Введение к работе
Актуальность
Лазерное излучение используется в медицине более 40 лет. Распространенность лазеротерапии позволила накопить огромный практический материал по применению низкоинтенсивного лазерного излучения в самых различных областях медицины. В Российской федерации используется более 40 тысяч терапевтических лазерных установок в более чем 10 тысячах медицинских учреждений. Однако в лазерной терапии до сих пор доминирует эмпирический подход к лечению и отсутствует системный подход с участием интегративных составляющих. Не осуществляется прогнозирование и многофакторный контроль результатов лазеротерапии, нет средств и способов для гибкого индивидуального подбора доз и коррекции методов лазеротерапии с целью обеспечения максимальной эффективности лечения. Это привело к тому, что системы лазеротерапии в нетипичных ситуациях не используются.
Наиболее систематизированный подход к лазерной терапии представлен в работах Jan Tuner and Lars Hode, где разработаны комплексные механизмы воздействия лазерного излучения на различные органы человека. В работах G.Giubileo проведены исследования терапевтического действия лазерного излучения на уровне отдельных клеточных образований. В России Илюшин А.А. описал опыт применения лазерного излучения красного света (длина волны 632.8 нм) в сельском хозяйстве (облучение растений и животных с целью повышения иммунитета) и в медицине (лазеротерапия больным широкого профиля). Были получены критерии эффективности лазерного излучения (ускорение роста растений, изменение активности ферментативных систем). При этом остался открытым вопрос о первичных механизмах действия низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на организм человека (в общем случае на биообъект) и, как следствие,, не решен вопрос оптимизации воздействия (подбор доз лазерного излучения]. -национал I.
4 БИБЛИОТЕКА '
Современная система лазеротерапии представлена также работами Самарского НИИ «Неионизирующие излучения в медицине», выполненными под руководством профессора Жукова Б Н. где институте функционируют биологическое, медицинское, инженерно-техническое подразделения, а также патентный и экспериментальный отделы В экспериментальном отделе исследуют фундаментальные вопросы взаимодействия лазерного излучения с биологическим объекшм. выясняют механизмы воздействия, рассхМатривают вопросы применения лазерного излучения в медицине (приоритетные направления - флебология, проктология).
Заметным шагом в практике и технологии лазеротерапии явилась организация лазерного центра с лабораторией биофизики на базе клинической больницы №7 г.Екатеринбурга под руководством профессора Лисиенко В.М. (Уральская школа лазеротерапии) В центре разработаны клинические критерии эффективности действия лазерного излучения при лечении широкого спектра заболеваний; исследованы воздействия на кровь и кожу, по точкам акупунктуры; получен отклик организма на лазерное излучение; разработаны методы оценки эффективности действия лазерного излучения; используют воздействие с заданными параметрами (мощность, монохроматичность, когерентность, поляризация и т.д.).
Существующие системы лазеротерапии построены на детерминированных схемах лечения, основанных на эмпирическом подходе. Такой подход предполагает аккумуляцию экспериментальных фактов и оптимизацию режимов лазеротерапии с целью минимизации риска осложнений. Учитывая распространенность лазеротерапии в различных областях медицины, а также схожий терапевтический эффект при большом разбросе параметров, такой подход оправдан Однако в каждом конкретном случае невозможно предсказать терапевтический эффект, а в ряде случаев наблюдали негативный результат.
Разрешение ситуации возможно при отказе от статистической детерминированности системы и переходу к технологической детерминированности системы, а именно к введению управляющих и
5 корректирующих процессов в систему лазеротерапии При этом управление базируется на прогнозировании, которое невозможно без формирования представлений о механизмах воздействия лазерного излучения на биообъект. Для их получения необходимо создать и проанализировать поведение физической структурно-чувствительной (основанной на метастабильности исследуемой среды) модели биообъекта Введение корректирующих воздействий должно опираться на соответствующие средства диагностики и их методическое обеспечение с учетом комплексности лечения, а также энергетических, психофизических и людских ресурсов. Столь комплексная задача может быть решена только развитием системы лазеротерапии на основе системно-интегративной парадигмы. Это требует интеграции знаний из различных областей в интересах интегративной медицины.
Данная работа выполнялась в рамках программ Всероссийского научного общества кардиологов (последние из них: «Профилактика и лечение артериальной гипертензии 2004 - 2005 гг»; программы ФЛАГ достижения целевых уровней артериального давления при лечении больных артериальной гипертонией), а также входила составной частью в программы клинического центра «Кардиология»: «Развитие кардиологического центра Екатеринбурга на 1999 - 2003 гг и 2004-2006 гг».
