6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Физические_методы_в_медицине_Кожин_А_А_

Развитие опухоли – интерактивный процесс (акты «агрессии» опухоли чередуются с ответными «контрмерами» организма). Исход этой борьбы предопределен громадным потенциалом «агрессивности» опухоли, с одной стороны, и ограниченностью защитных ресурсов организма – с другой. Далеко не всякий возникший в организме клон опухолевых клеток превращается в злокачественную опухоль. Существует система противодействия. На первых этапах функционирует система неспецифической резистентности, способная элиминировать небольшое количество (до 1000) опухолевых клеток. К ней относятся естественные киллеры – гранулярные лимфоциты, составляющие до 2,5 % от всей популяции периферических лимфоцитов, и макрофаги.

Специфический противоопухолевый иммунитет обычно развивается поздно и не достаточно активен.

Важную роль в росте опухоли (который зависит от кровоснабжения) играет ангиогенез. Опухоль способна продуцировать стимулирующие ангиогенез факторы, которые обусловливают врастание сосудов в опухолевый очаг путем миграции в него эндотелиальных клеток из прилегающей соединительной ткани. Активность ангиогенеза определяется балансом белков-регуляторов как позитивных (фактор роста гепатоцитов, фактор некроза опухолей, простагландины), так и негативных (ангиостатин, интерферон).

Среди гормональных соединений, способных эффективно регулировать рост клеток, наиболее распространенными являются стероидные гормоны (андрогены, эстрогены, кортикоиды). Половые стероиды активируют клеточное деление, в то же время глюкокортикоиды ингибируют рост клеток опухоли. Опухолевая прогрессия может приводить к потере клетками гормоносвязывающих рецепторов и в результате –

квозникновению гормональной резистентности опухолей.

Вонкологии широко распространены три метода лечения опухолей: хирургический, лучевой и химиотерапевтический. Хирургический – наиболее эффективен на ранних этапах опухолевого роста. Это связано с тем, что удаление опухоли в пределах здоровой ткани обеспечивает явления

абластики (отсутствие опухолевых клеток в организме). Во многом этому способствует удаление регионарных лим-

171

фатических узлов, так как независимо от стадии процесса нельзя исключить возможность метастазирования лимфатическим путем.

Лекарственная терапия менее эффективна по сравнению с хирургическим методом на ранних этапах опухолевого процесса, но незаменима при распространенном процессе. Она включает гормоны и противоопухолевые препараты. Их действие состоит в нарушении синтеза нуклеиновых кислот, блокаде ферментов. Это способствует задержке митозов опухолевых клеток (цитостатическое влияние) или разрушению их (цитотоксический эффект).

Наряду с гибелью опухолевых клеток повреждаются ткани с интенсивным делением клеточных элементов (костный мозг, слизистая кишечника). В этом проявляется их токсическое действие, что ограничивает их широкое применение.

Лучевая терапия является ведущим методом лечения многих форм злокачественных опухолей. Для лучевой терапии используют электромагнитные излучения (рентгеновское), а также корпоскулярные излучения (нейтроны, электроны). Ее развитие связано с открытием в 1895 г. В. К. Рентгеном Х-лучей, а в 1896 г. – А. Беккерелем – естественной радиоактивности. Новые возможности для лучевой терапии возникли в связи с открытием Ф. Жолио-Кюри в 1934 г. искусственной радиоактивности (при помощи электронных ускорителей). Это дало возможность перейти к лечебному применению ионизирующего излучения.

По виду используемого излучения различают фотонную (квантовую) и корпускулярную лучевую терапию. Квантовую проводят рентгеновским и гамма-излучением; корпускулярную – бета-излучением, электронами, нейтронами. В лучевой терапии применяют различные способы облучения, отличающиеся особенностями расположения источника ионизирующего излучения и облучаемого объекта (дальне- и близкодистационное, поверхностное, внутриполостное). Их еще называют контактными способами.

Клиническое применение лучевой терапии, в зависимости от показаний, осуществляется в виде непосредственного прямого облучения патологического очага или косвенного воздействия на него путем облучения ЦНС, желез внутрен-

172

ней секреции. Под влиянием лучевой терапии подавляются некоторые функции организма, угнетаются рост клеток и тканей, в ряде случаев возникают необратимые изменения.

Вид излучения, значение поглощенной дозы, распределение ее во времени и пространстве, особенности структуры облучаемой ткани существенно влияют на характер ответной биологической реакции. Важное значение имеет также индивидуальная радиочувствительность различных биологических структур.

В клинической практике используют представление о так называемом радиотерапевтическом интервале (разнице в радиочувствительности патологических и нормальных тканей). При большом радиотерапевтическом интервале опухоль обладает высокой радиочувствительностью, и ее разрушение под действием ионизирующего излучения не сопровождается грубыми изменениями окружающей ткани. При малом радиотерапевтическом интервале патологический очаг является радиорезистентным, т. е. для его повреждения требуются большие дозы излучения, вызывающие также поражение здоровых тканей.

