Свет - это электромагнитное излучение, носитель которого, фотон, обладает свойствами и волны, и частицы. В зависимости от длины волны принято делить оптический спектр на ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение.
Фототерапия, или терапия светом (photos - "свет"; греч.), существовала всегда. В Древнем Египте, например, был создан специальный храм, посвященный "все исцеляющему лекарю" - свету. А в Древнем Риме дома строились таким образом, чтобы ничто не мешало светолюбивым гражданам ежедневно предаваться "питью солнечных лучей" - так назывался у них обычай принимать солнечные ванны в особых пристройках с плоскими крышами (соляриях). Гиппократ и другие отцы медицины врачевали с помощью солнца болезни кожи, нервной системы, рахит и артрит. Средневековые врачи, например, Авиценна, пытались обуздать красным светом эпидемии оспы.
Современная история светолечения связаны с именем датского физиотерапевта Нильса Финсена (Финзена), родившегося 15 декабря 1860 года.
С детства Финсена преследовали болезни, с 30 лет он был прикован к инвалидному креслу и, несмотря на это, прожил пусть не очень долгую (он умер в возрасте 44 лет в 1904 году), но очень плодотворную жизнь. В 1891 Нильс Финсен заканчивает Копенгагенский университет, получает медицинскую степень занимает там должность прозектора на кафедре хирургии.
Еще в 1886 г. Финзеном в Копенгагене был основан Светолечебный институт (кстати, существующий и в настоящее время), перед которым стояла задача ":изучать влияние света на животный организм по преимуществу с целью практического применения добытых результатов для лечения болезней". С 1887 г. во вновь учрежденном институте начали проводить опыты с целью выяснения действия света, оказываемого на бактерии. Стало понятно, что свет задерживает рост бактерий, а при значительной силе и продолжительности воздействия даже убивает их. Особенно действовал на бактерии концентрированный свет. Если рассеянный солнечный свет убивал бактерии в течение 5 часов, дуговая лампа в 900 свечей - за 8 часов, лампа накаливания - за 11 часов, то концентрированный свет ослаблял бактерии за 1 минуту, а убивал их за 5 - 7 минут. При этом было доказано, что именно свет, а не тепло воздействует на бактерии (опыты велись на бактериях тифа и других). Все опыты проводились на бактериях m. prodigiosus, bac. tiorescens, bac. colicim, бациллах тифа и сибирской язвы.
Исследования показали, что все части спектра задерживают рост бактерий, но наибольшее влияние оказывали фиолетовые и ультрафиолетовые лучи (т. е. с длинами волн от 0,2 мкм и короче). Совершенствование аппаратуры позволило Финзену сократить время умерщвления бактерий до двух секунд.
Многочисленными опытами Н. Финзен доказал сильное действие "химических" лучей, которое они оказывают на нервную систему, особенно низших животных и зародышей. Им была исследована способность "химических" лучей приводить в движение эмбрионы лягушки и саламандры, а также червей и насекомых.
Для получения концентрированного света Н. Финзен использовал устройство с ярким источником света - дуговой лампой, системой линз для фокусировки луча и рубиновым фильтром для фильтрации света. Таким образом, излучаемый спектр находился в пределах 0.64-0.68 нм с предполагаемой мощностью излучения около 5 -10 мВт. Во избежание ожогов тепловым излучением Финзен применял фильтр с аммиачным раствором медного купороса или воду с метиловой синькой. Финзен настаивал на применении именно рубинового фильтра, подчеркивая, что использование фильтра из крашеного стекла существенно снизит терапевтическую эффективность.
Поскольку ткани человеческого тела непрозрачны для фиолетовой части спектра излучения только в силу наличия в сосудах крови, Финзен предложил придавливать облучаемое место до побледнения специальными стеклами - плоскими, выпуклыми или изогнутыми в форме желоба. Во избежание ожогов давящий прибор обильно поливался водой. Были также созданы давящие стекла с полостями, в которых циркулировала вода.
