва сильных ионных и ковалентных связей. Избирательное поглощение лазерного излучения биомолекулами обусловлено совпадением длины волны лазерного излучения (А.) и максимумов спектра поглощения (^.так) биомолекул.
В связи с этим максимальное поглощение красного лазерного излучения (Хтах=0,632 мкм) осуществляется преимущественно молекулами ДНК Rmax=0,620 мкм), цитохромоксидазы (А.тах=0,б мкм), цитохрома с (А.тах=0,632 мкм), супероксиддисмутазы (Хтах =0,630мкм) и каталазы (A.Tax=o,628 мкм).
Лазерное излучение ближнего инфракрасного диапазона (Х |=0,8-1,2 мкм) поглощается преимущественно молекулами нуклеиновых кислот (Хтах =0,820 мкм) и кислорода.
Взаимодействие лазерного излучения с биологическими молекулами реализуется чаще всего на клеточных мембранах, что приводит к изменению их физико-химических свойств (поверхностного заряда, диэлектрической проницаемости, вязкости, подвижности макромолекилярных комплексов), а также их основных функций (механической, барьерной и матричной). В результате избирательного поглощения энергии активируются системы мембранной организации биомолекул. К их числу относятся прежде всего белок-синтетический аппарат клеточного ядра, дыхательная цепь, внутренние мембраны митохондрий, антиоксидантная система, комплекс микросомальных гидроксилаз гепатоцитов, а также система вторичных мессенжеров (циклических нуклеотидов, фосфотидилинозитидов и ионов Са. Активация этих комплексов стимулирует синтез белков и нуклеиновых кислот, гликолиз, липолиз и окислительное фосфорилирование клеток. Сочетанная активация пластических процессов и накопление макроэргов приводит к усилению потребления кислорода и увеличению внутриклеточного окисления органических веществ, т.е. усиливает трофику облучаемых тканей.
6
Происходящая при избирательном поглощении лазерного излучения активация фотобиологических процессов вызывает расширение сосудов микроциркуляторного русла, нормализует локальный кровоток и приводит к дегидратации воспалительного очага. Активированные гуморальные факторы регуляции локального кровотока индуцируют репаративные и регенеративные процессы в тканях и повышают фагоцитарную активность нейтрофилов. В облученных тканях происходят фазовые изменения локального кровотока и увеличение транскапиллярной проницаемости эндотелия сосудов микроциркуляторного русла. Активация гемолимфоперфузии облучаемых тканей, наряду с торможением перекисного окисления липидов, способствует разрешению инфильтративно- экссудативных процессов и может быть эффективно использована при купировании асептического воспаления. Возникающее, наряду с активацией катаболических процессов, восстановление угнетенной патологическим процессом активности симпато-адреналовой системы и глюкокортикоидной функции надпочечников способно существенно ослабить интенсивность бактериального воспаления путем ускорения его пролиферативной стадии

. При лазерном облучении пограничных с очагом воспаления тканей или краев раны происходит стимуляция фибробластов и формирование грануляционной ткани. Образующиеся при поглощении энергии лазерного излучения продукты денатурации белков, аминокислот, пигментов и соединительной ткани действуют как эндогенные индукторы репаративных и трофических процессов в тканях, активируют их метаболизм. Этому же способствует и увеличение протеолитической активности щелочной фосфатазы в ране. Кроме того, лазерное излучение вызывает деструкцию и
разрыв оболочек микроорганизмов на облучаемой поверхности.
Вследствие конформационных изменений белков потенциал-зависимых натриевых ионных каналов нейролеммы кожных афферентов (фотоинактивации) лазерное излучение угнетает тактильную
чувствительность в облучаемой зоне. Уменьшение импульсной активности
нервных окончаний С-афферентов приводит к снижению болевой чувствительности (за счет периферического афферентного блока), а также возбудимости проводящих нервных волокон кожи. При продолжительном воздействии лазерного излучения активируется нейроплазматический ток, что приводит к восстановлению возбудимости нервных проводников. Наряду с местными реакциями облученных поверхностных тканей, модулированная лазерным излучением афферентная импульсация от кожных и мышечных афферентов (по механизму аксон-рефлекса и путем сегментарно-метамерных связей) формирует рефлекторные реакции внутренних органов и окружающих зону воздействия тканей, а также вызывает другие генерализованные реакции целостного организма (активацию желез внутренней секреции, гемопоэза, реферативных процессов в нервной, мышечной и костной тканях). Помимо них, лазерное излучение усиливает деятельность иммунокомпетентных органов и систем и приводит к
активации клеточного и гуморального иммунитета.
