Клиническая эффективность и влияние неодимового лазера на биомеханические свойства влагалищной стенки у пациенток с пролапсом тазовых органов I—II степени

Пролапс тазовых органов (ПТО) — одна из самых распространенных причин обращения пациенток к гинекологу [1, 2]. Проблема опущения половых органов является ассоциированной с возрастом и затрагивает 30% женщин репродуктивного возраста. В когорте пациенток старше 50 лет ПТО диагностируется у 40% обследуемых, и частота его неуклонно увеличивается в связи с усиливающейся депривацией урогенитального тракта по отношению к эстрогенам [3]. Затрагивая мочеполовую сферу, пролапс, не являясь жизнеугрожаемым состоянием, постепенно снижает качество жизни больных, отрицательно влияя на трудоспособность, психоэмоциональное состояние, сексуальную функцию.

Хирургическое лечение является основным методом коррекции ПТО, однако данные многочисленных исследований свидетельствуют, что даже его безупречные анатомические результаты не всегда гарантируют больной функциональную удовлетворенность выполненной операцией [4]. Кроме того, остается высокой частота послеоперационных развитий рецидивов и осложнений [5], что диктует необходимость поиска способов улучшения результатов хирургического лечения пациенток с ПТО, в том числе путем совершенствования предоперационной подготовки. Потенциально эффективными в этом направлении являются технологии лазерной терапии, о чем свидетельствуют зарубежные публикации [6—8]. Известное нарушение биосинтеза коллагена и эластина фибробластами в стенке влагалища при пролапсе снижает его механическую прочность и удерживающие способности. Эти аспекты патогенеза и служат мишенью различных методов лечения, основанных на термическом воздействии, в том числе лазерной терапии [9—12].

Цель исследования — оценка клинической эффективности и влияния неодимового лазера на биомеханические свойства влагалищной стенки у пациенток с пролапсом тазовых органов I—II степени.

Для выполнения поставленной цели обследованы 92 пациентки в возрасте 35—50 лет, среди них 54 с подтвержденным диагнозом ПТО I—II степени, 38 женщин без пролапса, но с патологией, требующей хирургического вмешательства с возможностью биопсии стенки влагалища.

Были сформированы 3 группы наблюдения: 1-я группа — 38 пациенток без ПТО, оперированных по поводу других заболеваний (гистерэктомия по поводу доброкачественных заболеваний матки) с получением фрагментов стенки влагалища; 2-я группа — 12 пациенток, которым проводилось оперативное вмешательство по поводу ПТО I—II степени в объеме передней и/или задней кольпорафии без лечения в предоперационном периоде; 42 пациентки 3-й группы получали лазерную терапию в предоперационном периоде, а затем — оперативное вмешательство в объеме передней и/или задней кольпорафии. Лазерное облучение стенок влагалища проводили с использованием лазера, технические характеристики которого были следующими: Nd:YAG-лазер («Magic Gyno», модификации лазера «Magic Max» (ООО «МеЛСиТек», Нижний Новгород, Россия)), длина волны 1064 нм, режим модуляции добротности, энергия одного импульса до 1,5 мДж, длительность одного импульса 20—200 нс, пауза между импульсами 30 мкс. Процедуру лазерной терапии проводили без анестезии.

Лазерная терапия включала два этапа: первый — обработка всех стенок влагалища по кругу наконечником с коническим зеркалом, второй — целенаправленная обработка определенных стенок влагалища (передней, задней или боковой в зависимости от клинической ситуации) наконечником с угловым зеркалом. Первый этап выполняли при следующих параметрах: мощность 6—20,7 Вт, длительность цикла 0,9—1,2 с, число циклов 1—4, число проходов 2—5. Второй этап проводили при следующих параметрах: мощность 6—18 Вт, длительность цикла 0,9—1,2 с, число циклов 1—3, число линий 1—2. Три лазерные процедуры проводили с интервалом 4—6 нед. Операцию с биопсией выполняли через 1—2 мес после последней лазерной процедуры.