Предложенный Н. Финзеном способ был применен для лечения кожных болезней, и в первую очередь такой болезни, как волчанка (lupus vulgaris), которая до того времени считалась неизлечимой. В своем институте Финзеном было вылечено около 500 больных волчанкой, у которых были поражены части лица, губы, нос, слизистая оболочка и даже конечности. Результаты лечения были настолько удачны, что волчанку начали тогда уже относить к числу излечимых болезней.
Лечение продолжалось от нескольких месяцев до года и даже более: все зависело от стадии болезни. Некоторые больные, страдавшие волчанкой по 15 - 20 лет, исцелялись этим способом, в то время как традиционные способы - прижигание, вырезание и выскабливание - не приводили к улучшению.
Разработанный Н. Финзеном метод оказался совершенно безвредным и полностью пригодным для амбулаторного лечения.
Финзен обнаружил, что "химические" лучи излечивают и другие заболевания, в том числе и не бактерицидные. Им были получены определенные положительные результаты не только при лечении обыкновенной волчанки, но и при лечении волчанки эритоматозной (lupus erythematodes), проказы - кожной (или бугристой) и нервной, а также полного облысения головы (alopia areata).
Число пациентов, подвергнутых лечению в институте Финзена до осени 1889 г., достигало уже 450, среди них было много людей с весьма тяжелыми формами заболеваний. В Светолечебном институте проводилось лечение больных со всей Дании, оказывалась помощь больным из других стран. Среди пациентов была масса таких, которые десятки лет безуспешно лечились другими известными способами.
Результаты, достигнутые лечением концентрированным светом, действительно заслуживали внимания: никакой другой известный в то время метод не давал подобного эффекта. Так, например, лечение волчанки было успешным и в косметическом плане, поскольку оно проходило без потери тканей, сохранялось все, уцелевшее от разрушения, а главное - достигалась остановка дальнейшего распространения процесса, и ни в одном случае лечение не оставалось без результата.
Применение метода Финзена позволяло избавиться от родимых (красных) пятен, представляющих собой расширение кровеносных сосудов, а также от некоторых видов ангиом.
Лечение красным светом оказалось полезным и при экземе - воспалительном заболевании кожи. После проведенных процедур экзематозные пузырьки засыхали, кожа уже не мокла, краснота уменьшалась и постепенно исчезала. Обезображенная, пропитанная сывороточной жидкостью кожа становилась тонкой и гибкой, и через несколько дней наступало полное излечение.
Работы Финзена получили признание ученого мира того времени, и в 1903 году он третьим из числа врачей и физиологов был удостоен Нобелевской премии в области Медицины.
Почти одновременно с Н. Финзеном русский врач А. В. Минин предложил лечение некоторых болезней с применением растираний зажженной электрической лампочкой. Он успешно использовал этот метод при лечении кровоподтеков, а также сочленений, пораженных острым суставным ревматизмом или острым гонорейным (трипперным) воспалением, кривошей, невралгий и некоторых венерических болезней.
Длительное время, исследуя возможности света, Минин писал: "Не могу указать другого болеутоляющего, которое по силе могло бы сравниться с синим светом".
И вправду - офтальмологи считали его "могучим лечебным и облегчающим средством при глазных болезнях", терапевты - во всех случаях, когда жизненные процессы ослаблены (особенно рекомендовался синий свет при физическом или умственном перенапряжении).
Способность синего цвета снижать концентрацию сахара в крови и ацетона в моче позволила использовать его для лечения сахарного диабета; врачевали синим светом и остеомиелит, и трофические язвы.
В начале XX века известный российский невропатолог Бехтерев выпустил книгу "Светотерапия в лечении нервных болезней", в которой были заложены основы нынешнего понимания этого метода.
Таким образом, светолечение методом Н. Финзена в начале XX столетия было осуществлено и в России.
11 февраля 1900 г. при Императорском институте экспериментальной медицины с целью проверки эффективности метода Финзена был открыт Светолечебный кабинет. В этом кабинете работы проводились до 1-го декабря 1901 г., когда произошло его закрытие ввиду того, что изученный к тому времени метод получил уже общее научное признание.