Для лучевой терапии применяют методы одномоментного, дробного и непрерывного облучения. Одномоментным методом пользуются редко: он заключается в однократном воздействии в определенной избранной дозе излучения. Наиболее распространен дробный, или фракционный метод, при котором для получения необходимого терапевтического эффекта облучение проводят, как правило, 5 раз в неделю в однократной дозе 250 рад. Для дробного облучения могут также использоваться и более высокие дозы излучения с удлинением интервалов между сеансами. Применяют также расщепленные курсы, при которых в середине курса дробного облучения назначают перерыв на 1–3 недели. Непрерывный метод облучения характеризуется длительным (в течение многих часов или дней) воздействием излучателя на опухоль и окружающие ее ткани (например, при внутритканевом введении источника ионизирующего излучения). Выбор метода лучевой терапии основывается на рациональном сочетании таких факторов, как вид ионизирующего излучения, фактор времени облучения, мощность дозы излучения.

173

В результате облучения возможно обострение дремлющей инфекции. Обострение туберкулеза возникает в тех случаях, когда патологический очаг в стадии инфильтрации, распада и обсеменения располагается в облучаемом объеме. При облучении следует стремиться к тому, чтобы жизненно важные органы, а также глаза, эндокринные железы, насколько возможно находились вне прямого лучевого воздействия. Для их защиты используют специальные защитные средства.

Лучевая терапия новообразований направлена на угнетение репродуктивной способности и разрушение структуры опухоли при минимальных лучевых повреждениях здоровых тканей. В процессе лучевой терапии снижается жизнеспособность и наступает гибель опухолевых клеток, происходит облитерация мелких сосудов. Наряду с этим, происходит развитие соединительной ткани, исчезает воспалительная реакция в самой опухоли и вокруг нее, что в целом приводит к уменьшению размеров или ликвидации опухоли.

Лучевая терапия может быть радикальной и паллиативной. Радикальную терапию обычно назначают при сравнительно небольших, ограниченных опухолях без метастазов или с наличием единичных метастазов в лимфатические узлы. Радикальной лучевой терапии может препятствовать близость опухоли к жизненно важному или критическому органу, прорастание опухоли в крупные сосуды, тяжесть общего состояния больного.

Критический орган – часть тела, облучение которого в соответствующих условиях причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомства. Эти органы разделяются на группы, отличающиеся по радиочувствительности,

ив порядке убывания допустимой для каждой из них дозы:

–1 группа – все тело, гонады и красный костный мозг;

–2 группа – мышцы, щитовидная железа, печень, почки, легкие, хрусталик глаза, селезенка;

–3 группа – костная ткань, кожный покров, кисти, предплечья, стопа.

Принимаются во внимание как непосредственные, так и отдаленные последствия излучения: для гонад – нарушение способности воспроизводить потомство, для хрусталика –

174

возникновение катаракты, для костного мозга – развитие лейкозов.

Во время облучения ограниченной части тела критическим может оказаться тот орган, повреждение которого

внаибольшей степени будет влиять на жизнедеятельность организма.

Внекоторых областях специфической деятельности человека предъявляются особые требования к функционированию той или иной системы или органа. Так, при оценке радиационной опасности космического полета, в условиях которого особенно необходимо нормальное функционирование вестибулярного анализатора космонавта, критическим органом может считаться вестибулярный анализатор.

Для радиоактивных нуклидов, попавших в организм, критическими являются органы, избирательно накапливающие их. Например, для радиоактивных изотопов стронция – кости, для углерода - жировая ткань, для йода – щитовидная железа. В этом случае облучение происходит непрерывно

втечение определенного времени, которое, прежде всего, зависит от эффективности периода выведения радионуклида из организма. Если нуклиды длительно находятся в организме, то проявление клинических симптомов возможно в течение большого промежутка времени, а иногда и всей жизни человека, поскольку суммарная доза излучения постоянно возрастает.

При паллиативной лучевой терапии, наряду с временным подавлением роста опухоли и уменьшением ее объема, стихают боли и воспалительные реакции, нормализуются физиологические отправления.

Важное значение имеет лучевая терапия как составная часть комбинированного лечения в виде пред- и послеоперационного облучения. Наиболее распространено предоперационное облучение, которое проводится в обычном режиме

втечение 3–4 недель, после чего через 2–4 недели осуществляется операция.

Возможность применения лучевой терапии совместно с различными противоопухолевыми средствами широко изучается. При лучевой терапии используют радиосенсибилизирующие вещества, которые способны проникать в гипок-

175

сические участки опухоли, повышая их повреждаемость за счет насыщения кислородом. К аналогичному результату приводит облучение в условиях повышенного давления кислорода. При вдыхании газовых смесей с малым содержанием кислорода понижается радиочувствительность здоровых, окружающих опухоль тканей, и, таким образом, увеличивается радиотерапевтический интервал.

