Возможности использования высокоинтенсивного лазерного излучения инфракрасного диапазона в хирургии молочной железы

На 60-е сутки после экспериментальных операций с применением лазерного излучения отмечалось наличие рубца, представленного зрелой соединительной тканью, содержащей ацинусы с выводными протоками, характеризующейся отсутствием воспалительно-клеточной инфильтрации. В тканях молочных желез после воздействия электроножом и скальпелем обнаруживался рубец, представленный зрелой соединительной тканью.

Количество фибробластов соединительной ткани рубцов после выполненных резекций лазером на 60-е сутки снижалось, составляя 51,9±3,1 в 1 мм², электроножом- 161,7±11,7 в 1 мм², скальпелем - 253,2±24,5 в 1 мм² (р<0,05). Объемная плотность фуксинофильных, эластических и ретикулярных волокон к 60-м суткам после экспериментальных резекций молочных желез также изменялась до 20,2±1,4 %, 7,39±0,55% и 14,11±1,2% (опытная группа IIA), 34,9±3,3 %, 6,3±0,75% и 19,1±1,74% (группа сравнения IIB) и 46,2±2,3 %, 5,7±0,62% и 21,7±2,56% (группа сравнения IIC) (р<0,05) (рис. 4).

Значения протяженности зоны рубца в тканях молочных желез кроликов после резекций с использованием лазерного излучения мощностью 20 Вт на сроках 30-и и 60-и суток составляли 453,2±12,7 мкм и 387,6±11,2 мкм представляя достоверно меньшие значения, чем после операций с применением электроножа -1284,6±70,3 мкм и 1253,4±68,8 мкм и скальпеля - 1688,2±53,6 мкм и 1512,3±14,1 мкм (p<0,05).

а б

Рис. 4. Объемная плотность фуксинофильных волокон (а) и ширина рубца (б)тканей после резекций молочных желез животных.

Таким образом, полученные данные морфологического и морфометрического исследований тканей молочных желез животных после резекций лазером, электроножом и скальпелем свидетельствуют о том, что оптимальным для рассечения паренхимы молочных желез является высокоинтенсивное лазерное излучение с длиной волны 805 нм, мощностью 20 Вт в импульсном режиме генерации (0,05/0,05 с), которое оказывает меньшее повреждающее воздействие на ткани, вызывает ускорение процессов заживления с формированием менее выраженных рубцовых изменений в тканях, чем воздействие электроножа и скальпеля.

При подборе режимов лазерного излучения для сварного соединения тканей молочных желез оценивались скорость выполнения операции, степень удержание стенок послеоперационной раны с использованием высокоинтенсивного лазерного излучения, генерируемое диодными лазерами с длиной волны 805 нм и 970 нм, мощностью излучения 0,5 Вт, 0,7 Вт и 1 Вт в импульсно-периодическом режиме генерации излучения с различной длительностью и соотношением импульс/пауза

Рассечение кожи и паренхимы молочных желез кроликов производилось скальпелем через всю толщу паренхиматозных тканей. В дальнейшем выполнялось воздействие лазерного излучения на стенки раны, продвигаясь в направлении от дна до края раны, постепенно сближая и смыкая обработанные лазером ткани до уровня кожи молочной железы. С целью герметизации послеоперационной раны на кожу накладывались узловые швы.

Применение диодного лазера с длиной волны 805 нм, мощностью излучения 0,5 Вт в импульсно-периодическом режиме с длительностью импульс/пауза 0,1/0,1с, 0,05/0,05с и 0,1/0,05с приводило к медленному слипанию стенок раны, что увеличивало продолжительность манипуляции до 200±8,3 с. Видимых изменений тканей лазерной раны молочных желез не наблюдалось. Слипание стенок раны происходило удовлетворительное, но через 10-15 секунд края раны расходились.

В результате использования диодного лазера с длиной волны 805 нм, мощностью излучения 1 Вт с длительностью импульс/пауза 0,1/0,1с, 0,05/0,05с и 0,1/0,05с слипание стенок раны происходило быстро, что статистически значимо сокращало время лазерного воздействия до 67,5±9,6 с (р<0,05) по сравнению со всеми изучаемыми параметрами лазерного воздействия. Однако, при этом наблюдалось изменение цвета тканей молочной железы с появлением участков белого цвета в зонах лазерного воздействия, которое расценивается как коагуляционно-некротические изменения. В то же время, отмечалось достаточно крепкое слипание стенок лазерной раны.