С конца 1899 г. под руководством профессора К. П. Серапина начало действовать Светолечебное отделение при Академической хирургической клинике профессора Н. А. Вильяминова в г. С.-Петербурге (ныне Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова). Светолечебное отделение получило помещение в Михайловской клинической больнице. Отделение просуществовало, по-видимому, до 1917 года. В 1900 году 96 больным было сделано 5503 часовых сеансов облучения; 114 больным 1901 года - 6720 часовых сеансов, в среднем по 58 сеансов на человека. В отделении была проведена большая научная работа, в частности, подтверждено бактерицидное действие сине-фиолетового света. Врачами был выполнен большой объем исследований в конкретных направлениях, о чем был составлен и выпущен в 1902 г. большой отчет.
Так, Б. Е. Гершуни был разработан метод лечения по способу Финзена ulcus rodens (вид язвенных опухолей на лице размером от булавочной головки до ладони). По его наблюдениям под влиянием светолечения происходит воспалительный процесс продуктивного характера, в результате чего развивается соединительная ткань, и язва зарубцовывается по всей глубине, образуя стойкий рубец.
А. К. Шенк установил предел продолжительности одного сеанса облучения концентрированным светом - 1 час. При большей продолжительности (двухчасовой сеанс) начинается воспаление с преобладанием деструктивных явлений, что может привести даже к некрозу тканей.
Вот что писал А. А. Глебовский, исследовавший возможность лечения по способу Финзена родимых пятен (Naevus Vascularis planus, Angioma simplex, Teleangiectosia): ":благоприятный результат светолечения настолько очевиден, что я позволю себе сделать об этом настоящее краткое сообщение: Результаты лечения плоских сосудистых пятен светом по Финзену могут быть получаемы прямо блестящи. Под влиянием света происходит в коже значительный и целесообразный ремонт, могущий, кажется повести к значительному углублению основной колагенной ткани".
В 1904 г. Г. Н. Свечниковым наблюдалось влияние света на быстроту заживления ран на кроликах. Однако дальнейшие исследования Светолечебного отделения были сосредоточены на лечении больных волчанкой, в чем оно достигло выдающихся успехов. Около 40% больных волчанкой вылечивалось полностью, 90% всех больных улучшали свое состояние, остальные должны были поддерживать достигнутое улучшение повторными сеансами.
В 1910 г. исполнилось 10 лет с начала деятельности финзеновского Светолечебного отделения при Академической хирургической клинике профессора Н. А. Вильяминова. В отчете, выпущенном в том же году в С.-Петербурге, был дан подробный анализ результатов проводимого лечения. Основное внимание было уделено волчанке, по этому вопросу в отчете приведены весьма подробные данные.
В первые годы после Великой Отечественной войны метод светолечения был переоткрыт врачом клиники Пермского медицинского института Иваном Павловичем Федоровым, который, как выяснилось, ничего не знал ни о Н. Финзене, ни о его методе.
Пришедший однажды к нему на прием больной Торкунов, ученик электросварщика, рассказал, как он излечился от волчанки, подставляя лицо под лучи сварочной дуги. Особенностью этих лучей Торкунов считал то, что они почему-то не оказывали вредного воздействия на глаза. Были разысканы электроды, которыми пользовался Торкунов. Один из них оказался ферромарганцевой болванкой с высоким содержанием марганца. Дуга, как оказалось, излучала не белый, а синий свет.
Используя полученные сведения, И. П. Федоров построил аппарат, в котором поддерживалась дуга между ферромарганцевым и угольным электродами. Отражатель направлял свет на больного, находившегося на расстоянии 1,5 - 2 метра от дуги. Оказалось, что и в самом деле волчанка успешно излечивалась, но попутно выяснилось, что синими лучами аппарата можно лечить и другие болезни. И. П. Федоров провел большую исследовательскую работу, изучая действия электродуги и подбирая сплавы, и нашел такие комбинации, которые позволяли лечить кожные болезни. Кроме того, метод оказался исключительно эффективным при лечении облитерирующего эндартериита. Это последнее важнейшее открытие является личной заслугой ныне покойного И. П. Федорова.
Под руководством И. П. Федорова было построено и весьма успешно эксплуатировалось в клиниках Москвы, Ленинграда и Харькова несколько аппаратов. В Харькове аппарат И. П. Федорова применил профессор, доктор медицины, почетный член общества хирургов Украины и почетный председатель Харьковского общества хирургов Александр Иванович Мещанинов. Один аппарат, изготовленный в 1959 году был установлен в спецполиклинике Летно-исследовательского института в г. Жуковском Московской области.