Исследование одобрено локальным этическим комитетом Приволжского исследовательского медицинского университета (протокол №13 от 7 июля 2021 г., протокол №2 от 4 февраля 2022 г. с последующими изменениями от 30.03.2022, 17.11.2022, 24.10.2024). Исследование проспективно зарегистрировано на сайте clinicaltrials.gov под номером NCT05000957 11 августа 2021 г.; https://clinicaltrials.gov (дата обращения: 15 декабря 2022 г.). У всех включенных в исследование пациенток получено письменное информированное согласие.

Всем пациенткам проводили лабораторное и инструментальное обследование: клинический анализ крови, клинический анализ мочи, мазок из влагалища для исследования микрофлоры, мазок для выявления онкоцитологии шейки матки, расширенную кольпоскопию, УЗИ органов малого таза. Осуществляли подсчет индекса вагинального здоровья (ИВЗ).

В настоящем исследовании использовалась спектральная мультимодальная ОКТ система (ОКТ 1300-Е, ООО «БиоМедТех», Нижний Новгород, РФ), которая позволяет получать структурные и эластографические ОКТ-изображения в режиме реального времени. В ОКТ системе (Регистрационное удостоверение No ФСР 2012/13479 от 30 мая 2012 года) используется зондирующее излучение с центральной длиной волны 1310 нм, шириной спектра 100 нм мощностью на объекте 20 мВт. Разрешение по глубине составляет ~ 15 мкм, поперечное разрешение ~ 20 мкм, глубина сканирования в воздухе ~ 2 мм.

У 21 пациентки биомеханические свойства тканей стенки влагалища изучались ex vivo на биопсийных образцах с помощью фазочувствительной компрессионной оптической когерентной эластографии (К-ОКЭ) [13—15]. Эти пациентки были разделены на 3 подгруппы:

1) 5 пациенток 1-й группы с возрастной нормой тканей стенок влагалища, с патологией, требующей оперативного вмешательства по показаниям, не связанным с пролапсом;

2) 6 пациенток 2-й группы с пролапсом передней и/или задней стенок влагалища без предоперационного лечения;

3) 10 пациенток 3-й группы с пролапсом передней и/или задней стенок влагалища с предоперационной лазерной терапией.

Для количественной оценки упругих свойств образцов тканей использовали калибровочный силиконовый слой с предварительно откалиброванной жесткостью [13], который позволял провести картирование деформаций, вызванных сжатием, и количественно оценить показатель жесткости ткани — модуль упругости Юнга (в кПа) для предварительно выбранного уровня напряжения, приложенного к ткани (в данном исследовании для ткани влагалища — 2 кПа). Модуль Юнга для ткани определяется как отношение деформаций в калибровочном силиконовом слое, умноженное на модуль Юнга силикона, к деформации исследуемой ткани. Калибровочный силиконовый слой, использованный в данном исследовании, имел модуль Юнга 40 кПа. Это значение было признано наиболее подходящим для исследования жесткости стенок влагалища, которая может колебаться от 10 до 300 кПа [13—15]. Для сравнительного анализа средних значений жесткости (модуля упругости Юнга) при различных состояниях тканей стенки влагалища область интереса выбирали вручную в субэпителиальном слое, чтобы обеспечить точное сравнение с гистологическими данными.

Гистологическое исследование образцов ткани стенки влагалища проводили у той же 21 пациентки для оценки состояния пучков коллагена соединительной ткани влагалища в соответствии с возрастной нормой и их изменениями при развитии пролапса и после лазерного воздействия и верификации К-ОКЭ-данных. Гистологические образцы готовили в соответствии со стандартной процедурой и окрашивали по стандартным протоколам гематоксилином и эозином для предварительной оценки структуры ткани и по Ван-Гизону — для количественной и качественной оценки коллагеновых волокон подслизистого слоя. Гистологические образцы исследовали с помощью системы. Для каждого полученного образца стенки влагалища анализировали три (случайных непересекающихся) исследуемых участка размером 1200×1200 пикселей (300×300 мкм) с последующим расчетом среднего значения полученных данных. Участки были локализованы в субэпителиальной зоне, т.е. в области анализа К-ОКЭ-данных.

