Лазерная терапия рака: принципы лечения

Лазерная терапия (ЛТ) рака, а именно лазерная абляция, получает широкое признание при лечении солидных опухолей как ценная альтернатива хирургической резекции.

В этой статье рассматривается история возникновения и современное использование лазерных технологий в онкологии, а также перспективы лазерной терапии рака.

Мы обратили внимание на преимущества и недостатки лазера, перспективные решения для повышения эффективности лечения, инструменты планирования гипертермического лечения и термометрические методы, используемые хирургом при определении и выборе оптимальных настроек лазерного оборудования.

Новые технические решения и понимание взаимодействия лазерного луча с живой тканью позволят сделать ЛТ наиболее безопасным и эффективным методом лечения рака.

Общие сведения о лазерной терапии рака
На данный момент различные абляционные методы предлагаются в качестве альтернативы традиционной хирургической резекции опухолей.

К ним относятся:

• Лазерная абляция
• Радиочастотная абляция
• Микроволновая абляция
• Высокоинтенсивный фокусированный ультразвук
• Криохирургические методы лечения рака.

Все эти методы обещают уничтожить опухоль, сохраняя при этом нормальные ткани.

Абляционная терапия может проводиться минимально инвазивным способом, позволяя облегчить болевые ощущения и кровопотерю и сократить время восстановления.

Среди вышеупомянутых методов лазерная абляция стала наиболее привлекательной возможностью доставки высокоэнергетических лучей к мишеням в глубоко залегающих органах и тканях через гибкое и удобное оптическое волокно.

Первое применение лазера в хирургии состоялось вскоре после его изобретения, когда в 1961 году Сэлон и соавторы исследовали его потенциал в качестве клинического инструмента.

В 1980-х годах были проведены первые доклинические и клинические испытания лазеров как абляционных инструментов при раке головного мозга, желудочно-кишечных опухолях (раке печени и поджелудочной железы) и раке предстательной железы.

Методы лазерной терапии рака
В настоящее время, когда мы говорим о лазерной терапии, то подразумеваем нечто большее, чем просто нагревание опухолевых тканей.

Существует два принципиально разных метода:

• Фотодинамическая терапия рака: метод, основанный на активации лазерным лучом предварительно введенных в организм пациента фоточувствительных лекарственных молекул. При этом фармакологическое (цитотоксическое) действие возможно исключительно в том месте, где частицы облучаются лазером.

• Лазерная абляция, или интерстициальная лазерная термотерапия: данный метод предполагает уничтожение опухолевой ткани путем локального перегревания.

В сегодняшней статье мы сосредоточимся именно на лазерной абляции — широко распространенном методе, который применяют для лечения первичных и вторичных опухолей печени, рака толстой кишки, предраковых изменений шейки матки, злокачественных опухолей головы и шеи, рака поджелудочной железы.

Огромный интерес представляет использование лазерной абляции для малоинвазивного лечения труднодоступных опухолей легких, вызывающих обструкцию дыхательных путей.

Преимущества и недостатки лазерной терапии
Главным преимуществом лазерного луча является высочайшая точность, позволяющая выполнять процедуры в местах, недоступных для традиционных хирургических техник.

Другие преимущества лазерной терапии:

• Минимально инвазивное лечение опухолей
• Минимизация боли, кровопотери и других осложнений
• Возможность амбулаторного лечения пациентов
• Быстрое выполнение процедуры
• Быстрое восстановление.

Тем не менее, метод лазерной абляции все еще далек от совершенства из-за технических ограничений оборудования.

Поэтому пациентам стоит учитывать ряд недостатков:

• Процедура может стоит очень дорого
• Экспертный центр лазерной терапии найти непросто
• Лазеры изучены не при всех видах опухолей
• Объем исследований недостаточный.

Компоненты лазера и факторы лазерного воздействия на ткань
Следует понимать, что лазерная терапия не работает в «сферическом вакууме», а ограничена рамками взаимодействия лазерного луча и той среды, которая пропускает луч в ткани.

Лазер состоит из источника питания, среды генерации и отражающих зеркал. Каждый прибор испускает монохроматический свет, длина волны которого определяет свойства лазера и взаимодействие с биологической тканью.

Среда обычно представляет собой гибкое оптическое волокно небольшого диаметра приблизительно 0,2–0,8 мм, которое пропускает лазерный луч в глубокие органы.

Взаимодействие лазера с живой тканью можно описать тремя явлениями: рассеянием, отражением и поглощением. Свет, поглощаемый тканью, преобразуется в тепло.

Длительное воздействие на опухолевые клетки температуры от 45 до 55 °С или короткое воздействие температуры выше 60 °С вызывает необратимое повреждение клеток.

