Раздел медицины:
Онкология

Эндотрахеобронхиальная хирургия при раке легких

1030 0
В последние два десятилетия в легочной онкологии наряду с совершенствованием «открытой» трансторакальной хирургии все шире используют различные методы эндобронхиальной хирургии и терапии, основанные на применении современной гибкой эндоскопической аппаратуры, криогенной, электрохирургической и лазерной техники.

Начало развития этих методов лечения по временени совпадает с созданием первых моделей бронхоскопов.

Становление современнной эндотрахеобронхиальной хирургии

Первая эндобронхиальная операция с целью удаления инородного тела бронха (одновременно и первая в мире бронхоскопия) была выполнена G. Killian в 1897 г.

В 1917 г. Ch. Jackson, используя собственную модель бронхоскопа, впервые произвел механическое удаление (щипцами) «аденомы» правого главного бронха с восстановлением его проходимости. В 1935 г. J. Кеrnаn и соавт. выполнили аналогичную операцию с помощью петли и гальванокаустики, заложив тем самым основы электрохирургического метода.

В 40-50-х годах метод был усовершенствован и его широко использовали в эндоскопической хирургии доброкачественных опухолей трахеи и бронхов (Петровский Б.В., 1954; Гордышевский Т.И., 1952; Graham Е. et al., 1933; Som М. et al., 1949; McDonald J. et al., 1951; Jackson Ch., 1951). В те годы метод был недостаточно эффективным, рецидив возникал у каждого второго больного, успешное удаление опухоли было возможно лишь в 15-30% случаев.

Становлению в 70-80-е годы современнной эндотрахеобронхиальной хирургии и терапии способствовало создание нового поколения эндоскопической техники, инструментов, высокочастотной электрохирургической, ультразвуковой, криогенной и лазерной медицинской аппаратуры, открытие и клиническое применение фотосенсибилизаторов, а также прогресс в анестезиологическом обеспечении операций.

Приоритет в разработке метода ультразвуковой резекции и деструкции опухолей крупных бронхов с помощью ригидного дыхательного бронхоскопа принадлежит отечественным ученым (Саркисян Р.С., Борисов В.П., 1970).

В настоящее время эндоскопическую ультразвуковую хирургию в легочной онкологии применяют крайне редко. Однако в связи с прогрессом в совершенствовании ультразвуковой аппаратуры и инструментария имеются перспективы возрождения этого метода.

Первые публикации об использовании эндоскопической криодеструкции опухолей бронхов для восстановления проходимости дыхательных путей относятся к 70-80-м годам (Neel Н.В., 1976; Rodgers В.М. et al., 1978; Sanderson D.R., 1980; Tao L.C., 1982; Vergnon M. et al., 1987). Большинство исследователей признают, что метод не может быть применен в экстренных случаях, для лечения начальных форм рака бронхов, но предпочтителен при удалении небольших доброкачественных опухолей.

Создание высокочастотной электрохирургической аппаратуры (с минимальным термическим повреждением окружающих тканей), гибких электрозондов, «горячих» щипцов, разнообразных электропетель позволило значительно повысить эффективность эндоскопической электрохирургии опухолей трахеи и бронхов, расширить показания к ее применению с использованием ригидных и гибких эндоскопов (Takizawa N. К., Oho R. et al., 1981; Hooper R.G., 1984; Frizzelli R. et al., 1985; Hartmann W., 1986).

В последние годы электрохирургические операции реже используют как самостоятельный метод, но чаще - в сочетании с лазерной хирургией и фотодинамической терапией на одном из этапов удаления экзофитной части опухоли.

За периоде 1984 по 1993 г. в МНИОИ им. П.А. Герцена метод фиброэндоскопической электродеструкции при ранних формах центрального рака легкого применен у 73 неоперированных больных, у которых удалена 91 опухоль слизистой оболочки бронхов I-III порядка. Эффективность (непосредственные и ближайшие результаты) лечения составила 89,2% (Максимов И.А. и др., 1988; Соколов В.В., 1993).

Мощным стимулом для совершенствования эндоскопической хирургии опухолей послужило изобретение в 1958 г. Н.Г. Басовым и A.M. Прохоровым (Россия), Ч. Таунсоном и А. [Павловым (США) квантовых генераторов лазерного излучения (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — LASER). С помощью лазера, работающего па рубине, Paul Е. McGuffn соавт. (1962) была предпринята успешная попытка удаления злокачественных опухолей у экспериментальных животных.