Количественная оценка коллагеновых пучков включала получение следующих параметров: локальной толщины, ориентации, когерентности и энергии. Локальная толщина рассчитывается как наибольшая сфера, которая помещается внутри объекта и содержит точку. Последняя представляет собой медианное значение толщины пучков коллагена, рассчитанное непосредственно по значениям пикселей в полученной карте толщины.

Ориентация — это угол доминирующего собственного вектора, измеренный от положительной оси абсцисс. Этот параметр отражает угол преобладающего направления пучков коллагена относительно эпителия. Для измерения ориентации коллагеновых пучков все области интереса были взяты параллельно границе эпителия и подслизистого слоя (в аксиальном направлении).

Когерентность прямо пропорциональна степени упорядоченности пучков коллагена. Этот параметр отражает степень выравнивания и извилистости, а также преобладающее направление пучков.

Энергия — мера упорядоченности изображения, также известная как однородность. Высокие значения энергии возникают в случае, если распределение уровней яркости имеет постоянную или периодическую форму. В нашем случае это соответствует высокой однородности распределения коллагена в поле зрения. Таким образом, этот параметр косвенно отражает плотность пучков коллагена в исследуемой области.

Важно отметить, что проведение гистологического исследования в проходящем свете не позволяет надежно идентифицировать отдельные коллагеновые волокна. Поэтому все рассчитанные параметры характеризуют пучки коллагена, которые представляют собой пространственную архитектонику коллагеновых волокон.

Для количественного сравнительного анализа нормальной ткани стенок влагалища и стенок влагалища при пролапсе и проведении предоперационной лазерной терапии и без нее все результаты представлены в виде среднего значения M и среднего квадратического отклонения — M (s). Для графического представления данных использовали диаграммы размаха («ящик с усами»). U-критерий Манна—Уитни с поправкой Бонферрони применяли для выявления значительных различий в числовых данных между обследуемыми группами. Результаты считали статистически значимыми при p<0,05.

Для определения корреляции между значениями жесткости стенок влагалища по данным К-ОКЭ и локальными параметрами толщины, когерентности и энергии пучков коллагена по данным гистологии рассчитывали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r).

Расчеты проводили с использованием ПО Statistical Package for Social Sciences 16.0.

Процедуры лазерной терапии переносились пациентками хорошо, осложнений не отмечено.

Индекс вагинального здоровья в группе лазерной терапии исходно составил 15,74 балла, что свидетельствовало о выраженных атрофических процессах во влагалище. Через 1 мес после проведения третьей процедуры ИВЗ увеличился до 17,89 балла (p<0,05), а через 6 мес составил 19,57 балла, что не отличается от показателя ИВЗ здоровых женщин — 20,14 балла (p>0,05). Увлажненность эпителия была нормальной, эластичность влагалища — хорошей, окраска — нормальной.

По результатам использования К-ОКЭ биопсийных образцов установлено, что для пролапса стенки влагалища характерна в основном значительно меньшая жесткость — 72(±19) кПа в области соединительной ткани в субэпителиальной зоне по сравнению с возрастной нормой 233,5(±48,3) кПа; p<0,05. Относительно высокие значения жесткости — 137(±21) кПа зафиксированы только в более глубокой области подслизистого слоя. Полученные результаты согласуются с результатами более ранних исследований, свидетельствующих о заметном снижении модуля упругости тканей при пролапсе стенки влагалища по сравнению с нормальной тканью [16].

Выяснилось также, что после курса предоперационной подготовки неодимовым лазером соединительная ткань влагалища характеризуется статистически значимым увеличением среднего значения жесткости по сравнению с таковым у пациенток с пролапсом стенок влагалища — 152,1(±19,2) кПа против 73,5(±18,9) кПа (p<0,05), при этом она не достигает возрастной нормы.

В настоящем исследовании впервые был использован структурный количественный анализ гистологических изображений с окраской по Ван-Гизону для объяснения взаимосвязи упругих свойств с состоянием коллагеновых волокон тканей стенок влагалища в трех обследуемых группах (возрастная норма, пролапс I—II степени и пролапс I—II степени после лазерной терапии).

На рис. 1 показана общая тенденция изменения жесткости и параметров структуры пучков коллагена на основе количественной оценки К-ОКЭ и гистологических изображений для каждого исследованного состояния подслизистого слоя стенки влагалища.

