СОВРЕМЕННЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОНКОЛОГИИ: МЕТОДЫ, АППАРАТУРА, КЛИНИКА > Научные обзоры
IT-Reviews    

СОВРЕМЕННЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОНКОЛОГИИ: МЕТОДЫ, АППАРАТУРА, КЛИНИКА

Источник:
Свирин В.Н. Статья в формате PDF 118 KB

Лазерооптические информационные технологии и устройства для их реализации развиваются с конца 80-х годов прошлого века и в настоящее время широко используются для диагностики и терапии различных патологий, в том числе для лечения онкологических заболеваний.

Несмотря на то, что такие технологии как фотодинамическая терапия (ФДТ), лазериндуцированная термотерапия (ЛИТТ), флюоресцентная диагностика и спектрофотометрия уже более 30-ти лет используются для лечения и диагностики онкологических заболеваний, они являются достаточно новыми методами и, как правило, используются в крупных научных центрах и медицинских учреждениях. Это связано, прежде всего, с недостатком информации о современных методах лечения рака, недостаточным пониманием их потенциальных возможностей и разделением областей применения, где лазерооптические методы имеют преимущества по сравнению, например, с лучевой или химио-терапией.

В настоящее время лазерооптические методы являются быстроразвивающимся направлением лечения онкологических заболеваний. Это объясняется прогрессом в развитии собственно лазеров, особенно диодных, совершенствованием электронных и вычислительных компонентов и широким внедрением программно-алгоритмичес-ких методов управления проведением терапевтических и диагностических процедур.

В докладе рассмотрены предложенные и разработанные новые лазерооптические методы проведения диагностических и терапевтических процедур, направленные на лечение онкологических заболеваний и показано, что внедрение многоволнового лазерного излучения для зондирования и воздействия на биоткань, различных методов определения функционального состояния биотканей, реализация оперативной диагностики при проведении терапевтических процедур, систем автоматического регулирования мощности лазерного излучения в зависимости от состояния биоткани пациента, а также программно-алгоритмических методов управления сеансами терапевтических и диагностических процедур существенно повышает эффективность лечения онкологических заболеваний.

Представленные в докладе новые методы и аппаратура, направленные на лечение онкологических заболеваний, предложены и разработаны в течение 2000-2007г.г. в рамках проектов Международного научно-технического центра (проект № 1001), тематики Роснауки (проекты «Лаздиком» и «Лазурон»), программы Департамента науки и промышленной политике, г. Москва (проект ЛГФ»), в которых были выполнены теоретические, проектные и исследовательские работы по разработке новых методов, терапевтических аппаратов и диагностических комплексов, направленных на разработку лазерооптических технологий в части диагностики и терапии онкологических заболеваний, включая повышение эффективности терапевтических и достоверности диагностических процедур.

Общий подход проведенных исследований базируется на принципе, что, apriori, лечение патологических участков биоткани, имеющих злокачественные опухоли, будет более эффективным, если на опухоль одновременно воздействуют несколько физических процессов, вектор действия которых одновременно направлен на достижение большей эффективности лечения, а сочетанное использование одновременно нескольких физических процессов при анализе функционального состояния биоткани приводит к повышению достоверности результатов диагностической процедуры.

Направление работ по повышению эффективности терапевтических процедур базируется на физической модели взаимодействия лазерного излучения (проекты «Лазурон», «ЛГФ»), включающей одновременное воздействие на биоткань токсичных веществ путем реализации фотохимической реакции (метод ФДТ), повышенной температуры путем нагрева биоткани лазерным излучением (метод ЛИТТ) и локальной биостимуляцией в процессе взаимодействия низко-интенсивного лазерного излучения (НИЛИ) биоткани. Направление работ по повышению достоверности диагностических процедур базируется на исследовании функционального состояния интактных или патологических участков биоткани (проекты № 1001, «Лаздиком») путем зондирования биоткани лазерным многоволновым излучением оптического диапазона λ = (0,4 ÷1,1) мкм и обработке вторичного лазерного излучения в реальном масштабе времени приемными информационными каналами, функционирование которых основано на различных физических моделях взаимодействия лазерного излучения с биотканью.

