CC BY
86
УДК 616-006-085.849.11
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НОВОГО МЕТОДА ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ОПУХОЛЕЙ ПАРЕНХИМАТОЗНЫХ ОРГАНОВ МЕСТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭНЕРГИИ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ
B.Е. Загайнов1-3, А.В. Костров2, А.В. Стриковский2, Г.Г. Горохов1, Д.В. Янин2,
C.А. Васенин1, Л.В. Шкалова1, М.Л. Бугрова3, Л.Б. Снопова3, В.А. Атдуев13,
1ФБУЗ «Приволжский окружной медицинский центр ФМБА России»,
2Учреждение Российской академии наук «Институт прикладной физики»,
3ГОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия»
Загайнов Владимир Евгеньевич - e-mail: [email protected]
Впервые создан отечественный прибор для термического контактного разрушения опухолей
локальным воздействием энергии сверхвысоких частот. При конструировании аппаратного комплекса использованы результаты математического моделирования и стендовых испытаний. Для оценки эффективности предложенного устройства проведен эксперимент на крупных лабораторных животных с последующим исследованием зоны воздействия методами световой и электронной микроскопии. При воздействии энергии СВЧ на ткани печени и почки установлены три характерные зоны разрушения ткани. Первая зона, непосредственно вокруг рабочего электрода, зона полного разрушения, следующая по удалению зона с преобладанием сосудистых нарушений и некроза печеночной ткани. Третья зона - наружная, характеризовалась нарушением целостности внутриклеточных органелл и эпителия капилляров, зачастую несовместимых с дальнейшей жизнедеятельностью клеток. Положительными свойствами предложенного метода локальной гипертермии энергией СВЧ явились короткое время воздействия, программируемость формы и размеров зоны разрушения, повторяемость. Метод может быть эффективно использован в клинике для контактной гипертермической аблации опухолей печени и почек.
Ключевые слова: микроволновая термоаблация, паренхиматозные органы, математическое моделирование, морфологические изменения при СВЧ-воздействии,
аппаратный комплекс СВЧ-термоаблаиии.
There has been produced the first home apparatus for the termic contact destruction of tumors by local action of the energy of superhigh frequency (SHF). While constructing the apparatus complex there were used the results of mathematical simulation and benchmark tests. For the assessment of the effectiveness of the apparatus there was carried out the experiment on large-size laboratory animals with further examination of the affected zone by the methods of light and electron microscopy. During the action of the energy of SHF there were stated three specific zones of the tissue destruction. The first zone, just around the work electrode, is the zone of full destruction, the next zone is with the prevail of vessel defects and necrosis of hepatic tissue. The third zone is external and characterized by the destruction of continuity of intracellular organs and the epithelium of capillaries, usually not compatible with further vital activity of cells. The positive properties of the suggested method of local hyperthermia by the energy of SHF are the short period of action time, programmability of the form and size of the destruction zone, repeatability. The method can be successfully used in any clinic for the contact hyperthermic ablation of tumors of liver and kidneys.
Key words: microwave thermoablation, parenchymatous organs, mathematical simulation, morphological changes at SHF action, apparatus SHF-termoablation.
Введение
В современной онкологии нарастает интерес к методам локальной направленной девитализации тканей или аблации, которая позволяет добиться сопоставимых с хирургическим результатов лечения, при меньшем количестве осложнений [1, 2].
Радиочастотная термоаблация (РТА) - наиболее используемый метод локальной деструкции опухолей печени, реже легких и других органов [3]. РТА опухолей почки не проводится ввиду выраженной васкуляризации почечной паренхимы и ввиду этого частых осложнений. РТА в печени используется как самостоятельный метод, так и в комбинации с хирургическими резекциями [2, 4]. Результаты аблации при тщательном выборе показаний нередко сопоставимы с результатами хирургического лечения опухолей печени [2, 5]. К недостаткам метода относятся: длительность процедуры, сложная пространственная геометрия зоны разрушения за счет различий электропроводности тканей вокруг электрода, невозможность перегрева тканей вблизи крупных сосудов, необходимость поддержания и контроля электропроводности тканей вблизи электрода вплоть до введения солевых растворов. Широкое применение РТА в клинической практике ограничено также высокой стоимостью оборудования и расходных электродов. Применяемый за рубежом метод микроволновой аблации демонстрирует хорошие результаты [6, 7], однако ввиду технических возможностей оборудования мощность прибора ограничена 40-60 Вт.