С помощью аппаратов Федорова были вылечены сотни людей.
Однако 18 марта 1960 г. было вынесено решение коллегии Минздрава СССР, которое гласило: "Предложение И. П. Федорова - лечение сплавом - научно не обосновано и не имеет практического смысла".
В 1955-1957 г.г. были созданы оптические квантовые генераторы или мазеры - принципиально новые, не имеющих аналогов в природе источники световой энергии, позволяющих получить когерентное, направленное, с высокой спектральной плотностью излучение в световом диапазоне, что определило новое направление в различных областях медицины. В 1960 году был создан первый низкоэнергетический лазер непрерывного действия на основе инертных газов - гелий-неоновый лазер, излучающий в красном диапазоне спектра с длиной волны 0.6328 мкм, и первый импульсный рубиновый лазер, работающий в том же диапазоне с длиной волны 0.6943 мкм.
В дальнейшем появление работ американских радиобиологов в области фотореактивации (А.Кельнер,1949), объясняющих эффект фототерапии, а, главное, изобретение лазеров - идеальных источников чистого света, удобных в эксплуатации, явилось предпосылкой к продолжению работ в области фототерапии в ее новом качестве - лазеротерапии.
С 1964 года впервые в Казахском университете под руководством проф. В.М. Инюшина начаты исследования биологической активности излучения низкоэнергетических лазеров в красном диапазоне. Вскоре появились первые сообщения успешного практического применения излучения гелий-неонового лазера (ИГНЛ) для лечения заболеваний слизистой рта (Корытный Д.Л.,1980), болезней позвоночника и суставов (Мазо Л.А., Броэр Б.А.,1976) и заболеваний нервной системы у детей (Шакирова Т.М, Жуковская В.В.,1969). Установлено, что наибольший биологический эффект оказывает лазерное излучение красной области видимого спектра, а наиболее подходящими источниками света для стимуляции биологических процессов являются гелий-неоновые лазеры (Инюшин В.М.,1972).
Начиная с середины 70-х годов, лазерная терапия значительно расширяет область своего применения. Монохроматический красный свет гелий-неоновых лазеров с успехом используют в лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата воспалительного и дегенеративно-дистрофического характера, переломов костей с замедленной консолидацией (Богданович У.Я.,1980; Чаплинский В.В., Мороз А.А., Гусар П.М.,1978; Берглезов М.А., Вялько В.В., Коростылева И.С.1984; Илларионов В.Е.,1984). Издаются первые методические рекомендации по применению лазеров в травматологии и ортопедии, разработанные сотрудниками Казанского, Киевского и Центрального институтов травматологии и ортопедии, Львовского Государственного мединститута (Богданович У.Я и соавт.,1980, Берглезов М.А. и соавт,1985; Терновой К.С. и соавт.,1982). Лазерная терапия также широко используется для лечения ран и язв (Кошелев В.Н.,1980; Mester E., 1974,1980), дерматологических заболеваний (Ракчеев В.П.,1984), ишемической болезни сердца (Корочкин И.М.,1990), болезней культей конечностей (Капичникова Л.Г. и соавт,1985) и многих других патологических состояний. С целью координации фундаментальных исследований и методических разработок в Москве создан институт лазерной медицины во главе с академиком О.К. Скобелкиным. Ежегодно проводятся международные симпозиумы по лазерной медицине, основными направлениями которой являются лазерная терапия, лазерная хирургия и фотодинамическая терапия. Число ежегодных публикаций по этой проблеме превышает 1000. Аналогичные центры созданы также в США, Израиле, Германии и других странах. В 1994 году образована Международная Ассоциация по Лазерной терапии - The World Association for Laser Therapy (WALT).