На примере разработанных и внедренных в клиническую практику многофункциональных лазерных терапевтических аппаратов («МЛТА») и многофункциональных лазерных диагностических комплексов («МЛДК»), реализующие предложенные методы, приведены конкретные технические решения и экспериментальный клинический материал, показывающий повышение эффективности лечения рака при их реализации и показаны основные тенденции развития лазерооптических методов в онкологии.

Сущность предложенного метода терапии онкологических заболеваний заключается в сочетанном использовании многоволнового лазерного излучения, обеспечивающее реализацию фотодинамической терапии (ФДТ), лазериндуцированной термотерапии (ЛИТТ) и низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ).

При реализации сочетанного метода ФДТ и ЛИТТ для лечения онкозаболеваний реализуется два механизма воздействия лазерного излучения с биотканью раковых опухолей.

При ФДТ лечение злокачественных новообразований основано на использовании фотохимического повреждения опухолевых клеток в ходе фотохимической реакции. В опухолевую область вводят фотосенсибилизатор, который накапливается в опухоли в бо¢льших концентрациях, чем в нормальных тканях. При локальном облучении опухоли лазерным излучением определенной длины волны, соответствующей пику поглощения фотосенсибилизатора, в опухоли начинается фотохимическая реакция с образованием синглетного кислорода, оказывающего токсичное действие на опухолевые клетки. Опухоль резорбируется и постепенно замещается соединительной тканью. В настоящее время в России наиболее всего распространены два типа фотосенсибилизатора - фотогем (λ = 0,630 мкм) и фотосенс (λ=0,670 мкм), а также быстрыми темпами идут клинические испытания перспективных фотосенсибилизаторов: радахлорин и фотодитазин.

При локальной ЛИТТ высококонцентрированная энергия лазера преобразуется в тепловую энергию, что приводит к разрушению клетки вследствие некроза цитоплазмы клеток, разрушения поверхностной мембраны и нарушения кровоснабжения.

При сочетанной терапии модель воздействия на злокачественную опухоль заключается в действии ФДТ на строму подводимых к опухоли кровеносных сосудов, а затем воздействии ЛИТТ на полностью локализованную область (нет кровотока). Принципиально, для обеспечения термотерапии можно использовать различные источники энергии, например, ионизирующую радиацию, микроволновое, ультразвуковое излучение, электромагнитные волны и т.д. Основное преимущество лазера при реализации термотерапии перед другими источниками энергии связано с монохроматичностью и когерентностью лазерного излучения, что позволяет обеспечить высокую локальную интенсивность энергии излучения, что, в свою очередь, обеспечивает гибель онкологических клеток и в меньшей степени влияет на интактную биоткань.

Применение НИЛИ в онкологии направлено на повышение биостимуляции пролеченных участков биоткани в интраоперационный период проводятся по ряду направлений:

  • определение и конкретизация различных локализаций, где НИЛИ может быть использовано с большей эффективностью;
  • оптимизация режимов НИЛИ;
  • исследование медико-биологических механизмов и первичного фотоакцептора (ПФА) при взаимодействии лазерного излучения с опухолевой биотканью;
  • сочетанное использование НИЛИ с ФДТ и ЛИТТ.

Проведенные исследования показали, что применение НИЛИ позволит:

  • повысить эффективность заживления ран после проведения операций по удалению опухолей, в том числе устранению сроков заживления и уменьшению количества рецидивов;
  • уменьшить вероятность метастазирования после проведения терапевтической процедуры или хирургической процедуры по удалению опухоли;
  • стабилизировать липидный обмен в организме и тем самым способствует замедлению процесса роста опухолей, особенно на ранних стадиях.

