ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
ДЛЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ.

Какой лазер предпочтительнее? 

В течении нескольких последних лет для фотодинамической терапии использовался ряд различных лазеров, включая лазеры на красителях, диодные и гелий-неоновые лазеры. По мере развития лазерной технологии наиболее широкое применение в фотодинамической терапии нашли лазеры на красителях с накачкой аргоновым лазером (Ar/Dye) и диодные лазеры. Во многих случаях они давали хорошие результаты. Быстрый прогресс в области диодных лазеров позволил создать к настоящему времени лазерные установки со средней мощностью до 3 Вт для длины волны 675 нм. Однако в области 630 нм надежность диодных систем пока невысока.
Сравнительно недавно в медицинской практике стали использоваться лазеры на парах золота. Возникает вопрос, чем лазеры на парах золота предпочтительнее, чем лазеры на красителях? Ведь все три лазера излучают свет с одной и той же длиной волны и, казалось бы, должны давать одни и те же результаты. Правильно?
Нет, неправильно! 

Сравнение трех типов лазеров, генерирующих излучение с длиной волны близкой к 630 нм.

В настоящее время существует три типа мощных лазеров, используемых для генерации излучения с длиной волны в диапазоне 630 нм - перестраиваемый лазер на красителях с накачкой аргоновым лазером (Ar/Dye), лазер на красителях с накачкой лазером на парах меди и лазер на парах золота. Эти лазеры различаются как выходными характеристиками, так и взаимодействием их излучения с тканями. Характеристики известных на отечественном рынке мощных лазерных систем для фотодинамической терапии злокачественных опухолей приводятся в нижеследующей таблице.

Лазер на красителе с накачкой аргоновым лазером - это, по существу, система из двух лазеров. Луч аргонового лазера, проходя через серию зеркал, фокусируется в струю красителя, которая, в свою очередь, размещается в скрещенном резонаторе с регулирующим элементом для получения перестраиваемой длины волны на выходе. Система содержит сложную оптическую часть с 14-ю юстируемыми зеркалами. Из-за низкой эффективности типичный аргоновый лазер нуждается в водяном охлаждении и требует подвода энергии от силовой электросети, рассчитанной на энергопотребление 20-40 кВт. Лазер на красителях также нуждается в водяном охлаждении. Кроме того, краситель является органическим токсичным веществом, что представляет опасность для пользователей и усложняет эксплуатацию лазера. 

В лазере на красителе с накачкой лазером на парах меди также используется краситель, протекающий через стеклянную кювету, размещенную в резонаторе. Резонатор лазера образован выходным зеркалом и перестраиваемым элементом. Лазер охлаждается водой и требует частой смены красителя. Так же, как и в Ar/Dye-лазерах, краситель здесь токсичен, а растворитель огнеопасен.

Лазер на парах золота работает по принципу разогрева частиц золота до температур плавления и испарения. В качестве буферного газа в лазерной трубке используется инертный газ неон. Отечественной промышленностью разработаны отпаянные активные элементы на парах золота с рекордным сроком службы. Лазер на парах золота генерирует длину волны 628 нм, которая является стабильной и не подвержена изменениям, как в случае лазеров на красителях. Лазеры на парах золота обладают очень высоким усилением света, поэтому качество отражательных зеркал не является для них критическим. По сравнению с аргоновыми, лазер на парах золота имеет примерно в 10 раз более высокую эффективность, что позволяет использовать воздушное охлаждение.

Роль параметров лазерного излучения.

Воздействие лазерного излучения на ткани определяется тремя факторами, характеризующими работу данной лазерной системы. Это длина волны, генерируемая лазером; режим генерации - непрерывный или импульсный; плотность мощности, которую может создать лазер. 
Свет с длинами волн, соответствующими излучению рассматриваемых типов лазеров, может применяться для фотодинамической терапии при использовании производных гематопорфирина, поэтому определяющую роль играет режим генерации. 
Дело в том, что лазерное излучение, попадая в ткань, поглощается не только красителем, но и непосредственно тканью, нагревая ее. Излучение с высокой средней мощностью глубоко проникает в ткань, что обеспечивает более эффективное фототоксическое воздействие, но в то же время и усиливает термическое повреждение ткани. Указанное препятствие можно обойти путем импульсного облучения - в этом случае необходимая доза набирается короткими импульсами излучения с высокой пиковой мощностью, а в паузе между импульсами тепло, выделившееся непосредственно в поглощающих веществах ткани, равномерно распределяется в облучаемом участке и частично уходит в прилежащие ткани, не принося особого вреда. 

ХАРАКТЕРИСТИКИ МОЩНЫХ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

Мощный импульсный лазер можно применять, даже если опухоль скрыта нормальной тканью.

Лазер на парах золота генерирует импульсы длительностью 20 нс и пиковой мощностью 10-30 кВт, обеспечивая глубокое проникновение в ткань. Частота повторения этих импульсов 10-15 кГц, что обеспечивает паузу между импульсами в 67-100 мкс, способствующую термической релаксации в облучаемой ткани. 

Лазер на красителе с накачкой излучением лазера на парах меди имеет примерно те же параметры импульсов, что и лазер на парах золота , однако более сложен в эксплуатации. 

Ar/Dye-лазеры генерируют непрерывное излучение. Для получения "импульсного" света они могут снабжаться управляемыми затворами. Ясно, что это не импульсные лазеры, поэтому термины "прерывистый" или "прерываемый" более подходят к ним, чем "импульсный". При равных средних мощностях лазера и одинаковых параметрах пучка пиковая мощность такого лазера примерно в 5000 раз меньше. Излучение этих лазеров обладает меньшей глубиной проникновения, что вынуждает применять более сложные способы доставки излучения к опухоли.

Выводы. 

Есть несколько специфических применений, где Ar/Dye-лазеры на красителях и гелий-неоновые лазеры предпочтительнее по сравнению с импульсными системами. В целом же импульсные лазеры более эффективны и универсальны.
С точки зрения практического применения для фотодинамической терапии лазеры на парах золота превзошли все созданные ранее излучатели, включая лазеры на красителях. Они оптимальны для фотодинамической терапии при использовании в качестве фотосенсибилизатора производных гематопорфирина по лечебному эффекту, а также наиболее просты и экономичны в эксплуатации.