eng
Выпуск #2/2017
В. П.Минаев
У истоков использования лазерного излучения в отечественной медицине
У истоков использования лазерного излучения в отечественной медицине
Просмотры: 4744
В кратком обзоре описаны основные вехи истории разработки и внедрения лазерных методов лечения и лазерной медицинской техники в России.
DOI: 10.22184/1993-7296.2017.62.2.104.110
DOI: 10.22184/1993-7296.2017.62.2.104.110
Минуло немногим более 50 лет с начала использования лазерной техники в отечественной медицине. Следует заметить, что зарубежные коллеги уже давно начали фиксировать историю развития этого направления в мире [1]. Однако вклад отечественных ученых в лазерную медицинскую технику, видимо, в силу специфики жизни при "железном занавесе" в зарубежных публикациях не нашел должного отражения. К сожалению, в нашем врачебном сообществе история разработки и внедрения лазерных методов лечения и лазерной медицинской техники в нашей стране не фиксировались систематически. Отрывочно, с временными неточностями эта тема представлена и в подготовленных Лазерной ассоциацией выпусках "Лазеры. Как это было", и многие пионеры направления уже ушли из жизни, не оставив воспоминаний. В данной публикации мне хотелось бы систематизировать доступные сведения и сравнить развитие лазерного медицинского направления в СССР и за рубежом. Материал собирался при ограниченных временных возможностях, и в нем имеются пробелы, которые я попытаюсь восполнить.
Первая публикация о воздействии лазерного излучения на глаза появилась на следующий год после создания лазеров – в 1961 году [2]. В этом же году Leon Goldman продемонстрировал, что рубиновый лазер может быть использован для удаления винных пятен и меланомы с кожи. Этот же автор сыграл важную роль в развитии лазерных медицинских технологий, основав Американское общество по лазерам в медицине и хирургии (ASLMS), за что был назван "отцом" использования лазерного излучения в медицине [3]. В том же году Charles J. Campbel из Колумбийского пресвитерианского медцентра в Нью-Йорке с помощью рубинового лазера приварил отслоившуюся сетчатку, публикация о чем вышла в следующем году [4].
В СССР первые рубиновые лазеры были созданы в 1961 году, а в 1963 году в возглавляемом А. Э. Нудельманом московском ОКБ‑16 (КБточмаш) был создан экспериментальный лазерный офтальмоскоп-коагулятор "Стрекоза" [5]. На лазерный офтальмокоагулятор Ю. Л. Тверскому, В. И. Рыбальскому и А. Э. Нудельману было выдано авторское свидетельство на изобретение с приоритетом от декабря 1963 года (к сожалению, номер авторского свидетельства в [5] указан неправильно). После исследований воздействия лазерного излучения на ткани глаз животного, в Одесском НИИ им. В.П. Филатова в июне 1964 года была выполнена первая в СССР операция на человеке: "приварка" сетчатки глаза излучением рубинового лазера. Оперировал доктор Л. А. Линник при участии Ю. Л. Тверского и В. Л. Резникова. В дальнейшем на основе экспериментального аппарата был создан первый в СССР лазерный коагулятор ОК‑1 (рис.1), который решение Комитета МЗ СССР по новой технике был в 1965 году запущен в серийное производство на Загорском оптико-механическом заводе. За исследования, положенные в основу разработки ОК‑1, ведущим участникам разработки Тверскому и Рыбальскому была присуждена премия им.С.И.Вавилова. В 1973 году на смену ОК-1 пришел коагулятор ОК‑2.
В 1968 году Jako, работавший с Polianyi из Американской оптической компании, выполнил абляцию полипов голосовых связок с использованием СО2-лазера, осуществив первое прямое хирургическое вмешательство с использованием такого лазера [1, 6]. Однако, в соответствии с [7], в области хирургического применения углекислотных лазеров в СССР, как минимум, не отстали. Первый в стране лазерный скальпель на СО2-лазере (рис.2) был разработан под руководством акадмика Н. Д. Девяткова во Фрязинском "Истоке". Вот как пишет об этом Н. Д. Девятков [7]: "Разработку конструкции медицинской лазерной установки наши разработчики под общим руководством В. П. Беляева и с участием хирурга проф. С. Д. Плетнева (МНИОИ им.П. А.Герцена) закончили примерно в 1967 году. Она была оснащена удобным для работы хирурга зеркальным манипулятором с несколькими степенями свободы движения наконечника с оптической системой, дающей возможность фокусировать выходящий из нее луч диаметром до 0,3 мм или расфокусировать его до большего размера диаметра потока излучения. Мощность непрерывного излучения на выходе луча могла регулироваться от 10 до нескольких десятков ватт".