Объект исследования - система лазеротерапии, применяемая в практике медицинских учреждений Уральского региона.
Предмет исследования - развитие системы лазеротерапии на базе системно-интегративной парадигмы
Цели и задачи исследования
Цель работы - усовершенствованная система лазеротерапии на базе системно-интегративной парадигмы.
Для достижения поставленной цели поставлены и решены следующие задачи:
-обзор проблематики систем лазеротерапии и их развития с выходом на прототип;
-развитие лечебно-диагностико-технологической и организационно-управленческой подсистем лазеротерапии; -развитие биофизической поддержки лазеротерапии;
-развитие клинических критериев лазеротерапии с разработкой биофизических и физиологических;
- создание подсистемы интегративной поддержки лазеротерапии, включающей
физические модели биообъекта, структурночувсівительньїе к низкоинтен
сивному лазерному излучению.
Результаты исследования 1.3а 15 леї исследований, проведенных на базе клинического центра «Кардиология», получен статистически достоверный фактологический материал по эффективности применения лазеротерапии у больных кардиологического профиля, а именно:
- исследовано 8700 пациентов, из них 6900 - группа с лазеротерапией, а 1800 -
контрольная группа;
- получено достоверное сокращение сроков пребывания в стационаре для
группы больных с первичным инфарктом миокарда, которым проводился курс
лазеротерапии;
- выявлено достоверное сокращение сроков пребывания в стационаре на 4 дня в
группе больных с гипертонической болезнью, получающих лазеротерапию.
2. Развита система лазеротерапии, а именно
усовершенствован диагностико-реабилитационный блок прототипа;
развит организационно-управленческий блок основной лечебной подсистемы прототипа;
усовершенствован блок биофизической поддержки;
в систему лазеротерапии введена новая подсистема интегративной поддержки, содержащая б юки моделирования межпредметной деятельности системно-интегративный и информационно-интеллектуальный,
3. Получены пакеты моделей
структурно-функциональных для системы лазеротерапии по этапам жизненного цикла: создание, функционирование, поддержка функцио-нирования и развитие;
структурных для биообъекта с учетом чувствительности к низкоинтенсивным лазерным воздействиям;
взаимодействия лазерного излучения с физической моделью биообъекта;
- элементарных процессов взаимодействия низкоинтенсивного лазерного
излучения с реальным биообъектом.
4. Разработан новый структурно-модифицирующий метод лазеротерапии,
основанный на создании условий и режимов облучения, направленных на
модификацию биожидкостей путем структурной релаксации метастабильных
структурных состояний, включающий три методики:
- определения индивидуальной чувствительности биообъекта по изменению
структурно-оптических параметров биожидкости и по параметрам
физиологического состояния с выбором режимов облучения;
- регистрации отклика биообъекта на лазеротерапию по изменению
физиологических параметров биообъекта и структурно-оптических параметров
биожидкости;
- коррекции режимов облучения.
5. Разработан пакет критериев эффективности работы системы
лазеротерапии: технологических, клинических, экономических; функциональ
ных и структурно-оптических.
Научная новизна 1. Развита система лазеротерапии, обеспечивающая повышение эффективности за счет введения подсистемы интегративной поддержки и дополнительных блоков биофизических и физиологических критериев эффективности лазеротерапии с развитием блоков клинических критериев, а также развития лечебно-диаі ностико-технологического, организационно-управленческого и лабораторно-диагностического, позволяющих индивидуализировать выбор и управление режимами лазеротерапии.
2. В рамках развития блока биофизической поддержки
получены новые эмпирические данные о структурных параметрах биообъекта при полевом воздействий;
разрабоханы модели знаний по энергетическим процессам и по элементарным процессам взаимодействия НИЛИ с физической моделью биообъекта;
предложен механизм элементарных процессов, происходящих в организме при полевом воздействии, основанный на структурных изменениях биологической жидкости при взаимодействии с лазерным излучением,
предложен новый структуро-модифицирующий метод лазеротерапии, основанный на структурной релаксации метастабильных структурных состояний биообъекта.
-
Усовершенствована орі анизационно-управленческая составляющая лазеротерапии за счет нового алгоритма ее функционирования, включающего блок моделирования межпредметной деятельности, системно-интегративныи и информационно-интеллектуальный блоки
-
Предложена новая диагноешко-технологическая компонента системы лазеротерапии, использующая структурные и функциональные параметры биообъекта, а именно, изменение функционального состояния биообъекта по теории Селье и изменение струкіурпо-оптических параметров биожидкости в поле ПИЛИ m vitro и после сеанса лазеротерапии биообъекта in vivo.