Рис. 1. Количественная оценка изображений К-ОКЭ (а) и параметров структуры коллагеновых пучков (б—д) в трех состояниях стенки влагалища: возрастная норма, пролапс I—II степени и пролапс I—II степени после курса терапии Nd:YAG-лазером.

а — диаграмма размаха средней жесткости по данным К-ОКЭ; б — диаграмма размаха локальной толщины пучков коллагена по данным гистологии с окрашиванием по Ван-Гизону; в — диаграмма размаха ориентации пучков коллагена по данным гистологии с окрашиванием по Ван-Гизону (значения выражены по модулю); г — диаграмма размаха организации (когерентности) пучков коллагена по данным гистологии с окрашиванием по Ван-Гизону; д — диаграмма размаха однородности (энергии) пучков коллагена по данным гистологии с окрашиванием по Ван-Гизону. На каждой схеме центральная линия означает медиану, «x» — среднее значение анализируемого параметра. Границы диаграмм размаха обозначают нижний/верхний квартили (25-й и 75-й перцентили), «усы» — минимальные/максимальные значения в пределах 1,5 интерквартильного размаха первого и третьего квартилей, границы — приблизительные 95% доверительные интервалы медианы. Отрезки указывает на статистически значимые различия между обследуемыми группами, * и ** статистически значимы (соответственно p<0,05 и p<0,001; U-критерий Манна—Уитни с поправкой Бонферрони), усл. ед. — условные единицы.

Количественная оценка упругих свойств стенки влагалища при пролапсе показала, что для него характерно статистически значимое снижение средней жесткости по сравнению с возрастной нормой — 73,5 (18,9) кПа против 233,5 (48,3) кПа (p<0,05). Установлено, что при пролапсе стенок влагалища снижение жесткости (см. рис. 1, а), по-видимому, связано с уменьшением локальной толщины пучков коллагена (см. рис. 1, б) и параметра энергии (см. рис. 1, д), что указывает на нарушение однородности расположения пучков коллагена в соединительной ткани стенок влагалища.

Кроме того, при пролапсе стенки влагалища отмечается снижение ориентации (угла наклона) расположения пучков коллагена относительно эпителия (см. рис. 1, в) и увеличение параметра когерентности (см. рис. 1, г), что свидетельствует о доминирующем (организованном) направлении расположения пучков коллагена по сравнению с возрастной нормой. В то же время параметр энергии, отражающий однородность расположения пучков коллагена в тканях стенки влагалища, оказался единственным статистически значимым параметром, отличающим соединительную ткань подслизистого слоя при возрастной норме и на ранней стадии пролапса стенки влагалища — 8728 (2827) усл. ед. против 5746 (944) усл. ед. (p<0,05; см. рис. 1, д). Снижение параметра энергии при пролапсе стенок влагалища, вероятно, связано с увеличением пространственных промежутков между пучками коллагеновых волокон, что, естественно, приводит к увеличению неоднородности ткани.

После лазерного воздействия соединительная ткань влагалища характеризуется статистически значимым увеличением среднего значения жесткости по сравнению с таковой в группе пациенток с ранней стадией пролапса стенок влагалища — 152,1 (19,2) кПа против 73,5 (18,9) кПа; p<0,05) (см. рис. 1, а). Увеличение жесткости тканей после лазерного облучения, скорее всего, связано с увеличением локальной толщины пучков коллагена, а также параметра энергии, что указывает на увеличение однородного расположения пучков коллагена. В настоящем исследовании показано, что при лазерном воздействии соединительная ткань подслизистого слоя стенки влагалища характеризуется статистически значимым увеличением локальной толщины пучков коллагена по отношению к обеим группам с ранней степенью пролапса стенки влагалища и с возрастной нормой — 12,2 (1,2) усл. ед. против 7 (1,3) усл. ед. и 12,2 (1,2) усл. ед. против 8,7 (1,4) усл. ед. (p<0,05). Однако это не служит доказательством реального увеличения толщины пучков коллагена. Можно предположить, что увеличение локальной толщины связано с изменением ориентации (см. рис. 1, в) и увеличением однородности (параметра энергии) расположения пучков (см. рис. 1, д). Это приводит к тому, что группы коллагеновых пучков распознаются плагином Local Thickness как единый структурный элемент. Обращает на себя внимание то, что значения параметров энергии и когерентности пучков коллагена после лазерного воздействия достигают диапазона значений, характерных для возрастной нормы стенки влагалища (см. рис. 1, г, д). Изменение ориентации в группе с лазерным воздействием относительно группы с пролапсом стенки влагалища сопровождается снижением когерентности пучков коллагена (т.е. они теряют свое преобладающее направление. В группе с лазерным воздействием по отношению к группе с ранней стадией пролапса стенок влагалища также наблюдается статистически значимое увеличение значений параметра энергии и снижение параметра когерентности — 9960 (1799) усл. ед. против 5746 (944) усл. ед. и 0,17 (0,05) усл. ед. против 0,26 (0,06) усл. ед. (p<0,05; см. рис. 1, д, г).