На основании клинических и экспериментальных исследований известен ряд ферментов, структурных компонентов клеток и биологических жидкостей, чувствительных к определенному световому спектру (в данном случае к красному): каталаза (Скупченко В.В.,1990; Миненков А.А.,1989), комплекс цитохромов (Чудновский В.М.,1989), ДНК полимераза (Матюшев В.Б., Титов В.Б.,1986), мембранные системы клеток и клеточных органелл (Мхеян В.Б., Гаспарян Г.Г.,1980; Salet C. Et all, 1979; Древаль В.И., 1983), лимфа, внутриклеточная вода (Минц Р.И.,1983).
Облучение МКС стимулирует образование активных форм кислорода (Karu T.I.,1989). Известно, что при фагоцитозе, очищающем поврежденное место от инфекции, образуются активные формы кислорода, выполняющие бактерицидные функции (Владимиров Ю.А., Шерстнеев В.П.,1989). МКС лазера активизирует клетки, выполняющие фагоцитарную функцию: нейтрофилы и их предшественники (Young S. et all,1991), плазмоцитарную реакцию как регионарных к облучаемому участку, так и отдаленных лимфатических узлов (Каримов М.Г., Грубер Н.М., 1979). При этом реакция нормально функционирующих клеток на лазерное излучение не выражена.
У онкологических больных после курса лазеротерапии повышаются IgJ и снижаются за счет увеличения лимфоцитов IgA, что свидетельствует о хорошем иммунностимулирующем эффекте (Михайлов В.А., Скобелкин О.А., Денисов И.Н., 1992). При этом гистологические методы исследования свидетельствуют об усилении дистрофических и некротических процессов в клетках опухоли, а продолжительность жизни больных увеличивается в 3 раза. Вместе с тем, у больных ревматоидным артритом при проведении лазеротерапии отмечается иммуносупрессивный эффект (Von J.Bahn, 1983). Такое влияние МКС на иммунную систему можно определить как иммуномодулирующий эффект.
С практической и теоретической точек зрения представляет интерес взаимодействие МКС лазера и ионизирующей радиации, а именно: способность лазерного света восстанавливать поврежденные радиацией клетки (Булякова Н.В.,1989). Способность световой энергии восстанавливать разрушенный ионизирующей радиацией или коротковолновым ультрафиолетом хромосомный аппарат клеток была известна еще в те годы, когда радиационная генетика делала первые шаги. Открытие было сделано сотрудником специально созданной в США Колд Спринг Харборской национальной лаборатории (после первых испытаний атомной бомбы) А. Кельнером и названо фотореактивацией. В дальнейшем, в конце 50 годов, американский генетик Клод Руперт доказал, что процесс фотореактивации осуществляется специальным фотореактивирующим ферментом, который при возбуждении квантами световой энергии проявляет репаративную активность (за счет расщепления димеров пиримидиновых оснований, разрушающих структуру клетки, на мономеры). Красный свет оказался антагонистическим фактором по отношению к биологическому действию ионизирующей радиации. Причем коротковолновый красный свет (630-650 нм) уменьшает тяжесть лучевого повреждения хромосом в клетках, а длинноволновый утяжеляет.
При проведении лазеротерапии МКС ИГНЛ выявлено снижение АТФазной активности и увеличение концентрации АТФ в эритроцитах крови (Чаплинский В.В., Мороз А.А.,1980), снижение интенсивности перекисного окисления липидов (Зубкова С.М., Попов В.И., 1976) за счет активности ферментов антиперекисной защиты (Гармаш В.Я.,1990), что предупреждает нарушение барьерной функции мембран ишемического характера. Так, у больных ишемической болезнью сердца, получающих лазеротерапию, содержание АТФ в эритроцитах увеличивается на 49%, активность каталазы на 11%, снижается спонтанная агрегация эритроцитов на 67%, происходит активизация фибринолитической активности крови (Семионкин Е.И.,1983). Это, в свою очередь существенно повышает антиоксидантные свойства крови и повышает резистентность организма.