Сложные математические исследования, основанные на анализе скорости Аррениуса, позволяют оценить гибель клеток как функцию температуры и времени воздействия.

На выработку тепла в ткани, то есть на эффект лазерной абляции, влияет:

• Длина волны лазерного излучения
• Настройки лазера (мощность, энергия, время обработки)
• Эмиссионные характеристики оптического аппликатора
• Физические свойства ткани.

Чтобы разрушить опухоль, не повреждая здоровые окружающие ткани или минимизируя нежелательные эффекты, должны быть приняты во внимание все упомянутые факторы.

Ключевым параметром, используемым для описания поглощения лазерного луча тканью, является длина поглощения. Она определяется как глубина живой ткани, необходимая для поглощения приблизительно 63% падающего света.

Длина поглощения зависит от типа лазера (длина волны лазерного излучения). Данный показатель также связан с оптическими характеристиками конкретной опухоли и самой окружающей здоровой ткани.

Лазеры с длиной волны, которая слабо поглощается тканью, обычно используются для поверхностного лечения опухолей кожи и слизистых оболочек. И наоборот, для лечения глубоких опухолей требуется большая глубина оптического проникновения.

Выбор настроек обусловлен эффектами, которые нужно достичь во время процедуры. Лазерная терапия рака может выполняться в непрерывном или в импульсном режиме.

В непрерывном режиме используется невысокая мощность лазера (в диапазоне от 2-3 Вт до 30 Вт) и длительное время лечебного воздействия (от 5 до более чем 20 минут).

В импульсном режиме, при котором энергия лазера выделяется периодически в серии импульсов, а не постоянно, используется более высокая мощность лазера (> 100 Вт).

Следует отметить, что повышение температуры ткани (следовательно, повреждаемого объема) не является линейной функцией по отношению к настройкам лазера. Таким образом, температура ткани и объем повреждения опухоли не возрастает пропорционально увеличению времени лечения и мощности лазерной установки.

Эмиссионные характеристики оптического аппликатора играют первостепенную роль в геометрии поврежденной ткани. Аппликаторы, которые называют «голыми волокнами», использовались во время первых процедур лазерной абляции при раке.

Они представляют собой оптический волновод с излучающим дистальным концом.

Соответствующие конструкции позволяют снизить удельную мощность и температуру на поверхности, тем самым лучше контролировать геометрию поврежденной ткани.

В дальнейшем были внедрены сапфировые волокна, чтобы избежать карбонизации вокруг кончика волокна для более глубокого проникновения внутрь ткани, потому что обугленная ткань ограничивает проникновение света и некроз ткани.

Затем были разработаны и одобрены для клинического применения другие аппликаторы, такие как цилиндрический волоконный наконечник и «зебра-аппликаторы».

Кроме того, предложено несколько решений, основанных на разработке аппликатора с охлаждаемым наконечником или на использовании нескольких оголенных волокон для получения больших и контролируемых объемов повреждения опухоли.

Использование лазера для абляции тканей не лишено проблем в плане безопасности.

ЛТ осуществляется при помощи установок, излучающих свет с мощностью, превышающей 0,5 Вт. Например, в США медицинские лазеры являются лазерами класса IV в соответствии со стандартом ANSI (Американский национальный институт стандартов).

Высокая мощность света, излучаемого лазерами класса IV, опасна для глаз и кожи.

Как следствие, для обеспечения лазерной безопасности в клиниках внедрены строгие административные, инженерные и процедурные меры. Весь персонал, вовлеченный в лечение и обслуживание установок, проходит специальную подготовку.

Все участники процесса должны надевать защитные очки, предназначенные для конкретной длины волны и оптической плотности. Кроме того, доступ к помещению во время процедуры должен контролироваться, а на дверях устанавливают знак опасности лазера.

Аналогичные требования существуют в европейских институтах, которые занимаются исследованиями и / или клиническим применением лазерной абляции.

Лечение лазером в онкологической хирургии
Как сказано выше, воздействие лазерного излучения на живую ткань зависит от режима работы лазера и длины волны излучения. Поэтому для достижения специфических целей исследователи по всему миру предлагают различные типы установок.

Они отличаются в основном длиной волны и, следовательно, длиной поглощения.

Когда требуется глубокое проникновение, используются лазеры, излучающие инфракрасный свет. Диодные лазеры с длинами волн 800–980 нм и лазеры на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом (Nd:YAG Y3Al5O12) с длиной волны 1064 нм имеют длину поглощения приблизительно 10 см, как показано на рисунке ниже.

medbe.ru