Формирование соединения тканей с применением диодного лазера с длиной волны 805 нм, мощностью излучения 0,7 Вт, с соотношением длительности импульс/пауза 0,1/0,05с сопровождалось быстрым слипанием стенок раны, выполнялось за 100,9±8,7 с. Визуальных признаков повреждения тканей паренхимы молочной железы в области лазерного воздействия не наблюдалось. Удержание стенок лазерной раны расценивалось, как хорошее (табл.4).

Таблица 4 Длительность формирования сварного соединения тканей паренхимы молочных желез кроликов в зависимости от параметров лазерного излучения

Примечание.

* Достоверность различий с показателями группы (р<0,05). Использован U-критерий Манна-Уитни с поправкой Бонферрони.

Изменение длительности и соотношения импульс/паузы в данном режиме генерации статистически значимо увеличивало продолжительность выполнения манипуляции за счет удлинения паузы (0,1/0,1с) или укорочения времени импульса излучения (0,05/0,05с) (р<0,05).

При сравнительной оценке длительности выполнения манипуляции и наличия визуального повреждения тканей в результате применения диодных лазеров с длиной волны 805 нм и 970 нм, мощностью излучения 0,7 Вт в импульсно-периодическом режиме с различным соотношением и длительностью импульс/пауза существенных различий показателей обнаружено не было (р<0,05).

Динамическая термометрия тканей молочной железы в очаге лазерного воздействия выявила нарастание максимальной температуры тканей от 40, 2 ± 0,5 єС при использовании мощности 0,5 Вт до 45, 6± 1,4 єС и 63, 9± 1,2 єС - при мощности 0,7 Вт и 1 Вт, соответственно. Использование лазерного излучения мощностью 0,7 Вт с изучаемыми параметрами соотношения импульса и паузы независимо от длины волны (805 нм или 970 нм) одинаково ведет к умеренному нагреву тканей, прилегающих к торцу световода и составляла 47,7±1,6 єС и 48,1,±2,3 єС (р>0,05) (таб. 5).

Таблица 5 Показатели температуры в крае резекции и окружающих тканях при соединении тканей молочных желез кроликов лазером с длиной волны 805 нм и 970 нм

Примечание. * Достоверность различий при внутригрупповом анализе (р<0,05). Использован U-критерий Манна-Уитни с поправкой Бонферрони.

В то же время, температура тканей вокруг световода при формировании соединения тканей прогрессивно снижается при уменьшении мощности излучения до 0,5 Вт (р<0,05), не достигая температуры плавления коллагена, равной 41,7 єС, и значительно повышается при увеличении мощности до 1 Вт (р<0,05), вызывая коагуляционный некроз тканей, определяемый при макро- и микроскопическом исследованиях.

С целью сравнительного изучения влияния лазерного излучения на ткани молочных желез выполнено 540 операций на молочных железах кроликов, используя излучение диодного лазера длиной волны 805 нм, мощностью 0,5 Вт (опытная группа IIIA, n=180), 0,7 Вт (опытная группа IIIB, n=180) и 1 Вт (опытная группа IIIC, n=180) в импульсно-периодическом режиме генерации с длительностью импульс/пауза 0,1/0,05с

К 1 суткам после операций опытных групп IIIA, IIIB и IIIC в области лазерного воздействия формировалась зона некротических изменений и зона лейкоцитарного вала, четко отграничивающая от неповрежденных тканей молочных желез. В зоне лазерного канала выявлялись кровоизлияния, поля из лизированных и сохраненных эритроцитов. В стенках канала наблюдалось венозное полнокровие, вакуолизированные структуры в виде ограниченных «пузырей»; выводные протоки содержали лизированные эритроциты.