Результаты К-ОКЭ-исследования и анализа гистологических изображений показывают, что на значения жесткости влияют локальная толщина, плотность и неоднородность расположения пучков коллагена. В частности, снижение жесткости наблюдается в случае, если пучки становятся более тонкими и менее плотно упакованными и обнаруживают достаточно четкое преобладающее направление. Увеличение жесткости связано с большей толщиной пучков коллагена, когда они более плотно упакованы и теряют свое преобладающее направление (рис. 2, на цв. вклейке).

Рис. 2. Изменения в гистологической картине вагинальной стенки под влиянием лазерной терапии.

Для анализа связи между жесткостью по данным К-ОКЭ и пучками коллагена по данным гистологического исследования был рассчитан коэффициент корреляции Спирмена (рис. 3). Корреляционный анализ выявил три пары коррелирующих параметров при пролапсе стенок влагалища без лазерного воздействия и после него. Наблюдалась высокая положительная корреляция между жесткостью стенки влагалища и локальной толщиной пучков коллагена (см. рис. 3, а), а также с параметром энергии (см. рис. 3, в) пучков коллагена (r=0,668, p=0,006; r=0,714, p=0,003). В то же время параметр жесткости продемонстрировал отрицательную корреляцию с параметром когерентности (r=‒0,568; p=0,027; см. рис. 3, б). Таким образом, было продемонстрировано, что на упругие свойства стенки влагалища влияют структурные характеристики пучков коллагена.

Рис. 3. Связь между жесткостью по данным К-ОКЭ и параметрами структуры пучков коллагена по данным гистологического исследования в стенке влагалища с пролапсом I—II степени (серые квадраты) и пролапсом I—II степени после курса терапии Nd:YAG-лазером (черные квадраты).

а — высокая положительная корреляция между жесткостью стенки влагалища и локальной толщиной пучков коллагена (r=0,668; p=0,006); б — отрицательная корреляция между жесткостью стенок влагалища и параметром когерентности пучков коллагена (r=‒0,568; p=0,027); в — высокая положительная корреляция между жесткостью стенок влагалища и параметром энергии пучков коллагена (r=0,714; p=0,003). Пунктирными линиями обозначены 95% интервалы прогнозирования.

В настоящее время сообщается о трех различных лазерных методах лечения больных с гинекологическими и урологическими патологическими состояниями (такими как генитоуринарный синдром, синдром релаксации влагалища, стрессовая инконтиненция):

1) микроаблативной фракционной терапии лазером на диоксиде углерода CO₂ (10 600 нм) [17, 18];

2) двухфазной терапии эрбиевым лазером на иттрий-алюминиевом гранате (Er:YAG) (2940 нм), сочетающей фракционную холодную аблацию и термическую аблацию [19, 20];

3) неаблационной терапии Er:YAG-лазером (2940 нм) с технологией SMOOTH [21, 22].