В опубликованных работах по морфологическому исследованию ткани печени и опухолей в ней после РТА отражены особенности и сроки формирования некроза ткани печени и опухоли [8, 9, 10, 11, 12]. Термические повреждения клеток инициируются при 42°С. При этом время, необходимое для гибели клеток, составляет от 3 до 50 часов в зависимости от структуры тканей. Повышение температуры ускоряет некроз клетки. 8 минут требуется для гибели опухолевых клеток при температуре 46°С, а при 51°С клетки погибают через 2 минуты [4]. Временная остановка кровотока в ткани ускоряет образование некроза [8, 9]. Отмечено несоответствие распространенности визуальных макроскопических и микроскопических изменений в паренхиме печени после РТА [13]. Морфологические исследования тканей после микроволновой аблации по литературным данным не отличаются от таковых при РЧА-аблации.
Несмотря на огромный мировой опыт применения РТА, не прекращается поиск иных методов локальной гипертермии опухолей [3, 16]. Для создания новых методов локального разрушения опухолей перспективным представляется использование энергии сверхвысоких частот (СВЧ). При передаче энергии в ткани СВЧ диапазон, в отличие от радиочастотного диапазона, обладает существенными преимуществами [16].
Цель работы - разработать метод и создать устройство для контактного разрушения опухолей печени и почки энергией СВЧ и оценить его эффективность в эксперименте.
Разработанный метод должен отвечать основным требованиям, предъявляемым к современным методам локальной деструкции:
- граница разрушения ткани по аналогии с «открытой» ^ хирургией должна превышать 1 см от края опухоли в пределах неизмененных тканей;
- воздействие должно оказывать минимальное системное токсическое действие на организм (предпочтительно вызвать коагуляционный, а не колликвационный некроз);
- методика должна быть малотравматичной и повторяемой [4].
Материалы и методы
Коллективом сотрудников Приволжского окружного медицинского центра ФМБА России и УРАН института прикладной физики РАН в г. Нижнем Новгороде разработана технология [1] и изготовлен макет комплекса для микроволновой термоаблации с локализованной излучающей системой (рис. 1).
При разработке метода использовано математическое моделирование. Экспериментальное исследование проведено на крупных лабораторных животных. Результат воздействия оценивался макроскопически, при изучении структурных и ультраструктурных изменений биологических тканей использовали световую и электронную микроскопии (ЭМ).
РИС. 1.
Внешний вид комплекса для контактной СВЧ деструкции тканей.
Материал для световой микроскопии фиксировался в 10% р-ре формалина с последующей заливкой в парафин по стандартной методике. Полученные срезы ткани окрашивали гематоксилином-эозином и исследовали на микроскопе Leica DM 5000 [15].
Для электронно-микроскопического исследования образцы тканей фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида на фосфатном буфере (рН=7,4) и в 1% растворе четырехоки-си осмия, затем обезвоживали в спиртах восходящей концентрации и заключали в смесь ЭПОН-АРАЛДИТ [15]. Полутонкие и ультратонкие срезы производили на ультратоме ULTRACUT (Reichert-yung), окрашивали метиленовым синим и фуксином. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца по методу Reynolds и изучали на электронном микроскопе Morgagni 268D фирмы FEI.
Физическое обоснование метода. Преимущество использования СВЧ диапазона для локальной гипертермии заключается в возможности подведения большей мощности к биологической ткани за короткий промежуток времени. Переход на более высокую частоту (СВЧ) по сравнению с аналогами, работающими в ВЧ диапазоне, обусловлен ростом поглощаемой мощности на единицу объема с увеличением частоты.
Р = «є'' E2 = [0.28х10-6 fe" Е2] Вт/см3 где f - частота в мегагерцах,
Е - напряженность электрического поля в В/см, е" - коэффициент диэлектрических потерь вещества,
Р - поглощенная мощность.
Таким образом, при равных мощностях нагрев биологической ткани в СВЧ-диапазоне происходит гораздо быстрее, давая несомненные преимущества при практическом применении.
В состав созданного комплекса для СВЧ-термоаблации входит блок СВЧ-генератора с различными типами сменных антенн (рис. 2).
РИС. 2.
Принципиальная схема работы комплекса для локального разрушения биологических тканей энергией СВЧ.