В дальнейшем ГНПП "Исток" осуществлял серийный выпуск лазерных скальпелей "Рябина". К сожалению, найти информацию о дальнейшей судьбе С. Д. Плетнева мне не удалось. По воспоминаниям его внука – В. П. Беляева, Плетнев выезжал со своим лазерным скальпелем за рубеж, в том числе в Израиль.
За рубежом начало использования СО2-лазерных скальпелей в повседневной хирургической практике связывают с именем Исаака Каплана, профессора Тель-Авивского университета [1]. В 1972 году вместе с инженером Узи Шароном он разработал лазерную медицинскую установку, получившую по их фамилиям название "Шарплан". Так называлась и созданная ими компания, просуществовавшая до начала нынешнего столетия. Именно углекислотные лазерные скальпели на долгие годы стали основным инструментом лазерных хирургов. И, видимо, благодаря своим свойствам останутся в арсенале врачей надолго, если не навсегда.
Включились в разработку лазерных скальпелей и методик их использования украинские коллеги. Одной из первых в СССР лазерных установок для лечения опухолей стала установка, изготовленная в НИИ "Квант" (Киев) в 1966–1967 годах под руководством В. Л. Исакова. В ней совмещалось излучение углекислотного лазера (10,6 мкм) мощностью до 50 Вт и лазера на стекле, активированного Nd (1,06 мкм), с энергией импульсов до 1000 Дж. Это была первая установка, в которой по одному каналу подавалось два независимо регулируемых рабочих излучения с разными длинами волн.
Медико-биологические исследования с этой установкой проводились в лаборатории лазерной биологии и терапии опухолей киевского НИИ экспериментальной и клинической онкологии (в настоящее время Институт экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р. Е.Кавецкого НАН Украины), которую возглавлял Н. Ф.Гамалея.
Кстати, Н. Ф. Гамалея – единственный советский ученый, упоминание о пионерской роли которого в разработке лазерных медицинских технологий автору удалось найти в зарубежной печати (рис.3). По-видимому, этому способствовала его годичная работа в 1967–1968 года в одном из лазерных медико-биологических центров США.
Однако решающий вклад в развитие направления лазерного медицинского приборостроения сделало НПО "Полюс" благодаря целенаправленной деятельности его создателя и первого руководителя М. Ф. Стельмаха [9, 11]. Сегодня НИИ "Полюс" (увы, то, что осталось от мощного научно-производственного объединения) носит имя своего основателя. Именно в этом объединении был под руководством Б. Н. Малышева в 1970 году разработан и в 1975 году запущен в серию лазерный скальпель "Скальпель‑1" на основе непрерывного СО2-лазера (рис.4), ставший настоящей "рабочей лошадкой" в отечественном здравоохранении. Кроме этого в соответствии с медико-техническими требованиями МЗ СССР, была разработана лазерная медицинская установка "Импульс –1". Ее разработка была закончена в 1971 году. В том же году Комитет по новой медицинской технике МЗ СССР рекомендовал выпуск промышленной партии установок "Импульс‑1". Первая из этих установок была изготовлена на Свердловском заводе электромеханической аппаратуры в 1975 году [10]. Она была создана на основе лазера на стекле, активированном неодимом, с максимальной энергией импульса излучения 1 кДж (рис.5).
В дальнейшем в объединении последовала разработка и запуск в серийное производство лазерных медицинских аппаратов различного назначения. Впрочем, о развитии медицинского направления в НПО "Полюс", ставшим основным производителем лазерной медицинской техники в последние десятилетия существования СССР, лучше читать у непосредственных его творцов [11]. Эта работа велась в тесном контакте с сотрудниками ведущих медицинских учреждений страны.