Протяженность зоны некротических изменений в тканях молочных желез через 1 сутки после выполнения операций опытной группы IIIA являлась наименьшей среди других опытных групп и составляла 11,6±1,1 мкм (р<0,05). К 3 суткам наблюдения в тканях области лазерного воздействия после операций всех опытных групп происходило расширение зоны некроза и увеличение выраженности воспалительно-клеточной инфильтрации зоны демаркационного вала с сохранением кровоизлияний и венозного полнокровия (рис.5).

Рис. 5. Ширина зоны некроза тканей после формирования соединения тканей молочных желез кроликов с использованием лазера.

Зона повреждения была четко отграничена узким ободком из макрофагов, фибробластов и волокнистых структур. Обнаруживались участки формирования грануляционной ткани с большим количеством сосудов микроциркуляторного русла, скоплениями фибробластов и коллагеновыми волокнами. Зона некроза области лазерного воздействия к 3-м суткам после операций опытной группы IIIB составляла 75,8±2,2 мкм, представляя меньшие значения (р<0,05) на этом сроке по сравнению с шириной зоны некротических изменений после операций опытной группы IIIC - 88,5±1,5 мкм. Зона воспалительного инфильтрата, четко отграничивающая некротически измененные ткани, к 3-м суткам незначительно нарастала, что выражалось умеренным ростом клеточной плотности в области лазерных воздействий при операциях опытных групп IIIA, IIIB, IIIC. На 3-и сутки после выполнения операций по формированию соединения тканей молочных желез опытной группы IIIB выраженность клеточной инфильтрации зоны демаркационного воспаления была наименее выраженной и составляла 293,2±11,2 в 1 мм². В демаркационной зоне тканей превалировала нейтрофильная инфильтрация, которая также возрастала к 3-м суткам после операций опытных групп IIIA, IIIB и IIIC. Наряду с нейтрофилами, увеличивалась миграция в ткани перифокальной зоны макрофагов, эозинофилов, лимфоцитов, плазмоцитов (табл. 6).

К 7-м суткам происходило резкое уменьшение протяженности зоны некроза, снижалась выраженность воспалительной реакции в перифокальной зоне тканей молочных желез после опытных операций всех групп, отражающаяся в снижении нейтрофильной инфильтрации. Продолжало нарастать содержание лимфоцитов, плазмоцитов и макрофагов, инфильтрация тканей которыми к 7-м суткам после операций опытной группы IIIB снижалась. В тканях в области лазерного воздействия возрастало количественное содержание и функциональная активность фибробластов, обнаруживалась молодая соединительная ткань с вертикально ориентированными фибробластами, коллагеновыми волокнами и новообразованными сосудами. Соединительная ткань прорастала дольки и окружала протоки молочных желез. Объемная плотность фуксинофильных волокон в грануляционной ткани после операций опытной группы IIIB на 7-е сутки наблюдения была наибольшей и составляла 22,8±1,6%.

К 14-м суткам продолжалась трансформация грануляционной ткани в фиброзную, которая полностью замещала зону некроза; в тканях возрастала плотность фуксинофильных, эластических и ретикулярных волокон наряду с выраженным снижением воспалительно-клеточной инфильтрации в зоне лазерного воздействия. Расположение коллагеновых волокон носило разнонаправленный характер. В тканях резко снижалась инфильтрация нейтрофилами, макрофагами, лимфоцитами, плазмоцитами. Среди клеток в соединительной ткани преобладали фибробласты. Соединительная ткань содержала большое количество сосудов капиллярного типа. Ацинусы и протоки долек молочных желез содержали незначительное количество секрета.

Таблица 6 Клеточный состав демаркационного зоны тканей молочных желез кроликов после формирования соединения тканей с использованием лазерного излучения, в 1 мм² (абс.)

Примечание.

n - количество экспериментальных операций с фиксированным сроком наблюдения

* Достоверность различий с показателями группы IIIA (р<0,05). Использован t-критерий Стьюдента.