Используемый генератор работает в диапазоне 2,5 Ггц. Выходная мощность регулируется в пределах 20-500 Вт. Важной отличительной особенностью предлагаемой системы от систем РТА является ее одноэлектродность. Отсутствие второго «пассивного» электрода позволяет исключить протекание нежелательных токов через тело пациента. При этом процессы карбонизации и газообразования вокруг электрода не препятствуют пространственному распространению ближнего поля и тепла в зоне СВЧ-воздействия, производя пространственно равномерный прогрев тканей.
Принцип действия основан на введении рабочего игольчатого электрода в биологическую ткань (опухоль) с последующим подведением к нему энергии СВЧ. Размер зоны коагуляции зависит от величины мощности и времени нагрева. С целью профилактики возможного ожога тканей по ходу пункционного канала и обугливания рабочей части электрода была изготовлена игла диаметром 2,5 мм и длиной 250 мм с замкнутым охлаждающим водяным контуром.
Изучение области нагрева биологической ткани с последующей деструкцией, вызываемой СВЧ мощностью, и разработка конструкции рабочей части иглы было основано на проведении численного моделирования распределения электрического поля, создаваемого иглой - антенной, и поглощенной СВЧ мощности в различных типах сред, по своим параметрам приближающихся к биологической ткани.
Математическая модель учитывала результат численного счета распределения ближнего поля и поглощаемой мощности при разных длинах иглы - антенны и разных параметрах окружающей среды выявил оптимальную ее конфигурацию (рис. 3). Длина волны в свободном пространстве ~ 10 см.
Стендовые испытания. При работе антенны-иглы на нагрузку (биологическая ткань) были проведены лабораторные испытания и замеры уровня потока электромагнитной энергии сертифицированными приемниками, по результатам которых была доказана электрическая и СВЧ безопасность работы прибора для медицинского персонала и пациента.
Для сравнения работы комплекса для СВЧ-термоаблации с приборами, работающими в радиодиапазоне, была
выполнена экспериментальная визуальная оценка теплового денатурирующего воздействия на животный (яичный) белок по методике описанной Б.И. Долгушиным с соавторами, 2007 [3]. Было установлено, что геометрическая форма и размеры зоны денатурирующего воздействия были сопоставимы с результатами, полученными при использовании системы для РЧА-аблации Cool-tip Radionics (рис. 4).
Длина антенны 10 мм Распределение электрического поля г-30, tg 5 - 0.4 (среда, подобная биологической ткани)
РИС. 4.
Денатурация яичного белка вокруг электрода при СВЧ-воздействии длительностью 30 секунд.
Положительные результаты стендовых испытаний хорошо совпали с результатом численного счета, что позволило продолжить оценку эффективности метода и устройства в эксперименте. После получения разрешения локального этического комитета (ЛЭК) Нижегородской региональной медицинской ассоциации (протокол № 40/2 от 8 февраля 2008 года) начата серия экспериментальных исследований на животных.
Экспериментальное исследование. Для экспериментов были использованы крупные лабораторные животные (свиньи). В ходе исследований оценивалась эффективность метода и работа созданного аппаратного комплекса для
ivh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
СВЧ-термоаблации (СВЧ-ТА) печени и почки. Под в/в наркозом рамитаром выполнялась лапаротомия, в рану без прекращения кровотока выводилась печень, манипуляции с почкой выполнялись in situ. Рабочий электрод помещали в различные точки паренхимы органов и подводили энергию нарастающей мощности.
После окончания процедуры СВЧ-ТА сохраняли кровоток в органе не менее одного часа для манифестирования сосудистых реакций в зоне воздействия. Результаты локального воздействия энергии СВЧ на структуру паренхиматозных органов помимо макроскопического контроля (рис. 5) оценивали методами световой и электронной микроскопии.
При макроскопическом изучении выявлялись две зоны:
- белесая зона вокруг канала электрода - зона некроза,
- пограничная зона (зона кровоизлияний).
Морфологические исследования
При световой микроскопии в макроскопически сходных зонах воздействия, определяемых удаленностью от рабочего электрода, в паренхиме печени и почки были выявлены однотипные структурные изменения.
Печень.
Световая микроскопия.