В СССР активное участие в создании и внедрении лазерных хирургических методик приняли многие видные деятели отечественной медицины (А. А. Арапов, Е. И. Брехов, А. А. Вишневский, А. И. Головня, Н. Ф. Гамалея, С. Д. Плетнев и многие другие). Однако особую роль сыграл член-корреспондент РАМН О. К. Скобелкин. Будучи уже сложившимся ученым и хирургом, он целиком посвятил свою деятельность разработке, совершенствованию и внедрению лазерных методик в здравоохранение. Начав с создания лаборатории лазерной хирургии ЦНИЛ 4 ГУ Минздрава СССР, он создал и возглавил Институт лазерной хирургии, который был преобразован в Государственный научный центр лазерной медицины Минздрава России.
Под руководством О. К. Скобелкина сформировалась научная школа, внесшая значительный вклад в развитие лазерных медицинских технологий. О. К. Скобелкин и его ученики всегда тесно сотрудничали с разработчиками лазерной медицинской техники, содействуя ее совершенствованию.
На стыке 80-х и 90-х годов произошел развал СССР, и последовали трудности в экономике страны. Как результат – снятие М. Ф. Стельмаха с поста генерального директора НПО "Полюс", и потере НПО "Полюс" лидирующих позиций в области лазерного медицинского приборостроения. Но отрасль не умерла – пришли другие люди, позволившие России удержать достойные мировые позиции.
Автор выражает признательность А. Ю. Беляеву, Е. А. Чешеву, Г. М. Звереву и А. Г. Михальченко, оказавшим помощь в сборе материала.
ЛИТЕРАТУРА
1. D.S.J.Choy. History of lasers in angioplasty. Advances in laser medicine 1: [proceedings] 1st German Symposium on Laser Angioplasty. G. Biamino, G. J. Mьller ed. Freie Univ.Berlin, Laser-Medizin-Zentrum. – Ladsberg/Lech: ecomed, 1988, pp. 56–64.
2. Zaret M. M., G. M. Breinin, H. Schmidt, H. Ripps, T. M. Siegal, L. R. Solon. Ocular lesions produced by an optical maser (laser). – Science, 1961. v. 134. № 10. pp. 1525–1526.
3. Hecht J. Lasers in medicine. Laser Focus World, June 1994, p. 53–55
4. KoesterC. J. , Snitzer E., Campbell C. J. , Rittler M. C. Experimental laser retina photocoagulation. – J. Opt. Soc. Am., 1962, v.52, p. 607.
5. Нудельман А. Э. Первые в СССР лазерные технологические и медицинские установки. – ВИЭТ, 1994, № 1, с.. 115–120.
6. Slan Harris. SPIE Professional. –Lasers in Medicine,, Jan. 2011, p.24–27.
7. Девятков Н. Д. Воспоминания. – М.: ЗАО ИПРЖР, 1998.
Devyatkov N. D. Vospominaniya. – M.: ZAO IPRZHR, 1998.
8. Гамалея Н. Ф. Горизонты фотомедицины в свете современных достижений фотофизики и фотобиологии. –Материалы ХХХХ Международной научно-практической конференции "Применение лазеров в медицине и биологии" 2–5.10.2013, Ялта, с. 123.
Gamaleya N. F. Gorizonty fotomediciny v svete sovremennyh dostizhenij fotofiziki i fotobiologii. – Materialy HKHKHKH Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Primenenie lazerov v medicine i biologii" 2–5.10.2013, YAlta, s.123.
9. Малышев Б. Н. Становление лазерной медицины. –В кн.: Митрофан Федорович Стельмах / Под ред. А. А. Казакова. – М.: Физматлит, 2004.
Malyshev B. N. Stanovlenie lazernoj mediciny. – V kn. Mitrofan Fedorovich Stel’mah / Pod red. A. A. Kazakova. – M.: Fizmatlit, 2004.
10. Лазеры в клинической медицине: руководство для врачей/ Под ред. С. Д. Плетнева. – М., Медицина, 1981.