Сущность предложенного и разработанного метода повышения достоверности диагностических процедур состоит в зондировании биоткани многоволновым лазерным излучением в оптическом диапазоне λ = (350÷1100) мкм и проведение анализа вторичного лазерного излучения на биоткани различными информационными каналами, функционирование которых основано на различны физических моделях и механизмов взаимодействия лазерного излучения с биотканью, например, флюоресценции, биофотометрии, фотоплетизмографии, флоуметрии и т.п. Информационные каналы, функционирующие на основе биофотометрии, флюоресценции и локальной термотерапии, предназначены для выявления наиболее характерных компонентов биоткани патологических участков, так называемых «оптических маркеров», которые в наибольшей степени концентрируются в пораженных участках биоткани и присуще конкретной патологии, например, порфирин при раке, сахар при диабете и т.д.

Информационные каналы, функционирующие на основе фотоплетизмографии, флуометрии и локальной пульсоксиметрии предназначены для определения наиболее характерных, интегральных параметров крови, например, средняя скорость капиллярного кровотока, показатель объемного кровенаполнения ткани, насыщение крови кислородом и т.д.

Каналы интегральной термометрии и пульсоксиметрии предназначены для контроля общего состояния пациента по уровню насыщения биоткани кислородом и температуре.

В докладе показано, что реализация предложенных методов, аппаратуры и разработанных технологий открывает новые конкурентные преимущества лазерооптических технологий в ряде областей медицины, например, в онкологии в сравнении с лучевой и химио-терапией при лечении онкологических заболеваний.




Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:


ПЯТИСТЕРЖНЕВАЯ ФЕРМА СЛОЖНОГО ТИПА

Статья в формате PDF 300 KB...

25 07 2021 20:29:38

СТРУЙНОЕ ДЕМПФИРОВАНИЕ

Статья в формате PDF 125 KB...

24 07 2021 8:50:37

ВИРТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Статья в формате PDF 265 KB...

22 07 2021 19:33:49

Проблема перевода слов – реалий

Статья в формате PDF 327 KB...

21 07 2021 22:47:32

СТОЛЯРОВ СТАНИСЛАВ ПЕТРОВИЧ

Статья в формате PDF 225 KB...

16 07 2021 5:55:14

К ВОПРОСУ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА НА ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА В ШИНЕ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Исследованы вопросы влияния давления, относительной влажности и температуры атмосферы на давление воздуха в шине 175/70R13 легкового автомобиля В А З на основании данных Г У « В Н И И Г М И- М Ц Д» по постам (станциям) о температуре воздуха, относительной влажности и атмосферном давлении на уровне станции по природно – климатическим поясам России. Вопросы влияния климатических характеристик на давление в автомобильных шинах рассмотрены для летнего периода, который является наиболее нагруженным в году периодом в плане эксплуатации автомобиля. Исследования выполнены методом случайной выборки с использованием данных срочных наблюдений по постам Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Изменения давления в шине в течение рабочей смены значительно влияют на управляемость, надежность и экономическую эффективность эксплуатации автотранспорта. ...

15 07 2021 22:56:34

СЕМЬЯ УЛЬЯНОВЫХ И БЛАГОТВОРИТЕЛЬНОСТЬ

Статья в формате PDF 140 KB...

14 07 2021 18:19:47

МАГНИТНЫЕ ПОДРЕШЕТКИ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ КАТИОННЫМИ ВАКАНСИЯМИ (НА ПРИМЕРЕ ФЕРРИМАГНИТНОГО ПИРРОТИНА)

На основе анализа s-d обменного взаимодействия в структурах типа NiAs с частично вакантными катионными позициями, моделировались различного рода зависимости результирующей намагниченности от температуры нестехиометрических ферримагнетиков. На основе исследований пирротина методами Я Г Р и Р Ф А доказано, что двухподрешеточный ферримагнетик, содержащий в структуре катионные вакансии, должен рассматриваться, при определенном типе распределения вакансий, как ферримагнетик с четырьмя магнитными подрешетками. В данном случае, дополнительные магнитные подрешетки можно рассматривать как подрешетки, индуцированные характером распределения катионных вакансий в структуре. Квантово-механические расчеты в рамках модели молекулярного поля температурных изменений намагниченности отдельно для каждой из подрешеток, а также анализ результирующей термокривой намагниченности, объясняют ряд экспериментально полученных кривых зависимости намагниченности от температуры нестехиометрического пирротина с различной плотностью вакансий в структуре. ...