Оптимальные дозы МКС увеличивают концентрацию общих липидов, холестерина, фосфолипидов, триглицеридов и свободных жирных кислот в мембранах эритро-, энтеро- и гепатоцитов и, одновременно, снижают концентрацию холестерина и фосфолипидов в плазме крови. При этом изменяется текучесть мембран клеток и происходит мобилизация энергоресурсов организма (Павлюст Л.П.,1988). При воздействии МКС на периферическую нервную систему, выявлена его способность повышения порог возбудимости, создавать состояние "оперативного покоя" (по А.А.Ухтомскому), которое характеризуется усилением обменных процессов (за счет активизации симпатической регуляции) и аналгетическим эффектом (Атчабаров Б.А., Бойко З..Ф.,1980). При проведении внутрисосудистого облучения крови больным с цереброваскулярными заболеваниями отмечен симпатиколитический эффект, что уменьшает риск ишемических инсультов (Зубкова С.М.,1978).
При лечении МКС ИГНЛ ортопедо-травматологических больных отмечены эффекты нормализации физиологической и репаративной регенерации, аналгезирующий эффект, противовоспалительное действие.
В настоящее время существуют две основные конкурирующие теории. Первая, наиболее популярная, рассматривает лазерное излучение как один из факторов активации неспецифической резистентности организма, который следует объяснять исходя из точки зрения целостности организма. Вторая теория основана на идее влияния "специфического" монохроматического света на некие особые системы фоторегуляции, существующие для опосредованного регуляторного действия солнечного света на организм животных, т.е. предполагают наличие фотоакцепторов (Панасюк Е.Н. и др., 1989). На основании этой теории параметры лазерного излучения во многом определяют ответную реакцию организма.
Теория взаимодействия энергии светового излучения с биотканью - теория биоэнергетической подкачки, предложенная В.М. Инюшиным, не получила широкого распространения, по причине неопределенности толкования биоэнерготерапии.
Специфическое действие лазерного излучения определяется воздействием на определенное звено патогенеза, после чего запускаются генетически обусловленные процессы выздоровления (саногенез). Реализация его осуществляется, прежде всего, на клеточном, тканевом, регионарном уровнях.
Лазерное излучение при определенных его параметрах может выступать и в качестве раздражителя, вызывающего неспецифическую реакцию адаптации (по Л.Х. Гаркави и соавт.,1979). В этом случае его реализация осуществляется опосредованно через центральные механизмы регуляции.
В то время существует большой разброс мнений и неясность вопросов генетической безопасности применяемых режимов лазерного излучения: плотности потока мощности (от 2 до 500 мВт/см2), экспозиции (от 30 секунд до 30 минут), числе сеансов (от 7 до 25); отсутствуют однозначные показания и противопоказания к лазеротерапии у больных пожилого и старческого возрастов, с сопутствующей патологией сердечно-сосудистой и эндокринной систем, находящихся в "группе риска" по поводу онкологических заболеваний.
В последнее время лазеротерапия постоянно пополняется новыми знаниями о механизмах взаимодействия лазерного света, новыми методиками, современной аппаратурой. Перспективность развития этого направления признана во всех областях медицины как отечественными, так и иностранными исследователями (Ohshiro T., Calderhea R.G.,1989; Germany G., Magnetti A. et al.,1986).
Томская школа светолечения начинает свой отсчет также с опытов применения НЭЛ в различных отраслях медицины, и в частности, в онкологии. В НИИ Онкологии ТНЦ СО РАМН разработаны высокоэффективные методы по фотодинамическому лечению онкологических заболеваний. В начале 90 годов ХХ века томскими учеными медиками установлено, что по условиям возникновения когерентных эффектов в биомолекулах, требуется обязательная интенсивность непрерывного света превышающая 1011-1012 Вт/см2, или ультракоротких импульсов, длительность которых должна быть меньше фазовой релаксации среды и составлять 10-11-10-13 с. Именно огромное различие скоростей создание и релаксации когерентности составившее 1012-1013 ограничивает его существенное участие при воздействии на биологический объект.
Полученная информация послужила основанием для изучения возможности использования в терапевтических устройствах светодиодных излучателей видимого и коротковолнового инфракрасного диапазона. Практической реализацией выполненных исследований явилась разработка и внедрение в клиническую практику разрешенных Минздравом РФ аппарата для фототерапии "Дюна-Т" и эндогенного фотостимулятора "Фотонная таблетка".
Информация ЗАО МЭкЦ"Дюны"
Аппарат для фототерапии «Дюна-Т»