Зона некроза. В непосредственной близости от иглы (область белесой зоны некроза вокруг электрода) отмечались выраженные деструктивные изменения: дезорганизация структуры долек с разрушением печеночных балок, группирование гепатоцитов с уплотнением их цитоплазмы и отсутствием визуализации границ клеток, базофилия и фрагментация волокон соединительной ткани. Отмечено полное отсутствие форменных элементов крови (рис. 6).
Пограничная зона. Поле коагуляции (зона некроза) резко переходит в кровоизлияния, соответствующие на макропрепарате пограничной зоне. Поля кровоизлияний соответствуют на макропрепарате пограничной зоне, отличающейся по окраске как от белесой зоны коагуляционных изменений, так и от визуально неизмененной периферической зоны (рис. 6). В пограничной зоне к выраженным деструктивным изменениям добавляются сосудистые нарушения в виде тканевых кровоизлияний, полнокровия сосудов с нарушением структуры стенок отдельных из них. В паренхиме печени этой области отмечается вакуолизация цитоплазмы гепатоцитов, расширение
РИС. 5.
Зона коагуляционного некроза ткани печени и почки лабораторного животного в результате СВЧ-ТА (макроскопия).
РИС. 6.
Структура печени в зоне воздействия СВЧ-электрода.
Выявленные зоны: А- зона некроза,
В - пограничная зона, С - периферическая зона. Окр. гематоксилином и эозином, х40.
РИС. 7.
Резкий переход пограничной зоны (кровоизлияние по типу геморрагического пропитывания в ткани печени) в визуально не изменённую периферическую зону. Окраска гематоксилином и эозином, х40.
РИС. 8.
Участок ткани печени зоны В после СВЧ воздействия: Я - пикнотичное ядро гепатоцита; ЭК - эндотелиальная клетка; Э - эритроциты; тЭ - «тени» эритроцитов; М - вакуолизированные митохондрии. Увеличение х3500.
РИС. 9.
Зона В. Синусоидный капилляр печени после СВЧ воздействия: Я - ядра неизмененных гепатоцитов; ЭК - эндотелиальная клетка; Э - агрегированные эритроциты; тЭ -«тени» эритроцитов. Увеличение х3500.
РИС. 10.
Зона С. Синусоидный капилляр печени после СВЧ воздействия: Э - агрегированные эритроциты; ЭК - эндотелиальная клетка. Увеличение х5600.
РИС. 11.
Зона С. Неизмененные гепатоциты:
Я - ядро гепатоцита; К - синусоидный капилляр с агрегированными эритроцитами. Увеличение х4400.
центральных вен и внутридольковых капилляров, интерстициальный отёк, базофилия волокон соединительной ткани.
Периферическая зона. Пограничная зона (зона кровоизлияния) резко переходит в периферическую зону. В непосредственной близости периферической и пограничной зон отмечается периваскулярный отек, полнокровие сосудов, уплотнение печёночных долек, очаговое расширение внутридольковых капилляров, гепатоциты с мелкозернистой цитоплазмой (рис. 7).
По мере удаления от зоны непосредственного воздействия рабочего электрода структурные нарушения в ткани печени исчезали, а отдалённые участки периферической зоны воздействия имели обычное гистологическое строение, соответствующее условной норме.
Таким образом, при световой микроскопии были выявлены три зоны повреждения паренхимы печени при локальном воздействии энергии СВЧ: зона полного разрушения или некроза (А), зона выраженных сосудистых нарушений или пограничная зона (В) и зона умеренных сосудистых реакций или периферическая зона (С), в которой при световой микроскопии присутствовали визуально неизмененные гепатоциты. Размеры зон зависели от прилагаемой мощности и времени воздействия.
Электронная микроскопия.
При электронно-микроскопическом исследовании зон поражения В и С в печени были выявлены следующие изменения.
В зоне В наблюдалось нарушение целостности стенок сосудов микроциркуляторного русла, выход эритроцитов в интерстициальное пространство (рис. 8). В сохранившихся капиллярах выявлена адгезия и агрегация эритроцитов, большое количество «теней» эритроцитов, вакуолизирован-ная плазма. Ядра эндотелиоцитов содержали гетерохроматин (рис. 9). Выявлено большое количество измененных гепатоцитов, имевших пикнотичные ядра с отеком перину-клеарного пространства, с везикуляцией цитоплазмы, набуханием и вакуолизацией митохондрий, отеком саркоплаз-матического ретикулума, наличием миелиноподобных структур (рис. 10). Небольшая часть гепатоцитов, находящихся в отдалении от точки воздействия, сохраняла практически неизмененную ультраструктуру (рис. 8).
