ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ УДАРНО-ВОЛНОВОЙ ТЕРАПИИ

Гарилевич Б.А., Родин Д.Б., Семенов А.А. - Филиал No. 1 ФГКУ «Главный военный клинический госпиталь им. академика Н.Н. Бурденко МО РФ»
Бобровницкий И.П. - ФГБУ «НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина» Минздрава России, г. Москва
Нагорнев С.Н. - ФГБУ «РНЦ МРиК» Минздрава России, г. Москва  

В настоящее время в мировой практике широко используется метод дистанционной ударно-волновой литотрипсии при лечении больных с мочекаменной болезнью, используя разрушающее действие сфокусированных ударных волн (СУВ). В начале 80-х гг. прошлого столетия в Германии фирмой «Дорнье» был выпущен первый литотриптер с электрогидравлическим принципом генерации ударных волн. До 1988 г. практически все страны оснащались литотриптерами, выпущенными фирмой «Дорнье». В дальнейшем более 15 стран стали производить собственные литотриптеры, в которых используются различные способы генерации СУВ: электрогидравлический, электромагнитный, пьезоэлектрический. Это такие страны, как Германия, США, Россия, Китай, Италия, Франция, Израиль, Турция, Словакия, Польша, Австрия, Швеция и др.

Однако использовать данный метод физического воздействия можно не только для дистанционного разрушения конкрементов. Основываясь на биологических эффектах ударных волн, можно предположить перспективность их применения для лечения и реабилитации пациентов при других заболеваний и патологических состояниях, используя стимулирующее и подавляющее их действие.

Метод ударно-волновой терапии (УВТ) берет начало в конце 80-х – начале 90-х годов. Рядом исследований было доказано, что воздействие ударных волн способствует ускорению образования костной мозоли и срастания переломов, более быстрому заживлению кожных ран, приводит к усилению регенеративно-репаративных процессов и стимуляции метаболизма в тканях и клетках.  

В 1988 году УВТ была впервые успешно применена при лечении переломов. С этого времени метод широко используется в ортопедии и травматологии, спортивной медицине. С накоплением опыта сферы применения этого метода постепенно расширялись. Так, была доказана его эффективность в лечении болезни Пейрони, нейромышечной дисфункции у детей со спастическим церебральным параличом. Исследованиями последних лет показана перспективность использования УВТ в кардиологии у больных ишемической болезнью сердца. Основными клиническими эффектами ударных волн являются: обезболивающее действие, активизация микроциркуляции и неоангиогенеза, стимуляция метаболических процессов, рассасывание рубцовой соединительной ткани, противовоспалительное и антибактериальное действие

В настоящее время имеется ряд сообщений об использовании подавляющего действия ударных волн. Известны методы лечения раковых опухолей посредством воздействия на них ультразвуковыми волнами высокой интенсивности, и сфокусированными ударными волнами. Описано цитотоксическое влияние ударных волн на раковые клетки. Благодаря способности СУВ наряду с механическими повреждениями клеток разрывать сульфидные связи и образовывать реакционноспособные свободные радикалы, возможно участие свободнорадикального механизма в изменении мембранной проницаемости клеток.

Однако эти методы имеют ограниченное применение вследствие развития при высоком отрицательном давлении ударно-волнового импульса (УВИ) кавитационных процессов в области распространения волнового пучка, повреждающих также здоровые ткани и обуславливающие снижение эффективности подавления роста опухоли.

Недостатки известных методов устранены в предложенном новом методе лечения злокачественных новообразований, основанном на синхронном воздействии сфокусированного УВИ и импульсного электрического поля нано- или микросекундного диапазона длительности. В настоящее время различные фирмы производят аппаратуру, которая предназначена для лечения больных ортопедического профиля с применением СУВ.

Недостатки данной аппаратуры обусловлены тем, что параметры УВИ не отличаются от параметров, которые применяются для дистанционного разрушения мочевых конкрементов. То есть в фокусе ударных волн используется разрушающее действие СУВ, которое для терапевтического воздействия на внутренние органы неприемлемо. Другим недостатком имеющейся аппаратуры для УВТ является тот факт, что диаметр фокуса ударной волны составляет от 3-х до 12-и мм, что не соответствует размерам области повреждения или патологического процесса, а тем более, органной патологии. Таким образом, имеющиеся аппаратура существенно не отличается от литотриптеров, которые предназначены для дистанционной литотрипсии, а, следовательно, нет существенного различия и в стоимости, и в эксплуатационных расходах.