С 1964 г., с момента создания газового углекислого лазера, получившего название «лазерный скальпель», начато широкое применение лазерной техники в клинической онкологии. Первые экспериментально-клинические исследования по использованию углекислого лазера в онкохирургин в России были проведены в конце 60-х — начале 70-х годов группой ученых, которую возглавлял С.Д Плетнев (1970, 1978).

Первое сообщение об использовании С02-лазера для удаления доброкачественных опухолей гортани, трахеи и главного бронха принадлежит M.S. Strong и соавт. (1974), при этом были применены ригидный бронхоскоп и общее обезболивание. Несколько позже E.G. Laforet (1976), S.M. Shapshay и соавт. (1983), М. Goldberg и соавт. (1986), V. Oswal и соавт. (1988) усовершенствовали этот метод эндоскопической СО2-деструкции и применили его при злокачественных опухолях, обтурировавшихтрахею и крупные бронхи.

При сравнительной оценке эффективности СО2- и М:УАС-лазеров был установлен основной недостаток первого — излучение, имеющее длину волны 10 600 нм, не может передаваться по тонкому (диаметром в несколько сотен микрометров) кварцевому волокну и в связи с этим не может быть использовано в фиброэндоскопической технике.

В середине 70-х годов благодаря разработке гибкой волоконной техники, кварцевых световодов появилась возможность для использования аргонового (Аг), ИАГ-неодимового (Nd:YAG) и гольмиевого (Но) лазеров при различных эндоскопических вмешательствах, тем самым были заложены основы современной фиброэндоскопической лазерной хирургии (Hobeira C.P. et al., 1973; Fruhmorgen P. et al., 1975).

В эндотрахеальной и эндобронхиальной хирургии наиболее широкое распространение получило М:УАС-лазерное излучение ( длина волны 1064 нм). Первые сообщения об использовании Nd:YAG-лазера через фибробронхоскоп были сделаны в начале 80-х годов (Yamada R. et al., 1981; Dumon S. et al., 1982; Oho K. et al., 1984; Herzel M.R. et al., 1985, и др.).

Были разработаны основные методические приемы эндоскопической Nd:YAG-лазерной хирургии, определены показания к ее применению в легочной онкологии и достоинства (глубокое выпаривание опухоли, коагуляционный некроз и достаточный гемостаз).

Применение различных видов лазерного излучения (СО2, аргоновый, криптоновый, ИАГ-неодимовый в непрерывном и импульсном режимах, гольмиевый, лазер на красителях, лазер на парах золота и меди, гелий-неоновый, гелий-кадмиевый, лазер на арсениде галия и др.) в легочной онкологии значительно расширило возможности как эндоскопической диагностики, так и эндоскопической хирургии и терапии.

В основе разнообразных видов воздействия лазерного излучения на биологическую ткань лежат три его важных признака:

• когерентность, т.е. все цуги волн являются синфазными как во времени, так и в пространстве;
• коллимированность, т.е. все лучи в пучке почти параллельны друг другу;
• монохроматичность, т.е. все цуги волн имеют одинаковую длину, частоту и энергию.

Наряду с указанными признаками наиболее важными параметрами лазерного излучения являются плотность мощности и продолжительность воздействия.

Влияние лазерного излучения на биологический материал

Влияние лазерного излучения на биологический материал (опухоль или слизистую оболочку полого органа) обусловлено взаимодействием фотонов и молекул или соединений молекул ткани. Эти процессы могут быть подразделены на фотохимическое и термическое воздействие, а также нелинейные процессы.

Они доминируют при:

• низкой плотности мощности и длительной экспозиции — фотохимические процессы;
• высокой плотности мощности и более коротком воздействии — термические процессы;
• воздействии мощности плотностью более 10 Вт/см2 при ультракоротком облучении (несколько наносекунд и короче) — нелинейные эффекты.

Степень того или иного воздействия зависит от:

• свойств лазерного излучения (длина волны, плотность энергии, длительность облучения и частота повторения);
• свойств биологического материала [коэффициент поглощения и(или) рассеивания, плотность тканей и т.д.].