В зоне С во всех сосудах микроциркуляторного русла наблюдалась агрегация эритроцитов (рис. 10). Среди гепатоцитов при световой микроскопии примерно половина не отличалась от интактных (рис. 11). В другой половине клеток в ядрах преобладал гетерохроматин, наблюдался небольшой отек перинуклеарного пространства, расширение сарко-плазматического ретикулума и просветление матрикса митохондрий, наличие миелиноподобных структур (рис. 12).
Таким образом, в зоне С изменения носили «мозаичный» характер с преимущественными повреждениями микроциркуляторного русла и частично с повреждением гепатоцитов. Последствия воздействия могут проявляться в более поздние сроки.
РИС. 12. Зона С. Измененные гепатоциты после воздействия: Я - ядра гепатоцитов с гетерохроматином и отеком перинуклеарного пространства; стрелками показаны миелиноподобные структуры. Увеличение х5600.
РИС. 13.
Разрушенная структура почки в зоне СВЧ-воздействия и пограничная зона с явлениями выраженной геморрагии. Окраска гематоксилином и эозином, х40.
РИС. 14.
Переход зоны геморрагии (пограничной зоны) в визуально неизмененную ткань почки. Окраска гематоксилином и эозином, х40.
РИС. 15.
Зона В. Микроциркуляторное русло почки:
Э - эритроцит; тЭ - «тени» эритроцитов; ЭК - эндотелиальная клетка; стрелкой указан дистальный каналец с выраженными нарушениями ультраструктуры. Увеличение х2800.
РИС. 16.
Зона В. Стенка дистального канальца почки: Я - ядро эпителиоцита канальца в состоянии кариолизиса; В - вакуоль. Увеличение х4400.
РИС. 17.
Зона С. Участок ткани клубочка левой почки: К - капилляры с агрегацией и адгезией эритроцитов, вакуолизированной плазмой; ЭК - эндотелиальные клетки;
Пц - подоциты. Увеличение х4400.
Почка.
Макроскопически вокруг рабочей иглы наблюдается зона коагуляционных изменений (белесая ткань) затем пограничная зона с геморрагическим пропитыванием, макроскопически отличимая по цвету как от зоны некроза, так и от малоизмененной окружающей периферической зоны. При морфологическом исследовании ткани почки непосредственно в зоне СВЧ-воздействия выявлена дезорганизация структурных компонентов, резкое расширение и разрыв канальцев, расширение и разрыв части капсул клубочков, уплотнение клубочков, разрушение клеток эпителия канальцев - слущивание, уплотнение и базофилия цитоплазмы. Соединительная ткань базофильна, наблюдается расслоение стенок артерий, их базофилия. Область некроза резко переходит в зону с явлениями выраженной геморрагии (пограничная зона), где наблюдается полнокровие капилляров клубочков, полнокровие сосудистого русла. В канальцах отмечено частичное слущивание эпителия, базофилия и вакуолизация цитоплазмы (рис. 13).
Микроскопическое строение ткани почки в периферической зоне соответствовало условной норме. Степень отслоения эпителия канальцев уменьшается по направлению к периферии, и канальцы с сохранным эпителием имеют открытый просвет (рис. 14).
Таким образом, при световой микроскопии паренхимы почки так же, как и в печени, отчетливо проявлялись три зоны повреждения при локальном воздействии энергии СВЧ: зона полного разрушения или некроза (А), зона выраженных сосудистых нарушений или пограничная зона (В), зона умеренных сосудистых реакций или периферическая зона (С), в которой при световой микроскопии нарушения структуры паренхимы были незначительны. Размеры зон также зависели от прилагаемой мощности и времени воздействия.
При электронно-микроскопическом исследовании
зоны В выявлено большое количество канальцев со значительным нарушением внутриклеточной ультраструктуры и с отсутствием просветов (рис. 15). В сосудах микроциркуля-торного русла наблюдалось большое количество «теней» эритроцитов, адгезированные эритроциты, вакуолизация
плазмы. В эндотелиальных клетках - наличие вакуолизиро-ванных митохондрий (рис. 16). В клетках канальцев выявлено большое количество вакуолей, выражены изменения ядер от инвагинаций, набухания кариоплазмы до кариоли-зиса (рис. 16).