** Достоверность различий с показателями группы IIIB (р<0,05). Использован t-критерий Стьюдента.

К 30-м суткам в области лазерного воздействия формировалась зрелая соединительная ткань с небольшим количеством фибробластов. Плотность фуксинофильных и ретикулярных волокон снижалась, количественный состав фибробластов в тканях после опытных операций группы IIIB был наименьший, составляя 58,2±5,3 в 1 мм² (табл. 6). Однако, плотность фуксинофильных волокон тканей формирующегося рубца после лазерных воздействий опытной группы IIIA продолжала нарастать к 30-м суткам и составляла на этом сроке 40,7±2,5%. В соединительной ткани рубца после операций опытной группы IIIB полностью исчезала нейтрофильная, макрофагальная и лимфоцитарная инфильтрация, в то время, как после операций опытных групп IIIA и IIIC - еще обнаруживалась.

На 60-е сутки в области лазерного воздействия при операциях всех опытных групп обнаруживалась зрелая рубцовая ткань, окружающая структуры молочных желез. В тканях молочных желез спустя 30 суток после операций с применением лазерного излучения мощностью 0,5 Вт в зоне воздействия формировался послеоперационный рубец шириной 158,6±13,2 мкм; на 60-е сутки его протяженность составляла 148,3±11,2 мкм, после использования лазера мощностью 0,7 Вт - 114,3±12,8 мкм и 110,2±13,6 мкм, после использования лазера мощностью 1 Вт - 187±9,7 мкм и 181,3±10,1 мкм соответственно (р<0,05) (рис. 6).

Рис. 6. Ширина послеоперационного рубца тканей после соединения тканей молочных желез кроликов с использованием лазера.

Таким образом, оптимальными параметрами высокоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 805 нм, применяемого с целью выполнения сварного соединения тканей молочных желез экспериментальных животных, является мощность излучения 0,7 Вт, импульсный режим генерации (0,1/0,05 с), обеспечивающие быстрое слипание и удержание стенок раны. Характер тканевых реакций в зоне воздействия диодным лазером различных мощностей (0,5 Вт, 0,7 Вт, 1 Вт) имеет общие закономерности, однако выраженность оцениваемых морфологических показателей зависит от используемых параметров лазерного излучения. Несмотря на наименьшее повреждающее воздействие на ткани лазерного излучения мощностью 0,5 Вт, его использование вызывало формирование рубца большей протяженностью, чем после применения лазерного излучения мощностью 0,7 Вт, что, вероятно, было связано с недостаточным слипанием (уровень прогрева тканей у торца световода не достигал температуры плавления коллагена), неплотным соединением и расхождением стенок послеоперационной раны.

Полученные результаты экспериментально-морфологического обоснования возможности использования высокоинтенсивного лазерного излучения инфракрасного диапазона для рассечения и формирования сварного соединения паренхимы молочных желез позволили провести предварительную клиническую апробацию разработанных хирургических методик рассечения паренхимы молочной железы с использованием лазерного излучения и лазерной облитерации полости кисты молочной железы у пациенток с фиброзно-кистозной болезнью.

Секторальные резекции молочных желез с использованием лазерного излучения мощностью 20 Вт в импульсно-периодическом режиме произведены у 2 пациенток с фиброаденомами молочных желез. После обработки операционного поля раствором антисептика троекратно производили скальпелем разрез кожи в проекции пальпируемого образования. Далее рассечение и иссечение паренхимы молочной железы, несущих патологическое образование, производилось с применением излучения, генерируемого диодным лазером «Sharplan 6020» с длиной волны 805 нм мощностью 20 Вт в импульсно-периодическом режиме с длительностью импульс/пауза 0,05с/0,05с контактным способом посредством кварцевого световода диаметром 600 мкм со скоростью его перемещения 2-3 мм/с. После удаления сектора молочной железы с опухолью производилась оценка адекватности гемостаза, забор материала с края раны для морфологического исследования, направленного на определение ширины зоны некротических изменений, послойное ушивание раны, с последующей обработкой швов антисептиком и наложением асептической повязки. Снятие кожных швов производили на 8-9 сутки.