Экспериментальные исследования в области изучения биологического действия ударных волн на органы и ткани позволили установить параметры стимулирующего действия их на клеточный метаболизм и репаративные процессы, что явилось основанием к разработке экспериментального образца ударно-волнового аппарата «Биостим» (1994). Кроме того, при разработке литотриптера «Урат-П2» (Россия) были введены режимы работы генератора ударных волн, которые также оказывают положительное терапевтическое воздействие. На этих устройствах использована электрогидравлическая система генерации ударных волн.

На первом этапе исследований для подбора параметров стимулирующего воздействия ударных волн проведены экспериментальные исследования на животных. Осуществляли воздействие ударных волн на почку при моделировании острого и хронического пиелонефрита и раневую поверхность.
Установлено, что терапевтическим действием на метаболические процессы в тканях оказывают УВИ микросекундного диапазона в пределах от 3 до 20 МПа по амплитуде, и в диапазоне от 15 до 600 по углу наклона фронта УВИ к оси времени при длительности импульса на полувысоте его амплитуды от 0,6 до 2,0 мкс. Эффективно эти процессы происходят при нагрузке с амплитудой сжатия (т.е. положительной фазы импульса) менее 20 МПа и подаче боле 500 импульсов.

Эксперименты с нанесением кожной раны показали, что ударно-волновая стимуляция (УВС) способствовала заживлению ран на 5-7 дней раньше, чем в контрольной группе. При гистологическом исследовании зажившей раны установлено, что эпидермис был правильно сформирован, с обычным расположением клеточных слоев и в него вдавались хорошо выраженные дермальные сосочки. В контрольной группе животных отмечали большую площадь разрастания грубоволокнистой соединительной ткани, как в дерме, так и в подкожной жировой клетчатке, а также меньшую сохранность гладкомышечных волокон дермы.
При гистологическом исследовании ткани почки после УВС отмечались изменения, свидетельствующие об активации метаболических процессов. Выявлено полнокровие сосудов микроциркуляторного русла коркового и мозгового вещества почек, преимущественно капилляров и артериол, что указывает на повышение эффективности внепочечной нейрогуморальной регуляции гомеостаза за счет усиления синтеза простагландинов.

Эксперименты с моделирование острого пиелонефрита у животных показали, что после УВС к 21 дню воспалительные инфильтраты локализовались лишь в подслизистом слое лоханки и были незначительной величины. В контрольной группе экспериментальных исследований определялись массивные лейкоцитарные инфильтраты по всей поверхности органа, воспалительный процесс захватывал мозговое вещество в виде небольших перитубулярных инфильтратов. Следовательно, низкоэнергетическое ударно-волновое воздействие на почку при моделировании острого пиелонефрита приводит к редукции воспалительного процесса, вплоть до полного его исчезновения. Кроме того, установлено, что СУВ при непосредственном воздействии на микроорганизмы не приводят к стимуляции их размножения. Наоборот, интенсивность их размножения снижается, в большей степени при непосредственном воздействии фокальной области ударной волны.

В эксперименте c моделированием хронического пиелонефрита (интерстициального нефрита) и воздействием ударных волн в режиме стимуляции установлено, что в ткани почек отмечается уменьшение количества воспалительных инфильтратов, в клеточном составе которых преобладали макрофаги и гистиоциты, а также активированные фибробласты, количество которых в контрольной группе было значительно ниже.