В зоне С в сосудах микроциркуляторного русла наблюдалась агрегация эритроцитов, «тени» эритроцитов, вакуоли-зированная плазма. Эндотелиоциты содержали митохондрии с просветленным матриксом (рис. 17, 18). Подоциты клубочка сохраняли структуру интактных клеток, лишь в единичных случаях имели ядра с инвагинациями кариолеммы (рис. 17). Встречались канальцы с разными изменениями: среди них большая часть состояла из эпителиоцитов с неизмененной внутриклеточной структурой (рис. 18), однако были и канальцы, содержащие эпителиальные клетки с выраженным отеком гиалоплазмы, вакуолизированными митохондриями и ядрами с просветленной кариоплазмой (рис. 19). Выявлены канальцы со спавшимся просветом.
Таким образом, зона С при электронно-микроскопическом исследовании характеризовалась незначительными проявлениями микроциркуляторной дисфункции. Степень изменений уменьшалась по мере удаления от активного электрода.
Обсуждение результатов
Использование для локальной термоаблации биологических тканей источника энергии высокой мощности в СВЧ диапазоне предпочтительнее радиочастотного диапазона, так как позволяет передать в ткань значительный энергетический импульс за короткий промежуток времени, не требует применения второго пассивного электрода. Объем и геометрическая форма зоны воздействия не зависят от электропроводности и степени васкуляризации окружающих тканей
При численном моделировании распределения электрического поля, создаваемого иглой - антенной и поглощенной СВЧ мощности в средах, по своим параметрам приближающихся к биологической ткани, выявлено, что оптимальное распределение полей происходит при длинах антенны 5-10 мм. Результаты моделирования были использованы при конструировании рабочей части антенны-иглы.
В ткани печени и почки при макро- и микроскопическом исследованиях впервые выявлены схожие структурные
РИС. 18.
Зона С. Неизмененные канальцы левой почки: К - капилляр с агрегацией и адгезией эритроцитов и вакуолизированной плазмой; ЭК - эндотелиальная клетка; Я - ядра эпителиоцитов канальцев. Увеличение х3500.
РИС. 19.
Зона С. Участок стенки канальца левой почки с выраженными изменениями ультраструктуры: Я - ядра эпителиоцитов; М - вакуолизированные митохондрии; К - капилляр с агрегированными эритроцитами. Увеличение х4400.
изменения. При местном коротком по времени подведении энергии СВЧ спустя один час формируются три зоны: зона полного разрушения (некроза), пограничная зона с выраженными сосудистыми расстройствами и самая удаленная
- периферическая зона, где изменения носят «мозаичный» характер. Зона повреждения имеет форму овоида, размеры ее зависят только от подводимой мощности и времени воздействия.
Формирование зоны некроза биологической ткани диаметром 3 сантиметра происходит за 40-60 секунд за счет высокой мощности прибора (50-150 Вт).
Природа некроза биологической ткани при локальном воздействие энергии СВЧ связана как с непосредственным разрушением клеток высокой температурой, так и с местными сосудистыми нарушениями (ишемией), при которых некроз ткани имеет отсроченный характер.
Учитывая форму и время формирования некроза вокруг активного электрода основным повреждающим фактором зоны А является высокая температура. Образование и размеры зоны В (пограничная зона) зависят как от высокой температуры, так и от фактора ишемии. Периферическая зона С в клиническом приложении очень важна, так как определяет гарантированный «отступ» зоны разрушения опухоли для профилактики рецидивирования. Выявленные повреждения внутриклеточных структур не всегда могут приводить к гибели клетки. Ультраструктурные изменения зоны С могут свидетельствовать в пользу апоптоза клеток, что имеет важное прикладное значение в онкологии и нуждается в дальнейшем изучении.
Предложенная методика и созданный аппаратный комплекс для разрушения биологических тканей локальным подведением энергии СВЧ имеют большие перспективы при клиническом применении при полной его безопасности.
Заключение
1. Стендовые испытания и результаты численного моделирования распределения электрического поля и поглощенной СВЧ-мощности в средах, по своим параметрам приближающихся к биологической ткани, показали возможность использования энергии СВЧ для термической аблации биологических тканей.