Особо следует отметить, что такие реакции организма проявляются при плотности потока энергии лазерного излучения, не превышающей интенсивности некогерентного излучения оптического диапазона (10-100 мВт/см2). Запуск ансамбля многочисленных физико-химических и биохимических реакций организма происходит за счет высокой направленности излучения, обусловливающей его локальное воздействие, а также низкочастотной импульсной модуляции лазерного излучения. Указанные особенности определяют значимое увеличение степени сопряжения процессов поглощения энергии фотонов и активации свободной энергии биологических систем. Таким образом, лазеротерапия базируется в большей степени на триггерный каскад неспецифических регуляторных реакций организма, за счет которых формируется генерализованная реакция больного на лазерное излучение. Генерализация его локальных эффектов происходит за счет активации кооперативных процессов трансформации и
передачи свободной энергии. Они запускают нейрогуморальные и
межклеточные механизмы регуляции физиологических функций и определяют конечный фотобиологический эффект лазерного излучения. При аутотрансфузии лазером облученной крови (АЛОК) происходит активация ферментных систем эритроцитов, что приводит к увеличению кислородной емкости крови. К лазерному излучению наиболее чувствительны ядерный аппарат клеток и внутриклеточные мембранные системы, активация которых стимулирует дифференцировку и функциональную активность облученных элементов крови. Снижение скорости агрегации тромбоцитов и содержания фибриногена сочетается здесь с нарастанием уровня свободного гепарина и фибринолитической активности сыворотки крови. Указанные процессы приводят к существенному снижению
скорости тромбообразования.
Повышения клинической эффективности лазерного воздействия достигают его сочетанием с постоянным магнитным полем (магнитолазерная терапия). При одновременном применении лазерного излучения и постоянного магнитного поля энергия квантов нарушает слабые электролитические связи между ионами и молекулами воды, а магнитное поле способствует этой диссоциации и одновременно препятствует рекомбинации ионов (фотомагнитоэлектрический эффект Кикоина-Носкова). Кроме того, в постоянном магнитном поле молекулярные диполи ориентированы вдоль его силовых линий. А поскольку вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно световому потоку (магнит расположен по периметру облучаемого участка), то основная масса диполей располагается вдоль его. Это существенно увеличивает проникающую способность лазерного излучения (до 70 мм), уменьшает коэффициент отражения на границе раздела тканей и обеспечивает максимальное поглощение лазерного излучения. Указанные особенности существенно
повышают терапевтическую эффективность магнитолазерного воздействия.
Лечебные эффекты: метаболический, противовоспалительный, анальгетический, иммуномодулируюиций, десенсибилизирующий и бактерицидный. [2]
2 Методы лазерной терапии
Эффективность лазерной терапии зависит как от выбора методов воздействия и (или) их сочетания, так и от степени соответствия основным принципам применения этих методов. Даже имея в руках самый совершенный лазерный терапевтический аппарат, достичь наилучших результатов лечения возможно только зная и применяя в оптимальном соотношении все параметры методик лазерной терапии, грамотно выполняя требуемые манипуляции и используя широкий спектр сочетанных и комбинированных вариантов методик.
Основные принципы повышения эффективности ЛТ мы уже рассматривали неоднократно.
Эту важнейшую тему продолжаем развивать в своих работах, в том числе и в данной главе, которую считаем центральной для правильного понимания и максимально критического восприятия всего материала книги. В одном из томов серии «Эффективная лазерная терапия» вопрос повышения эффективности лечения – главная тема.
В этой главе приведены только основные методы, наиболее часто используемые и в большей степени универсальные, а некоторые, достаточно специфичные, применяемые в узкой области клинической медицины, рассмотрены в частных методиках.
Различные методы лазерной терапии прекрасно дополняют друг друга, так как обеспечивают не только включение нескольких механизмов регулирования и поддержания гомеостаза, но и осуществляют это различными путями. Последнее особенно необходимо в том случае, когда имеет место непонимание конкретной «физиологической», если так можно выразиться, локализации возникающих нарушений, невозможно вычленить отдельное регуляторное звено, сбой, в работе которого привёл к развитию патологии. Другими словами, когда этиология и патогенез заболевания неизвестны, но присутствуют все признаки физиологических нарушений,
специалисты, используя различные методы ЛТ и руководствуясь принципами синергизма, могут неспецифическим образом корректировать работу большинства уже известных звеньев саморегуляции