Установлено, что степень склерозирования ткани почек в контрольной и экспериментальной группах была практически равнозначна. Следовательно, низкоэнергетическое ударно-волновое воздействие при хроническом пиелонефрите имеет ощутимое воздействие лишь на степень снижения воспалительной реакции, и не оказывает существенного действия на степень склеротических изменений ткани почки.
Результаты экспериментальных исследований влияния электрических полей микросекундного диапазона с амплитудой в диапазоне 17 кВ/см и ударных волн с давлением до 100 МПа на проницаемость мембран клеток асцитной опухоли мышей in vitro показали усиление эффективности образования необратимой поры при синхронном их воздействии.
При одновременном воздействии на клеточную суспензию ударных волн и электрического поля умеренной интенсивности снижается выживаемость клеток в 5 раз, чем при разновременном действии, и в 10 раз - по сравнению с контрольными показателями. Наиболее чувствительными к воздействию изучаемых полей являются клетки в фазе синтеза ДНК, подготовке к делению и в фазе митоза.
При УВС области перелома костей голени (30 больных) отмечалось формирование костной мозоли на 9,6+0,1 дня раньше, чем в группе больных при использовании традиционных методов лечения. В экспериментальной группе больных на 5 - 7 дней раньше, чем при традиционных методах лечения, уменьшался болевой синдром, к этому же сроку на 10 - 15 градусов увеличивался объем движения в смежных суставах, отмечалось улучшение регионарного кровотока. Стабилизация гемодинамики и микроциркуляции в 75,0 % случаев на 8,7+2,3 дня ускоряла восстановление функции поврежденной конечности [Егорова Е.А. Электромагнитная ударно-волновая терапия в лечении больных с переломами костей конесностей. Автореферат дис. … канд. мед. наук, 1999].

Получены положительные результаты экспериментальных и клинических исследований применения метода УВТ при лечении больных хроническим простатитом [Ротов А.Е. Применение ударно-волновой терапии в комплексном лечении и реабилитации больных хроническим простатитом. Автореф. дис….к.м.н, 2008; Кумачев К.В. Применение ударно-волновой терапии в реабилитации мужчин с синдромом хронической тазовой боли при хроническом простатите. Автореф. дис….к.м.н, 2014 ].
Нами на аппарате «АУВТ Румелит» (РФ) проведено лечение 78 больных хроническим простатитом. Процедуры выполнялись через день, на курс 5 - 7 процедур. Контрольная группа представлена 25 больными, в лечении которых УВТ не применялась.

У всех пациентов основной и контрольной групп отмечено уменьшение симптомов заболевания. При этом у пациентов основной группы клиническое улучшение (в том числе по лабораторным данным) наступало в среднем на 2 - 3 сутки, а в контрольной группе на 7 день (p<0,05). При контрольном обследовании после лечения выявлено статистически достоверное улучшение показателей урофлоуметрии, более выраженное в основной группе (p<0,05), а также уменьшение выраженности симптомов заболевания при анкетировании по шкале NIH-CPSI (p<0,05).
Отмечено восстановление симметричности васкуляризации предстательной железы. При трансректальном ультразвуковом исследовании выявлена нормализация эхоструктуры простаты у 68,7 %. При этом наиболее значительные изменения наблюдались у пациентов основной группы с фиброзными изменениями в предстательной железе, у которых после лечения отмечено уменьшение гиперэхогенных участков. У больных с плотными кальцинатами улучшения не выявлено.

Таким образом, предварительные результаты применения метода УВТ у больных хроническим простатитом показали его эффективность, что определяет перспективность продолжения исследований. Наилучшие результаты могут быть получены у пациентов с фиброзными изменениями предстательной железы на фоне длительно протекающего воспалительного процесса, лечение которых традиционными методами недостаточно эффективно.

В настоящее время назрела необходимость в продолжении исследований, направленных на изучение биологического действия ударных волн. Необходимо оптимизировать параметры ударных волн, которые могут быть использованы для дистанционного разрушения конкрементов, стимуляции метаболитических процессов в органах и тканях, а также подавляющего их действия при злокачественных образованиях. Предложенный способ подавления опухолей в комплексном лечении больных злокачественными новообразованиями имеет перспективу развития.

На основании данных литературы и собственных исследований установлено, что ударные волны приводят к усилению репаративных процессов и стимуляции метаболизма в тканях и клетках. УВТ нашла широкое применение в ортопедии и травматологии для лечения пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Установлено, что область применения данного метода может быть значительно расширена, используя их стимулирующее и подавляющее действие. Этому препятствует недостаточная изученность биологического действия ударных волн на органы и ткани, несовершенство выпускаемой аппаратуры, которая не позволяет воздействовать ударно-волновыми импульсами на внутренние органы.
Полученные нами теоретические, экспериментальны и клинические данные явились основанием к разработке и внедрению в клиническую практику отечественного аппарата ударно-волновой терапии «АУВТ Румелит», появилась реальная возможность значительно расширить область применения метода при различных заболеваниях и патологических состояниях, в том числе и при заболеваниях внутренних органов.