Lazery v klinicheskoj medicine: Rukovodstvo dlya vrachej/ Pod red. S. D. Pletneva. – M., Medicina, 1981.
11. Малышев Б.Н., СалюкВ.А. Направление лазерной медицины в НИИ "Полюс" – от научных исследований к разработке и созданию лазерного медицинского оборудования. – Лазер-Информ, № 19–20 (506–587). Октябрь 1916..
B. N. Malyshev, V. A. Salyuk. Napravlenie lazernoj mediciny v NII "Polyus" – ot nauchnyh issledovanij k razrabotke i sozdaniyu lazernogo medicinskogo oborudovaniya. – Lazer-Inform, № 19–20 (506–587). Oktyabr’ 1916.
Первая публикация о воздействии лазерного излучения на глаза появилась на следующий год после создания лазеров – в 1961 году [2]. В этом же году Leon Goldman продемонстрировал, что рубиновый лазер может быть использован для удаления винных пятен и меланомы с кожи. Этот же автор сыграл важную роль в развитии лазерных медицинских технологий, основав Американское общество по лазерам в медицине и хирургии (ASLMS), за что был назван "отцом" использования лазерного излучения в медицине [3]. В том же году Charles J. Campbel из Колумбийского пресвитерианского медцентра в Нью-Йорке с помощью рубинового лазера приварил отслоившуюся сетчатку, публикация о чем вышла в следующем году [4].
В СССР первые рубиновые лазеры были созданы в 1961 году, а в 1963 году в возглавляемом А. Э. Нудельманом московском ОКБ‑16 (КБточмаш) был создан экспериментальный лазерный офтальмоскоп-коагулятор "Стрекоза" [5]. На лазерный офтальмокоагулятор Ю. Л. Тверскому, В. И. Рыбальскому и А. Э. Нудельману было выдано авторское свидетельство на изобретение с приоритетом от декабря 1963 года (к сожалению, номер авторского свидетельства в [5] указан неправильно). После исследований воздействия лазерного излучения на ткани глаз животного, в Одесском НИИ им. В.П. Филатова в июне 1964 года была выполнена первая в СССР операция на человеке: "приварка" сетчатки глаза излучением рубинового лазера. Оперировал доктор Л. А. Линник при участии Ю. Л. Тверского и В. Л. Резникова. В дальнейшем на основе экспериментального аппарата был создан первый в СССР лазерный коагулятор ОК‑1 (рис.1), который решение Комитета МЗ СССР по новой технике был в 1965 году запущен в серийное производство на Загорском оптико-механическом заводе. За исследования, положенные в основу разработки ОК‑1, ведущим участникам разработки Тверскому и Рыбальскому была присуждена премия им.С.И.Вавилова. В 1973 году на смену ОК-1 пришел коагулятор ОК‑2.
В 1968 году Jako, работавший с Polianyi из Американской оптической компании, выполнил абляцию полипов голосовых связок с использованием СО2-лазера, осуществив первое прямое хирургическое вмешательство с использованием такого лазера [1, 6]. Однако, в соответствии с [7], в области хирургического применения углекислотных лазеров в СССР, как минимум, не отстали. Первый в стране лазерный скальпель на СО2-лазере (рис.2) был разработан под руководством акадмика Н. Д. Девяткова во Фрязинском "Истоке". Вот как пишет об этом Н. Д. Девятков [7]: "Разработку конструкции медицинской лазерной установки наши разработчики под общим руководством В. П. Беляева и с участием хирурга проф. С. Д. Плетнева (МНИОИ им.П. А.Герцена) закончили примерно в 1967 году. Она была оснащена удобным для работы хирурга зеркальным манипулятором с несколькими степенями свободы движения наконечника с оптической системой, дающей возможность фокусировать выходящий из нее луч диаметром до 0,3 мм или расфокусировать его до большего размера диаметра потока излучения. Мощность непрерывного излучения на выходе луча могла регулироваться от 10 до нескольких десятков ватт".