2. Применение для разрушения биологических тканей энергии в СВЧ-диапазоне демонстрирует высокую эффективность и преимущества перед радиочастотной аблацией.
3. В тканях печени и почки местное воздействие энергии СВЧ вызывает сходные изменения в виде образования трех зон: А - полного разрушения или некроза, В - пограничной зоны выраженных сосудистых расстройств, С - периферической зоны с изменениями на уровне клеточных структур с возможным инициированием апоптоза.
4. Предложенная методика имеет большие перспективы применения в клинике для локальной СВЧ-аблации опухолей печени и почки.
5. Впервые создан отечественный прибор для контактной микроволновой термоаблации с локализованной излучающей системой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Петренко К.Н., Барсукова Е.О., Полищук Л.О., Фисенко Е.П., Шатверян Г.А., Скипенко О.Г. Результаты радиочастотной аблации при лечении колоректальных метастазов печени. Российский журнал ГГК. 2007. № 3. С. 84-89.
2. Сергеева О.Н. Радиочастотная абляция при очаговых поражениях печени. Диссертация кандидата медицинских наук. М. 2005.
3. Долгушин Б.И., Патютко Ю.И. и др. Радиочастотная термоаблация опухолей печени. Под редакцией М.И. Давыдова. М.: Практическая медицина, 2007. 187 с.
4. Abdalla E.K., Vautey J.N., Ellis L.M. et al. Recurrence and outcomes following hepatic resection, radiofrequency ablation, and combined resection/ablation for colorectal metastases. Ann. Syrg. 2004. Vol. 239. № 6. P. 818-825.
5. Патютко Ю.И. Хирургическое лечение злокачественных опухолей печени. М.: Практическая медицина, 2005. 312 с.
6. Simon C.J., Dupuy D.E., Mayo-Smith W.W. Microwave Ablation. Principles and applications. RadioGraphics. 2005. Vol. 25. P. 69-83.
7. Gravante G., Ong S. L., Metcalfe M.S., Strickland A., Dennison A.R. and Lloyd D.M. (2008). Hepatic microwave ablation: a review of the histological changes following thermal damage. Liver International. 2008. Vol. 28. P. 911-921.
8. Curley S., Marra P., Beaty K. et al. Early and late complications after radiofrequency ablation of malignant liver tumors in 608 patients. Ann. Surg. 2004. Vol. 239. P. 450-458.
9. Должиков А.А., Куликовский В.Ф., Набережнев Д.И., Луценко В.Д. Воздействие радиочастотной термоаблации на структуру интактной и ишемизированной печени. Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН № 1. 2006. С. 34-37.
10. Kim S.K., Lim H.K., Ryu J.A. et al. Radiofrequensy ablation of rabbit liver in vivo: effect of the Pringle maneuver on patologic changes in liver surrounding the ablation zone. Korean J. of Radiol. 2004. № 5. P. 240-249.
11. Kuromatsu R., Tanaka M., Shimauchi Y. et al. Light and electron microscopic analyses of immediate and late tissue damage caused by radiofrequency ablation in porcine liver. International Journal of Molecular Medicine. 2003. № 11. P. 199-204.
12. Lee J.M., Kim Y.K., Lee Y.H. et al. Percutaneous radiofrecuency thermal ablation with hypertonic saline injection: in vivo study in a rabbit liver model. Korean J. of Radiol. 2003. № 4. P. 27-34.
13. Lu D. S., Raman S. S., Limanond P. et al. Influence of large peritumoral vessels on outcome of radiofrequency ablation of liver tumors. J. of Vascular and Intervent. Radiol. 2003. № 14. P. 1267-1274.
14. Goldberg S.N., Gazelle G.S., Compton C.C. et al. Treatment of intrahepatic malignancy with radiofrequency ablation. Cancer. 2000. № 88. Р. 2452-2463.
15. Микроскопическая техника: руководство. /Под редакцией
Д.С. Саркисова и Ю.Л. Перова. М.: Медицина, 1996. С. 544.
16. Гусев А.Н., Сигал В.Л., Осинский С.П. Теплофизические модели гипертермии опухолей. Киев: Науч. думка. 176 с.
17. Способ и устройство для разрушения злокачественных опухолей. Патент РФ № 2368406. Авторы: Загайнов В.Е., Костров А.В., Стриковский А.В., Плотников А.Ф., Горохов Г.Г. Опубликовано 27.09.2009.