В основе эндоскопической лазерной хирургии лежат тепловое воздействие лазерного излучения с эффектом испарения (резания) и коагуляция биологической ткани. Это касается различных лазеров (СО2, аргонового, Nd:YAG и гольмиевого) с плотностью мощности излучения от 1 до 107 Вт/см2 и продолжительностью облучения от нескольких миллисекунд до нескольких секунд.

При кратковременном «лазерном нагреве» опухолевой ткани до 45 °С не ожидается каких-либо необратимых повреждений ткани, при температуре около 60 °С наступает денатурация белков и начинается коагуляция, при 80 °С развивается денатурация коллагена, при 100 °С — обезвоживание ткани, при 150 °С — обугливание, а при температуре свыше 300 °С опухолевая ткань испаряется или может быть разрезана.

Следует учитывать, что оптические, механические и термические свойства тканей изменяются во время лазерного облучения и нагревания.

Глубина проникновения излучения с длиной волны 450-590 нм, что соответствует линиям аргонового лазера, составляет в среднем 0,5-2,5 мм. Лазерный луч этой длины, хотя и остается в ткани коллимированным в центре, окружен зоной с высоким рассеянием, составляющим 15-40% падающего пучка света.

Излучение аргонового лазера может беспрепятственно распространяться в воде, но в крови оно полностью поглощается уже в верхнем слое толщиной несколько десятых долей миллиметра. Этим свойством определяется основное показание к применению данного типа лазера — поверхностная коагуляция кровоточащих изъязвленных участков слизистой оболочки или опухоли.

В области спектра между 590 и 1500 нм, в которую входят линии Nd:YAG-лазера (1,06 и 1,32 мкм), преобладает рассеяние. Глубина проникновения составляет 2-8 мм. В данном диапазоне длин волн лазерное излучение глубоко проникает в ткань с минимальными потерями на поглощение.


В связи с этим с помощью Nd:YAG-лазepa высокой мощности можно получать эффекты коагуляции, карбонизации испарения (вапоризации) опухолевой ткани на наибольшую глубину, коагулировать крупные кровеносные сосуды (до 5 мм), добиваясь хорошего гемостатического эффекта.

Для достижения коагуляции опухолевой ткани на глубину 1,5-2,5 мм используют плотность мощности излучения Nd:УАС-лазера от 200 до 400 Вт/см2, деструкция и испарение ткани осуществляются при плотности мощности более 400 Вт/см2 и плотности энергии 1000-1500 Дж/см2. Продолжительность импульсов колеблется от 0,5 до 2 с (Соколов В.В. и др., 1997).

СО2-лазер (10,6 мкм) и Ar:YAG-лазер (2,9 мкм) из-за высокого поглощения водой больше подходят для рассечения или отсечения опухолевой ткани. Вся мощность преобразуется в поверхностных слоях и проникает на небольшую глубину (около 0,2 мм), благодаря этому операция, выполненная с использованием СО2-лазера, является точной, строго дозированной по глубине и бескровной.

В связи с этим и с учетом ограничений в доставке излучения только через ригидный бронхоскоп основным показанием к применению СО2-лазера в эндобронхиальной хирургии является удаление небольших, поверхностно расположенных опухолей или рассечение ятрогенных рубцовых стриктур в гортани, трахее и крупных бронхах. Коагуляционные свойства излучения СО2-лазера слабо выражены, поэтому надежно можно «закрыть» только сосуды диаметром до 0,5 мм.

В настоящее время в эндоскопическом лечении злокачественных опухолей лазерное излучение все шире применяют для достижения фотохимического цитотоксического повреждения, которое потенцируется экзогенными и эндогенными фотохромами.

Метод фотодинамической терапии

Метод фотодинамической терапии (ФДТ) основан на принципиально новых подходах к выявлению и лечению больных со злокачественными опухолями различных локализаций, включая новообразования дыхательных путей.

В основе метода лежит использование различных красителей-фотосенсибилизаторов, обладающих свойствами избирательно накапливаться в злокачественных опухолях и под воздействием лазерного излучения (в полосе активного поглощения) в присутствии кислорода вызывать фотохимические реакции с развитием двух феноменов — флюоресценции и избирательного разрушения.

Первое описание эффекта химической фотосенсибилизации и фотодеструкции биологической ткани относится к началу XX века, когда O.Raab (1900) установил, что низкие концентрации акридинового и других красителей, инертных в темноте, вызывают быструю гибель парамеции при облучении солнечным светом.