Длительность операции составляла 17-20 минут. Для обеспечения адекватного гемостаза требовалось дополнительное лигирование капроном 3/0 2-3 сосудов, диаметр которых превышал 1,0 мм. На остальных тканях использование лазерного излучения позволяло добиться одновременного адекватного рассечения и гемостаза в ране. Морфометрическое исследование тканевых срезов, изготовленных из тканей края раны, взятых перед ушиванием операционной раны, и тканей, полученных при трепанобиопсии рубца через 60 суток, показало, что ширина зоны некротических изменений в тканях операционной раны составила 110 - 124,3 мкм, а ширина послеоперационного рубца 548 - 591 мкм. Развитие осложнений со стороны послеоперационной раны не наблюдалось, что сопоставимо с данными, полученными при эксперименте на животных.

Клиническая апробация разработанной методики лазерной облитерации кисты молочной железы выполнена у двух пациенток с фиброзно-кистозной болезнью. После выявления у пациентки простой кисты молочной железы диаметром более 15 мм по данным клинико-ультрасонографического исследования производилась местная анестезия тканей, расположенных вокруг кисты по А.В. Вишневскому 0,05% раствором новокаина. Затем под ультрасонографическим контролем в режиме реального времени осуществлялась пункция кисты иглой 17G и аспирация ее содержимого до полного соприкосновения стенок кисты. Полученная кистозная жидкость отправлялась на срочное цитологическое исследование для исключения пролиферации и атипии эпителия выстилки кисты. После получения заключения врача-цитолога об отсутствии малигнизации и пролиферации эпителия кисты по игле внутрь кистозной полости вводился кварцевый световод диодного лазера с длиной волны 805 нм до упора в стенку кисты. Далее осуществлялось воздействие лазерного излучения на противостоящие стенки кисты путем постепенного смещения световода наружу из кисты со скоростью 1-2 мм/ с при мощности лазерного излучения 0,7 Вт в импульсно-периодическом режиме с длительностью импульс/пауза 0,1/0,05 с. После прохождения световода вдоль прилежащих стенок кисты на всем их протяжении световод и игла извлекались, а на зону вкола иглы накладывалась асептическая и давящая (на 2 часа) повязки. Динамический ультрасонографический контроль на сроках 14-х, 30-х суток и 6 месяцев показывал, что воздействие лазерного излучения приводило к полному и прочному соединению стенок кист.

Развившиеся в ответ на лазерное воздействие тканевые реакции приводили к формированию рубца, с трудом обнаруживаемого при ультрасонографическом исследовании через 30 суток. Отсутствие рецидивов кист через 6 мес позволяет рассматривать возможность использования данной методики лечения пациенток с фиброзно-кистозной болезнью молочных желез.

ВЫВОДЫ

1. Оптимальными параметрами высокоинтенсивного излучения диодного лазера с длиной волны 805 нм и 970 нм, используемого с целью рассечения паренхимы молочной железы кролика, являются: мощность излучения 20 Вт, импульсно-периодический режим генерации с длительностью импульс/пауза 0,05/0,05с.

2. Высокоинтенсивное излучение диодного лазера с длиной волны 805 нм, применяемое при резекции молочных желез, помимо быстрого рассечения паренхимы с одномоментным адекватным гемостазом, оказывает щадящее воздействие на ткани, вызывает слабо выраженную некротическую и воспалительную реакцию в тканях, стимулирует фибробластическую коллагенопродуцирующую активность с формированием тонкого послеоперационного рубца по сравнению с традиционными хирургическими вмешательствами с использованием электроножа и скальпеля, что позволяет рекомендовать его к использованию в клинической практике.

3. Оптимальными параметрами высокоинтенсивного излучения диодного лазера с длиной волны 805 нм и 970 нм, применяемого для соединения паренхимы молочной железы кролика, являются: мощность излучения 0,7 Вт, импульсно-периодический режим генерации с соотношением импульс/пауза 0,1/0,05с.

4. Разработанный способ лазерной облитерации полости кисты у пациенток с фиброзно-кистозной болезнью молочных желез показал его эффективность при клинической апробации и может быть рекомендован к использованию в лечении кист молочной железы.

Практические рекомендации

1. Для выполнения операций на молочной железе с применением высокоинтенсивного лазерного излучения следует отдавать предпочтение диодным лазерам марки «Sharplan 6020» (Израиль) с длиной волны 805 нм и «Милон - Лахта» с длиной волны 970 нм. Данные лазерные установки являются малогабаритными легкими системами, снабжены гибким моноволоконным кварцевым световодом, что позволяет их легко транспортировать, размещать в операционной и свободно манипулировать лазерным лучом в ходе операций.