12 07 2021 1:15:16

НЕЙРОГЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ МЫШЕЧНОГО ТОНУСА

Статья в формате PDF 300 KB...

10 07 2021 0:12:24

ХОЛОДОВАЯ АДАПТАЦИЯ И АДРЕНОРЕЦЕПТОРЫ

Получено, что на 30‒й день холодовой адаптации на низкие дозы норадреналина реактивность системного давления больше контроля, а на большие дозы меньше контроля. Реактивность артерий конечности была на все дозы норадреналина меньше контроля. Нами впервые показано, что прессорное действие норадреналина на периферические артерии уменьшается на все дозы после адаптации к холоду, что способствует большему кровотоку и усилению прогрева тканей. Из данной работы следует, что дозированное действие холодного климата может способствовать уменьшению спазма артерий на норадреналин и поэтому, дозированный холод может помогать в лечении гипертонической болезни. ...

28 06 2021 10:51:56

ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 97 KB...

27 06 2021 20:15:13

КОНФЛИКТ ПОКОЛЕНИЙ В РАССКАЗЕ М. ШОЛОХОВА «РОДИНКА»

Статья в формате PDF 311 KB...

24 06 2021 5:13:17

АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ ГУСЕВ

Статья в формате PDF 426 KB...

21 06 2021 2:32:48

ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДНИКОВ В ЭНЕРГЕТИКЕ

Статья в формате PDF 267 KB...

18 06 2021 18:54:16

ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКЦИИ ЦИТОКИНОВ ПРИ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ

По мере прогрессирования В И Ч-инфекции наблюдается дисбаланс в выработке цитокинов, характеризующийся переключением Тh-1 ответа на Тh-2. Это, в свою очередь, приводит к прогрессированию иммуносупрессии и развитию оппортунистических инфекций. Определено, что IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-10 и TGFβ могут обладать разнонаправленным действием в зависимости от локальных условий. Оценка иммунологических параметров может определять прогноз развития заболевания и коpрегировать интенсивность противовирусной терапии. ...

17 06 2021 16:49:25

СОЦИАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ ЭЛЕКТОРАЛЬНОЙ ГЕОГРАФИИ

Территориальные различия электоральных предпочтений отличаются высокой устойчивостью в современной России. Этот феномен подтверждается методом корреляционного анализа. Выделяются шесть основных социальных факторов, влияющих на различия в электоральной географии: 1) доля городского населения; 2) приближенность к центру; 3) этнический фактор; 4) доля молодежи в составе населения; 5) преобладающие виды деятельности населения; 6) структура социальных связей. Электоральное поведение в России менее индивидуально, чем в западных странах, большее значение имеют объективные социальные факторы. ...

15 06 2021 3:13:30

РОЛЬ РЕГУЛЯТОРНЫХ ПЕПТИДОВ В МЕХАНИЗМАХ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ЭНДОТОКСЕМИИ

Патогенез грамотрицательного септического шока рассматривается с позиций нового класса пептидов - цитокинов, инициирующих и опосредующих токсичность молекулы липополисахарида. В механизмах церебральных расстройств при септицемии цитокины считаются ключевыми медиаторами, т.к. головной мозг, наряду с другими органами, является местом активного их синтеза. Считается, что основа будущих неврологических расстройств при эндотоксемии в эксперименте и клинике формируется вначале на молекулярном уровне и затем проявляется в виде морфологического субстрата на ультраструктурном уровне. При неблагоприятном стечении обстоятельств прогрессирование процесса может привести к развитию клинической картины острой церебральной недостаточности или шокового мозга. ...

10 06 2021 5:13:16

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!