В 1960 г. R.L. Upson предложил первый фотосенсибилизатор — «производное гематопорфирина» (ПГП), который после внутривенного введения накапливался в опухоли и давал характерную красную флюоресценцию при возбуждении в фиолетовом диапазоне спектра.

После экспериментов на животных широкие клинические испытания ФДТ, начиная с 1976 г., были проведены группой T.J.Dougherty в США. Установлена высокая эффективность метода. В ранних исследованиях фотодинамической терапии проводили с использованием ПГП, и лишь позднее был получен более очищенный препарат фотофрин II, обладающий большей активностью.

Изучение фотодинамического эффекта показало, что молекулы порфиринов при поглощении света способны индуцировать фотохимические реакции двух типов. Фотоокисление I типа включает прямую реакцию возбужденного сенсибилизатора с субстратом, что приводит к образованию переходных радикалов, которые вступают в реакцию с кислородом.

При поглощении кванта света молекула фотосенсибилизатора переходит из основного состояния в возбужденное (синглетное). Затем происходит либо обратный переход в основное состояние, сопровождающийся излучением кванта света — флюоресценцией, либо синглетная форма переходит в триплетную.

Триплетная форма фотосенсибилизатора взаимодействует непосредственно с молекулами субстрата, отрывая у них электроны или атомы водорода, в результате чего образуются свободные радикалы, которые затем могут вступать во взаимодействие либо с другими субстратами, вызывая их окисление, либо с молекулярным кислородом, образуя перекисные радикалы.

В реакции II типа энергоперенос происходит из возбужденного триплетного состояния сенсибилизатора на молекулы кислорода с образованием синглетного кислорода. При взаимодействии О2 с органическими субстратами образуются нестабильные циклические перекиси, которые затем распадаются в термических или ферментативных процессах.

При этом образуются продукты деструкции и свободные радикалы. Не исключена возможность, что в некоторых случаях О2 отрывает электрон от окисляемых субстратов, в результате чего возникают супероксидные радикалы.

В итоге фотохимические реакции обоих типов приводят к деструктивным эффектам, которые заключаются в разрушении жизненно важных структур опухолевых клеток и их гибели.

Кроме прямого фототоксического воздействия на опухолевые клетки, важную роль в механизме деструкции при ФДТ играют:

• нарушение кровоснабжения опухолевой ткани вследствие повреждения эндотелия кровеносных сосудов;
• гипертермический эффект, обусловленный активным поглощением света опухолевыми клетками;
• цитокиновые реакции, обусловленные стимуляцией продукции фактора некроза опухоли, активацией макрофагов, лейкоцитов и лимфоцитов.

С целью лечения центрального рака легкого эндоскопическая фотодинамическая терапия была впервые применена в США и Японии в 1978-1984 гг. (Cortese D.A. et al., 1982; Kato H. et al., 1983; Balchum O.J. et al., 1984; Hayata Y. et al., 1984; McCaughan J.S., 1989, и др.). L.I. Grossweiner (1993) в обзорной статье приводит данные, представленные в публикациях 1985-1990 гг., согласно которым 260 пациентам центральным раком легкого проведено лечение методом ФДТ с HPD и фотофрином II.

В России, несмотря на многолетние активные экспериментальные исследования, развитие клинической фотодинамической терапии в течение длительного периода сдерживалось в связи с высокими ценами на зарубежные фотосенсибилизаторы. В 1992 г. в Московском институте тонких химических технологий (МИТХТ) им. М.В. Ломоносова был создан (А.Ф. Миронов) и экспериментально исследован первый отечественный фотосенсибилизатор фотогем (аналог фотофрина), что послужило предпосылкой для начала клинических испытаний фотодинамической терапии в МНИОИ им. П.А. Герцена и ГНЦ лазерной медицины.

С 1994 г. в клиниках Москвы начато применение (Г.Н. Ворожцов) фотосенсибилизатора второго поколения фотосенса — сульфированного фталоцианина алюминия (ГНЦ РФ «НИОПИК»).

При проведении I и II фазы клинических испытаний указанных фотосенсибилизаторов были выявлены их высокая опухолетропность и способность сенсибилизации опухолей к световому излучению с длиной волны 630 и 670 нм, и они были рекомендованы для более широкого применения в крупных онкологических центрах России.