-
Впервые получен пакет структурно-функциональных моделей деятельности научно-исследовательской лаборатории биофизики клинического центра «Кардиология», учитывающий жизненный цикл системы лазеротерапии и систему знаний взаимодействия лазерного излучения с биообъектом
-
Впервые раіработан пакет алгоритмических моделей системной интеграции лазеротерапии, биофизики, медицины и системотехники, позволивший внедрить в работу клинического центра «Кардиология» новый метод лазеротерапии.
7. Развита системно-информационная модель научно-исследовательской лаборатории биофизики клинического центра «Кардиология» на основе новой системы знаний по элементарным процессам взаимодействия НИЛИ с реальным биообъектом.
Практическая значимость работы
В практик}' клинического центра «Кардиология» внедрена организационная структура лазеротерапии и диагностики, а именно научно-исследовательская лаборатория клинической биофизики, сочетающая в себе классическую биофизическую парадигму с новой, основанной на интегра-тивной поддержке Создание и 15-летнее функционирование лаборатории позволило получить:
социальный эффект - повышение качества жизни пациентов с сердечнососудистой патологией (уменьшение сроков реабилитации, повышение процента возвращения к труду);
научно-технический эффект получение новых знаний о механизмах взаимодействия, о технологических критериях и о параметрах управления режимами лазеротерапии с внедрением современных высокотехнологичных эффективных методов лечения больных сердечно-сосудистой патотогией:
экономический эффект - увеличение доли пациентов, возвращенных к труду (экономическая эффективность для бюджета города одного пациента, возвращенного к труду, составляет порядка 50 000 руб.), повышение эффективности лечения, а следовательно экономии в связи с сокращением сроков пребывания больного в стационаре и количества необходимых лекарственных препаратов.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 35 научных конференциях, в том числе на 12 международных, в том числе: 1-ая Троицкая конференция по медицинской физике (2004), IIth, 13* International Laser Physics Workshop (LPHYS'01, LPHYS'04), Light Activated Tissue Regeneration and Therapy I, Hawaii, USA, (2004), I, III Международная
10
научно-техническая конференция «Физика и технические приложения
волновых процессов» (Самара, 2001, г.Волгоград, 2004), 3 Международная
научно-практическая конференция «На передовых рубежах науки и
инженерного творчества» (г.Екатеринбург, 2004), конференция «Лазеры для
медицины, биологии и экологии» (С.-Пб , 2004 г.), Optical Technologies in
Biophysics and Medicine IV (2003), конференция «Лазеры. Измерения.
Информация.» (С.-Пб., 2002), conference on Lasers, Applications and Technologies
(LAT 2002, Moscow, Russia, 2002), conference «Physics of liquid matter, modern
problems» (PLMMP-2002, Kiev), «Physics Meets Biology: from Biomembranes to
Cationic Liposomes» (Helsinki, Finland. 2001), Международный Конгресс "Лазер
и здоровье 1998, 1999", научный семинар «Взаимосвязь структуры и функции в
живых и неживых системах» (Екатеринбург, 2001), конференция по приме
нению лазеров в медицине (Самара, 2001), II-ая областная конференция
«Актуальные вопросы лазерной хирургии и медицины» (Екатеринбург, 2001),
14th International congress laser medicine (ICLM'99, Florence, 1999), conference
«Laser Chemistry, Biophysics and Biomedicine» (ICONO'95), Международная
научно-практическая конференция «Измерительно-информационные
технологии в охране здоровья» (С.-Пб., 1995), The III World Congress of the International Society for Adaptive Medicine (Tokyo, Japan, 1993).
Публикации по теме диссертации
Результаты опубликованы в 106 научных работах, среди которых 2 монографии, 60 статей в центральных и зарубежных изданиях. 5 авторских свидетельств, 2 патента на изобретения.
Личный вклад автора
Все основные научные положения, выводы и рекомендации, составляющие содержание диссертации, а также экспериментальные результаты, пакеты моделей и новый метод лазеротерапии разработаны соискателем лично. Соавторы принимали ччасше на этапе постановки задачи исследования. Из материалов работ, опубликованных в соавторстве, в диссертацию включена только та их часть, которая получена лично соискателем.
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка основных публикаций соискателя.