Установлено, что достичь полной оксигенации наиболее гипоксических участков опухолей трудно из-за активного расходования кислорода клетками в процессе его транспортировки. В связи с этим было предложено использовать химические соединения, обладающие, как и кислород, элек- тронно-акцепторными свойствами, но, в отличие от него, не метаболизирующиеся оксигенированными клетками. Поэтому они свободно диффундируют в гипоксические зоны опухоли. На этом основании были изобретены электронноакцепторные сенсибилизаторы. К ним относятся нитрофураны, производные хинонов и нитроимидазолы. Они используются при лучевой терапии опухолей, радиорезистентность которых обусловлена гипоксическими клетками.

Радиосенсибилизирующее действие гипертермии основано на высокой термочувствительности большинства опухолевых клеток, в первую очередь, находящихся на стадии синтеза ДНК, а также при низких значениях рН, что характерно для гипоксических зон опухоли. Таким образом, гипертермия оказывается средством усиления поражающего действия ионизирующего излучения, избирательно направленного на наиболее радиорезистентные клеточные субпопуляции опухолей. Также применяют методы локального нагревания опухолей с помощью генераторов СВЧ.

Помимо указанных способов было выявлено свойство клеток опухоли потреблять большое количество глюкозы,

вобычных условиях ее попадает в них небольшое количество. Это послужило предпосылкой для проведения облучения

вусловиях гипергликемии, искусственно вызываемой введением в организм большого количества глюкозы. В этих условиях происходит резкое и избирательное самоокисление опухоли за счет молочной кислоты, в избытке образующейся в процессе метаболизма глюкозы опухолевыми клетками.

176

В результате значительного снижения внутриклеточного рН опухоль становится более чувствительной к любым повреждающим воздействиям, в том числе и к ионизирующему излучению.

В качестве осложнений лучевой терапии можно рассматривать появление радиотоксинов – низкомолекулярных биологически активных веществ, образующихся в организме при воздействии ионизирующего излучения. Они изменяют проницаемость биологических мембран, останавливают рост тканей, в высоких концентрациях вызывают лейкопению. Выделяют первичные радиотоксины– липидные и хиноны, образующиеся в клетках сразу же при облучении, и вторичные, появляющееся спустя некоторый промежуток времени, к которым можно отнести некоторые микроэлементы (медь, кобальт, цинк, марганец), концентрация которых в крови значительно возрастает. Это обусловливает интоксикацию организма, является пусковым звеном в образовании других радиотоксинов, в частности липидного характера.

Появление радиотоксинов может быть связано также с применением радиофармацевтических препаратов (радионуклиды), используемых для изучения анатомо-топографи- ческого состояния некоторых опухолей (при зобе щитовидной железы).

Лучевую терапию возможно применять в лечении неопухолевых заболеваний. Ее применяют при воспалительных процессах кожи, для лечения ожогов, раневой инфекции, невритах. Лечебный эффект в этих случаях связан с десенсибилизирующим, противовоспалительным, обезболивающим действием ионизирующего излучения. В облученных тканях отмечается активация тканевого обмена и кровообращения. Противопоказаниями к применению лучевой терапии в этих случаях являются анемия, сердечно-сосудистая недостаточность, болезни почек.

Объем облучения тканей должен, как правило, превышать клинически определяемые размеры патологического очага, так как благоприятный результат связан также и с реакцией окружающих тканей. Мишени, расположенные поверхностно и в мягких тканях, облучают низкоэнергетическими излучениями в меньших дозах, чем мишени более

177

глубокой локализации и в плотных тканях, например в костях. В этих случаях используют большие дозы излучения.

При лучевой терапии используют источники с радиоактивными нуклидами и генераторы ионизирующего излучения. Источники с радиоактивными нуклидами применяют для альфа-, бета- и нейтронной терапии в условиях дистанционного, внутриполостного и внутритканевого облучения. Генераторы ионизирующего излучения, к которым относятся рентгеновский аппарат, различные ускорители заряженных частиц используют для дистанционного и контактного облучения.

Источники ионизирующего излучения подразделяются на закрытые и открытые. Закрытые источники имеют нерадиоактивную герметическую оболочку или покрытие, которое исключает возможность перехода радиоактивного нуклида в окружающую среду. Закрытые источники имеют вид цилиндров, игл. Открытые не имеют изолирующего покрытия и могут вступить в непосредственный контакт

сокружающей средой: их применяют в виде растворов, порошков.