Во всех трех вариантах лазерная терапия вызывает неоколлагенез, а также приводит к утолщению и укреплению передней стенки влагалища, что обеспечивает улучшенную поддержку мочевого пузыря и уретры. Описан успешный опыт использования низкоинтенсивного лазерного излучения в терапии трофических инфицированных язв влагалища на этапе подготовки пациенток к корригирующим операциям по поводу пролапса вагинальным доступом. По данным авторов, лазерная терапия вызывала активацию роста грануляций и выраженность процессов эпителизации в сочетании с антимикробным действием на условно-патогенные микроорганизмы в трофической язве [23].

В нашем исследовании впервые неодимовый неаблационный лазер был использован при лечении пациенток с пролапсом I—II степени, при этом для оценки изменения/повышения значения модуля упругости стенок влагалища также впервые был использован метод К-ОКЭ.

Нами получены убедительные данные о структурной перестройке соединительнотканного подслизистого слоя стенки влагалища женщин с пролапсом, который определяет ее устойчивость к растяжению под влиянием различных известных факторов (генетических, связанных с повторными родами и т.д.) [24]. В частности, снижение жесткости наблюдается в случае, если пучки коллагена становятся более тонкими и менее плотно упакованными и обнаруживают достаточно четкое преобладающее направление, происходит развитие деструктивных процессов в соединительной ткани подслизистого слоя, что предопределяет патофизиологию опущения влагалищной стенки. Напротив, характер реорганизации тканей стенки влагалища после воздействия Nd:YAG-лазера определяется увеличением количественных показателей соединительнотканных структур подслизистого слоя стенки влагалища на гистологических картинах и восстановлением жесткости на К-ОКЭ-изображениях, что свидетельствует об интенсификации регенерации и улучшении морфометрических параметров ткани.

Аналогичные позитивные изменения были ранее продемонстрированы у пациенток со стрессовым недержанием мочи, имевших по данным исследования вагинальных биоптатов дегенеративно-атрофические изменения многослойного плоского эпителия, дезорганизацию фибриллярных структур межклеточного матрикса, нарушения микроциркуляции. Исследования после воздействия Er:YAG-лазера выявили признаки неоколлагено- и эластогенеза, очаги неоангиогенеза, уменьшение дегенерации и атрофии эпителия, увеличение популяции фибробластов, объемной плотности кровеносных капилляров и толщины эпителиального слоя [25].

Таким образом, выявленные позитивные изменения биомеханических свойств влагалищной стенки являются результатом индуцируемой лазерным излучением реорганизации субэпителиального слоя стенки влагалища, что в совокупности с положительными изменениями клинической картины позволяет сделать предварительный вывод о патогенетической значимости неодимового лазера в комплексном лечении пациенток с пролапсом I—II степени. Неаблационный характер воздействия данной модификации лазера обеспечивает отсутствие побочных действий, риска ожогов, комфортные ощущения пациенток и, следовательно, их высокую приверженность к лечению.

Исследования клинических эффектов лазерной терапии продолжаются, в частности, будет сопоставлена частота развития рецидивов пролапса в течение года после хирургического лечения у пациенток с предоперационым лазерным воздействием и у пациенток, не получавших такого вида предоперационной подготовки. Такое исследование чрезвычайно актуально вследствие высокой частоты рецидивов пролапса после хирургического лечения [26, 27].

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Гречканев Г.О.

Сбор и обработка материала — Крупинова Д.С., Губарькова Е.В., Потапов А.Л., Никишов Н.Н., Хлопков А.Д., Синицина Е.В., Никишова А.Н., Исмаилова Н.А., Шатилова К.В.

Статистическая обработка — Губарькова Е.В., Потапов А.Л., Хлопков А.Д.

Написание текста — Гречканев Г.О., Шатилова К.В., Сироткина М.А.

Редактирование — Гречканев Г.О.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Participation of the authors:

Concept and design of the study — Grechkanev G.O.

Data collection and processing — Krupinova D.S., Gubar’kova E.V., Potapov A.L., Nikishov N.N., Khlopkov A.D., Sinitsina E.V., Nikishova A.N., Ismailova N.A., Shatilova K.V.

Statistical processing of the data — Gubar’kova E.V., Potapov A.L., Khlopkov A.D.

Text writing — Grechkanev G.O., Shatilova K.V., Sirotkina M.A.

Editing — Grechkanev G.O.

Authors declare lack of the conflicts of interests.