Научная статья на тему 'Применение теплофизического моделирования при криохирургии печени'

Применение теплофизического моделирования при криохирургии печени Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
131
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Морозова Н. В., Пономарев Д. Е., Пушкарев А. В., Цыганов Д. И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Применение теплофизического моделирования при криохирургии печени»

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

цирроза печени, повторные резекции печени). Послеоперационная летальность составила 7,84%. Таким образом, операцией выбора при опухолях печени является резекция печени. Объем резекции определяется распространенностью опухолевого процесса. При локализации опухоли в пределах половины печени должна выполняться гемигепатэктомия, при вовлечении в процесс смежных сегментов противоположной половины - расширенная гемигепатэктомия. Применение криовоздействия способствует повышению радикальности вмешательства. Отсюда показанием к применению криохирургических методов могут служить опухоли большой распространенности и сомнительной резектабельности, а также рецидивные опухоли печени. Использование криохирургических технологий облегчает достижение гемостаза во время операций и способствует снижению кровопотери.

1Морозова Н.В., 2Пономарев Д.Е., 2Пушкарев А.В., 1 Цыганов Д.И.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИчЕСКОГО

МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРИ КРИОХИРУРГИИ печени

ТБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования» Минздрава России; 2ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана», г. Москва

Традиционные методы хирургического удаления патологических образований часто трудновыполнимы, малоэффективны и тяжело переносятся пациентами. Альтернативой хирургическому удалению новообразований печени могут служить методы локального воздействия на очаг поражения. К основным методам локального воздействия на опухолевый очаг относят: химическую абляцию (инъекции химически активного соединения), радиочастотную абляцию, (гипертермический метод), криодеструк-цию (гипотермический метод).

Экспериментальные исследования Э.И. Канделя показали, что при криодеструкции в печени происходит развитие очагов крионекроза. Он наблюдал отдельные печеночные клетки в состоянии некробиоза и жировой дистрофии, а в центре очага - некротизи-рованные крупные вены с явлениями тромбоза. Мелкие сосуды при воздействии температурой от -40 до -196°C с экспозицией от 7 до 30 мин подвергаются некрозу. Остается каркас из коллагена. В крупных сосудах после оттаивания восстанавливается кровоток. Геморрагические осложнения не наблюдались. Автор сделал вывод о целесообразности использования метода в гепатологии. А.С. Долецкий (1975) с помощью своего оригинального устройства проводил в эксперименте изучение заживления ран печени после криодеструкции.

В настоящее время при проведении криоабляции печени контроль температуры в целевой области не осуществляется в полном объеме, а значит, отсутствует контроль распространения зоны некроза биологической ткани и есть вероятность получения неохваченных зон некрозом, а также криоповреждение

здоровых тканей. В различных источниках указываются разные данные по температуре крионекроза. В [1] таковой является -60oC. То есть, при достижении данной температуры происходит гибель опухолевых клеток.

Целью нашего исследования является изучение возможностей применения теплофизического моделирования для прогнозирования некроза биологической ткани при криохирургических операциях. Основная задача данной работы заключается в разработке алгоритма и программы теплофизического расчета по прогнозированию криохирургического воздействия. При использовании такой программы контроль процесса криовоздействия будет осуществляться на основе изображений замораживаемых зон, получаемых при помощи УЗИ с использованием планирования операции на основании математического прогнозирования, производимого как до, так и во время операции с помощью программного комплекса.

На первом этапе исследования был разработан алгоритм расчета температурных полей при криохирургическом операционном вмешательстве на примере криоабляции рака предстательной железы. В алгоритме применяется универсальная математическая модель трехмерного теплообмена с учетом структуры области криовоздействия. На основании математической модели создана базовая компьютерная программа теплофизического расчета криохирургического воздействия в ходе многозондовой операции с учетом реальных теплофизических свойств биологической ткани в широком диапазоне температур.

Численное моделирование математических данных проведено в академической версии программного комплекса Ansys 14.5.7 (вычислительный модуль - Ansys Thermal Transient). Используется численный метод конечных элементов в нестационарной постановке задачи.

Данная компьютерная программа может применяться для теплофизического моделирования при криодеструкции печени. Для этого необходимо знать характеристики используемого криохирургического оборудования, формы и размеры оперируемого органа, а также теплофизические свойства тканей печени в широком диапазоне температур (теплопроводность, теплоемкость, энтальпия).

Мошуров И.П., Михайлов А.А., Фонштейн М.С., Ольшанский М.С., Летников Б.А., Ниникашви-ли Л.В., Сухочев Е.Н., Макарова Е.Д.

МУЛЬТИДИСЦИПЛИНАРНЫй ПОДХОД И МИНИМАЛЬНО ИНВАЗИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

в лечении первичного и

МЕТАСТАТИчЕСКОГО РАКА ПЕчЕНИ

БУЗ ВО «Воронежский областной клинический онкологический диспансер», г. Воронеж

Мультидисциплинарный подход к лечению первичных и метастатических новообразований печени и инновации обеспечивают будущий прогресс

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.