Источники ионизирующего излучения хранят в специальных помещениях в защитных контейнерах, отвечающих требованиям радиационной безопасности. Все виды работ

срадиоактивными источниками, наложение их на поверхность или введение в полость тела проводят в специально оборудованных помещениях с использованием средств радиационной защиты.

Рентгеновские аппараты с напряжением генерирования излучения до 100 кВ применяют для поверхностного и внутриполостного облучения, а аппараты с напряжением генерирования излучения до 250 кВ в основном используют для лучевой терапии неопухолевых заболеваний.

Вгамма-терапевтических аппаратах для дистанционного и внутриполостного облучения применяют закрытые источники высокой активности с нуклидами кобальта-60, цезия-137. Эти аппараты периодически перезаряжают новыми источниками номинальной активности. В помещениях, где расположены эти аппараты, локализуют покрытия, обеспечивающие безопасность персонала и окружающих людей.

178

Во второй половине ХХ в. в лечении опухолей, помимо источников ионизирующего излучения, стали активно применяться лазерные установки. Вначале были получены экспериментальные данные о том, что под воздействием лазерного излучения происходит разрушение опухоли, а организм-но- ситель выздоравливает. Степень выраженности изменений, вызываемых излучением лазера, во многом зависит от его параметров: длины волны, мощности в выходном пучке, плотности энергии на объекте, способности проникать в те или иные биологические среды. Лазерное излучение не оказывает ионизирующего воздействия на организм. Это особенно важно для его применения в клинических условиях.

Факторами, приводящими к гибели опухолевых клеток при воздействии луча лазера, являются некроз цитоплазмы злокачественных клеток, разрушение клеточных мембран, изменение ферментативных процессов, нарушение кровообращения в опухоли. Термический фактор при применении высокоэнергетических лазеров является основным, вызывающим деструкцию опухолевой ткани при лазерном облучении. При импульсном воздействии излучения лазера на поверхности опухоли температура повышается от 200 до 300 °С, на глубине 5–6 мм резко падает и составляет лишь 50–55 °С. Вследствие значительного нагревания тканей происходит быстрое закипание и испарение жидких субстанций облучаемых тканей с образованием паров. При этом на ограниченном участке зоны облучения отмечается повышение внутритканевого давления, что вызывает достаточно сильный динамический эффект, обладающий большой разрушительной силой.

Вконце 1960-х гг. в клинике для разрушения опухолей

впервую очередь стали применять рубиновые и неодимовые лазеры Они работали в импульсном режиме. Из-за отсутствия в то время волоконной оптики (световодов) лечению подвергались больные с поверхностно расположенными опухолями. Тем не менее некоторые авторы использовали лазерное излучение для разрушения опухолей прямой кишки, верхних дыхательных путей, рта с помощью эндоскопической аппаратуры.

Вэто же время получили популярность газовый лазер на углекислом газе с длиной волны излучения 10,6 мкм, мощ-

179

ностью излучения до 100 Вт, работающий в непрерывном режиме и гелий-неоновый лазер, генерирующий излучение в красной области спектра с длиной волны 0,63 мкм, мощностью излучения до 30 мВт, с непрерывным режимом работы. В терапевтических целях применяют также гелий-кадмие- вый лазер, работающий в синей области спектра в непрерывном режиме, с длиной волны 440 нм и мощность до 40 мВт.

Большое распространение получила отечественная универсальная лазерная установка ЛГМ-3. Максимальная выходная мощность – 100 мВт. Конструкция позволяет проводить хирургические манипуляции сфокусированным лучом, а также облучение патологического очага с терапевтической целью в течение 100–600 с. Сейчас известны методы воздействия, заключающиеся в облучении опухоли расфокусированным лучом – лазерное облучение. Кроме того, применяют разрушающие опухоли умеренно сфокусированным лучом лазера – лазерная коагуляция и иссекающие опухоли с окружающими тканями сфокусированным лазерным излучением – лазерная хирургия.

Возможно сочетание этих методов между собой, а также с другими подобными: рентгенотерапией, химиотерапией, иммунотерапией и др. Приведенные методы следует рассматривать как отдельные формы лазеротерапии.

Показанием к применению лазерного облучения является наличие опухолевых заболеваний кожи и слизистых – папилломы, пигментные невусы, ангиомы, фибромы.

Радикальному лечению лазерным облучением подвергают больных в основном без метастазов или с единичными метастазами в регионарные лимфатические узлы, которые удаляют хирургическим путем. С помощью лазерного облучения можно разрушать опухоли довольно большого размера – до 200 см3. Метод лечения позволяет осуществлять его амбулаторно.

Облучение опухолей лучами лазера, работающего в непрерывном режиме, сопровождается болевыми ощущениями в виде жжения. В то же время воздействие импульсного лазера из-за малой продолжительности импульса проходит безболезненно. Необходима анестезия при повторных облучениях, когда основная масса опухоли разрушена и в зону

180