В дальнейшем ГНПП "Исток" осуществлял серийный выпуск лазерных скальпелей "Рябина". К сожалению, найти информацию о дальнейшей судьбе С. Д. Плетнева мне не удалось. По воспоминаниям его внука – В. П. Беляева, Плетнев выезжал со своим лазерным скальпелем за рубеж, в том числе в Израиль.
За рубежом начало использования СО2-лазерных скальпелей в повседневной хирургической практике связывают с именем Исаака Каплана, профессора Тель-Авивского университета [1]. В 1972 году вместе с инженером Узи Шароном он разработал лазерную медицинскую установку, получившую по их фамилиям название "Шарплан". Так называлась и созданная ими компания, просуществовавшая до начала нынешнего столетия. Именно углекислотные лазерные скальпели на долгие годы стали основным инструментом лазерных хирургов. И, видимо, благодаря своим свойствам останутся в арсенале врачей надолго, если не навсегда.
Включились в разработку лазерных скальпелей и методик их использования украинские коллеги. Одной из первых в СССР лазерных установок для лечения опухолей стала установка, изготовленная в НИИ "Квант" (Киев) в 1966–1967 годах под руководством В. Л. Исакова. В ней совмещалось излучение углекислотного лазера (10,6 мкм) мощностью до 50 Вт и лазера на стекле, активированного Nd (1,06 мкм), с энергией импульсов до 1000 Дж. Это была первая установка, в которой по одному каналу подавалось два независимо регулируемых рабочих излучения с разными длинами волн.
Медико-биологические исследования с этой установкой проводились в лаборатории лазерной биологии и терапии опухолей киевского НИИ экспериментальной и клинической онкологии (в настоящее время Институт экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р. Е.Кавецкого НАН Украины), которую возглавлял Н. Ф.Гамалея.
Кстати, Н. Ф. Гамалея – единственный советский ученый, упоминание о пионерской роли которого в разработке лазерных медицинских технологий автору удалось найти в зарубежной печати (рис.3). По-видимому, этому способствовала его годичная работа в 1967–1968 года в одном из лазерных медико-биологических центров США.
Однако решающий вклад в развитие направления лазерного медицинского приборостроения сделало НПО "Полюс" благодаря целенаправленной деятельности его создателя и первого руководителя М. Ф. Стельмаха [9, 11]. Сегодня НИИ "Полюс" (увы, то, что осталось от мощного научно-производственного объединения) носит имя своего основателя. Именно в этом объединении был под руководством Б. Н. Малышева в 1970 году разработан и в 1975 году запущен в серию лазерный скальпель "Скальпель‑1" на основе непрерывного СО2-лазера (рис.4), ставший настоящей "рабочей лошадкой" в отечественном здравоохранении. Кроме этого в соответствии с медико-техническими требованиями МЗ СССР, была разработана лазерная медицинская установка "Импульс –1". Ее разработка была закончена в 1971 году. В том же году Комитет по новой медицинской технике МЗ СССР рекомендовал выпуск промышленной партии установок "Импульс‑1". Первая из этих установок была изготовлена на Свердловском заводе электромеханической аппаратуры в 1975 году [10]. Она была создана на основе лазера на стекле, активированном неодимом, с максимальной энергией импульса излучения 1 кДж (рис.5).
В дальнейшем в объединении последовала разработка и запуск в серийное производство лазерных медицинских аппаратов различного назначения. Впрочем, о развитии медицинского направления в НПО "Полюс", ставшим основным производителем лазерной медицинской техники в последние десятилетия существования СССР, лучше читать у непосредственных его творцов [11]. Эта работа велась в тесном контакте с сотрудниками ведущих медицинских учреждений страны.
В СССР активное участие в создании и внедрении лазерных хирургических методик приняли многие видные деятели отечественной медицины (А. А. Арапов, Е. И. Брехов, А. А. Вишневский, А. И. Головня, Н. Ф. Гамалея, С. Д. Плетнев и многие другие). Однако особую роль сыграл член-корреспондент РАМН О. К. Скобелкин. Будучи уже сложившимся ученым и хирургом, он целиком посвятил свою деятельность разработке, совершенствованию и внедрению лазерных методик в здравоохранение. Начав с создания лаборатории лазерной хирургии ЦНИЛ 4 ГУ Минздрава СССР, он создал и возглавил Институт лазерной хирургии, который был преобразован в Государственный научный центр лазерной медицины Минздрава России.