2. Для осуществления рассечения паренхимы молочных желез с помощью высокоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 805 нм или 970 нм рекомендуется использование мощности 20 Вт, импульсно-периодического режима генерации с длительностью импульс/пауза 0,05/0,05 с.

3. При формировании соединения паренхимы молочных желез с использованием высокоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 805 нм или 970 нм рекомендуется применение мощности излучения 0,7 Вт, импульсный режим генерации с соотношением импульс/пауза 0,1/0,05 с.

4. Лазерную облитерацию кистозной полости у пациенток с фиброзно-кистозной болезнью молочных желез следует выполнять под ультрасонографическим контролем после полной аспирации содержимого кисты, перемещая световод лазера с длиной волны 805 нм со скоростью 1-2 мм/с вдоль противостоящих стенок кисты по всему ее длиннику, при мощности излучения 0,7 Вт в импульсно-периодическом режиме генерации с соотношением импульс/пауза 0,1/0,05 с.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ануфриева, С.С. Склеротерапия кист молочной железы с использованием высокоинтенсивного лазерного излучения / С.С. Ануфриева, О.А. Курицина, О.С. Комиссарова // Организационные, медицинские и технические аспекты клинической маммологии: сборник материалов III Всероссийской научно - практической конференции с международным участием. - М., 2007. - С.12.

2. Курицина, О.А. Способ ультразвукового контроля эффективности лазерной деструкции кист молочной железы / О.А. Курицина, С.С. Ануфриева, О.С. Дорохова, О.С. Комиссарова, М.В. Щербо // Достижения современной лучевой диагностики в клинической практике: сборник материалов конференции Томского государственного медицинского университета. - Томск, 2008. - С.228-231.

3. Ануфриева, С.С. Высокоинтенсивное лазерное излучение в хирургии молочной железы (экспериментально - морфологическое исследование) / С.С. Ануфриева, О.С. Комиссарова, Ж.А. Голощапова, В.Н. Бордуновский, Е.Л. Куренков, М.В. Щербо // Вестник Южно - уральского государственного университета. Серия: Образование, здравоохранение, физическая культура. - 2009. - Т. 172 (№39). - С. 127-130.

4. Комиссарова, О.С. Секторальная резекция молочной железы с использованием высокоинтенсивного лазерного излучения / О.С. Комиссарова, С.С. Ануфриева // Вестник РГМУ. Спец. выпуск. - № 2. - С. 182-183.

5. Ануфриева, С.С. Малоинвазивные вмешательства на молочной железе с использованием высокоинтенсивного лазерного излучения / С.С. Ануфриева, В.Н. Бордуновский, Ж.А. Голощапова, О.С. Комиссарова, М.В. Щербо // Актуальные вопросы хирургии: сб. работ факультетской хирургической клиники. - Челябинск, 2010. - Вып. 8. - С. 185-187.

6. Ануфриева, С.С. Морфогенез лазерных ран молочной железы в эксперименте / С.С. Ануфриева, О.С. Комиссарова // Актуальные вопросы хирургии: сб. работ факультетской хирургической клиники. - Челябинск, 2010. - Вып. 8. - С. 185-187.

7. Комиссарова, О.С. Экспериментальное изучение использования высокоинтенсивного лазерного излучения в хирургии молочной железы / С.С. Ануфриева, О.С. Комиссарова // Молодой ученый. - 2010. - Т. 1, № 1-2. - С. 129-132.

8. Ануфриева, С.С. Подбор оптимальных параметров высокоинтенсивного лазерного излучения в хирургии молочной железы / С.С. Ануфриева, О.С. Комиссарова // Лазерная медицина. - 2011. - Т. 15, вып. 2. - С. 28.

9. Ануфриева, С.С. Оптимальные режимы высокоинтенсивного лазерного излучения для выполнения резекции молочных желез / Ануфриева С.С., Комиссарова О.С. // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 1 URL: http://www.science-education.ru/101-5546

Размещено на Allbest.ru