Методика ФДТ заключается во внутривенном введении фотогема (2,5-3 мг/кг) или фотосенса (0,5-0,8 мг/кг) и облучении опухоли через 48-72 ч лазером в красном диапазоне спектра (фотогем — 630 нм, фотосенс — 670-675 нм) в течение 10-40 мин при плотности энергии 80-400 Дж/см2.

В качестве источника света используют различные виды лазерных установок (лазер на красителе родамин В и др.) с «накачкой» аргоновым, эрбиевым лазерами или лазером на парах меди. При фотодинамической терапии с фотогсмом чаще используют лазер на красителе с накачкой лазером на парах меди («Яхрома-2», длина волны 630 нм) или лазер на парах золота («Мехатрон», длина волны 628 нм), а при ФДТ с фотосенсом — лазер на алюминате иттрия с неодимом, вторая гармоника («Альфа-Фотосенс», длина волны 675 нм).

Для доставки лазерного излучения к опухоли используют кварцевые световоды 3 типов (PDT Systems, USA):

а) с микролинзой (модель 5010-АОЗ);
б) с шаровидным диффузором (модель 4401);
в) с цилиндрическим диффузором (модель 4405 и 4410), которые дают матрицу света на 360 Гр на отрезке 0,5 и 1 см.

Схема и бронхофотограмма фотодинамической терапии больному начальным центральным раком нижней доли правого легкого (Б9) представлены на рис. 6.5.

onkop_r6.5.jpg
Рис. 6.5. Схема и эндофотограмма фотодинамической терапии при начальном центральном раке нижней доли (Б9) правого легкого.
а — схема проведения сеанса фотодинамической терапии; б — бронхофотограмма: облучение пораженного участка лазерным светом (длина волны 633 нм).

Таким образом, благодаря достижениям последних 20 лет значительно расширились возможности применения современных методов эндоскопического лечения в торакальной онкологии (Стаханов М.Л., 1991; Шипулин П.П. и др., 1994; Подцубный Б.К. и др., 1996; Филоненко Е.В., 1997; Amemiya R. et al., 1981; Beamis J. et al., 1991; Cavaliere S. et al., 1997; Midthun D.E., 1997).

Эндоскопическое удаление первичной опухоли применяют как самостоятельный метод лечения (с радикальной или паллиативной целью) либо как этап подготовки к хирургической операции или лучевой терапии (наружное облучение, брахитерапия).

Кроме того, в последние годы значительно расширены показания к использованию эндоскопических методов для ликвидации послеоперационных воспалительных и Рубцовых стенозов, а также удаления рецидивных опухолей трахеи и бронхов.

Наибольшее распространение получили эндоскопические операции, направленные на деструкцию и удаление внутрипросветной части опухоли трахеи и(или) бронхов с целью восстановления проходимости дыхательных путей и остановки кровотечения из опухоли (Brutinel W.M. et al., 1987; Shapshay S., 1987; Cavaliere S. et al., 1994; Goldberg M. et al., 1995; Lam S., 1996; Moghissi K. et al., 1997).

Второе быстро развивающееся направление — разработка методов радикального лечения начальных форм центрального рака легкого (Соколов В.В., 1993; Соколов В.В. и др., 1997; Чиссов В.И. и др., 1998; Edell E.S. et al., 1993; Cavaliere S. et al., 1994; Furuse K., 1996 ; Kato H. et al., 1997; Pass H. et al., 1999).

Трахтенберг А.Х., Чиссов В.И.
Похожие статьи
  • Классификация TNM рака легкого

    В настоящее время общепринята Международная классификация рака лёгкого по системе TNM (2002). Т — первичная опухоль: ТХ — недостаточно данных для оценки первичной опухоли, наличие которой доказано только на основании выявления клеток рака в мокроте или смыве из бронхов; рентгенологически и бро...

    Легкие - онкопульмонология
  • Периферический рак легкого

    Периферический рак лёгкого долгое время протекает без клинических симптомов и, как правило, распознаётся довольно поздно. Первые симптомы выявляют лишь тогда, когда опухоль начинает оказывать давление на рядом расположенные структуры и органы или прорастает их.

    Легкие - онкопульмонология
показать еще
 
Категории