Под руководством О. К. Скобелкина сформировалась научная школа, внесшая значительный вклад в развитие лазерных медицинских технологий. О. К. Скобелкин и его ученики всегда тесно сотрудничали с разработчиками лазерной медицинской техники, содействуя ее совершенствованию.
На стыке 80-х и 90-х годов произошел развал СССР, и последовали трудности в экономике страны. Как результат – снятие М. Ф. Стельмаха с поста генерального директора НПО "Полюс", и потере НПО "Полюс" лидирующих позиций в области лазерного медицинского приборостроения. Но отрасль не умерла – пришли другие люди, позволившие России удержать достойные мировые позиции.
Автор выражает признательность А. Ю. Беляеву, Е. А. Чешеву, Г. М. Звереву и А. Г. Михальченко, оказавшим помощь в сборе материала.
ЛИТЕРАТУРА
1. D.S.J.Choy. History of lasers in angioplasty. Advances in laser medicine 1: [proceedings] 1st German Symposium on Laser Angioplasty. G. Biamino, G. J. Mьller ed. Freie Univ.Berlin, Laser-Medizin-Zentrum. – Ladsberg/Lech: ecomed, 1988, pp. 56–64.
2. Zaret M. M., G. M. Breinin, H. Schmidt, H. Ripps, T. M. Siegal, L. R. Solon. Ocular lesions produced by an optical maser (laser). – Science, 1961. v. 134. № 10. pp. 1525–1526.
3. Hecht J. Lasers in medicine. Laser Focus World, June 1994, p. 53–55
4. KoesterC. J. , Snitzer E., Campbell C. J. , Rittler M. C. Experimental laser retina photocoagulation. – J. Opt. Soc. Am., 1962, v.52, p. 607.
5. Нудельман А. Э. Первые в СССР лазерные технологические и медицинские установки. – ВИЭТ, 1994, № 1, с.. 115–120.
6. Slan Harris. SPIE Professional. –Lasers in Medicine,, Jan. 2011, p.24–27.
7. Девятков Н. Д. Воспоминания. – М.: ЗАО ИПРЖР, 1998.
Devyatkov N. D. Vospominaniya. – M.: ZAO IPRZHR, 1998.
8. Гамалея Н. Ф. Горизонты фотомедицины в свете современных достижений фотофизики и фотобиологии. –Материалы ХХХХ Международной научно-практической конференции "Применение лазеров в медицине и биологии" 2–5.10.2013, Ялта, с. 123.
Gamaleya N. F. Gorizonty fotomediciny v svete sovremennyh dostizhenij fotofiziki i fotobiologii. – Materialy HKHKHKH Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Primenenie lazerov v medicine i biologii" 2–5.10.2013, YAlta, s.123.
9. Малышев Б. Н. Становление лазерной медицины. –В кн.: Митрофан Федорович Стельмах / Под ред. А. А. Казакова. – М.: Физматлит, 2004.
Malyshev B. N. Stanovlenie lazernoj mediciny. – V kn. Mitrofan Fedorovich Stel’mah / Pod red. A. A. Kazakova. – M.: Fizmatlit, 2004.
10. Лазеры в клинической медицине: руководство для врачей/ Под ред. С. Д. Плетнева. – М., Медицина, 1981.
Lazery v klinicheskoj medicine: Rukovodstvo dlya vrachej/ Pod red. S. D. Pletneva. – M., Medicina, 1981.
11. Малышев Б.Н., СалюкВ.А. Направление лазерной медицины в НИИ "Полюс" – от научных исследований к разработке и созданию лазерного медицинского оборудования. – Лазер-Информ, № 19–20 (506–587). Октябрь 1916..
B. N. Malyshev, V. A. Salyuk. Napravlenie lazernoj mediciny v NII "Polyus" – ot nauchnyh issledovanij k razrabotke i sozdaniyu lazernogo medicinskogo oborudovaniya. – Lazer-Inform, № 19–20 (506–587). Oktyabr’ 1916.
Отзывы читателей
