RU2695305C1 - Method for intraoperative hyperthermic exposure on bone tissue - Google Patents
Method for intraoperative hyperthermic exposure on bone tissue Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695305C1 RU2695305C1 RU2018126045A RU2018126045A RU2695305C1 RU 2695305 C1 RU2695305 C1 RU 2695305C1 RU 2018126045 A RU2018126045 A RU 2018126045A RU 2018126045 A RU2018126045 A RU 2018126045A RU 2695305 C1 RU2695305 C1 RU 2695305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bone
- area
- temperature
- exposure
- hyperthermic
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 159
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 230000002977 hyperthermial effect Effects 0.000 title claims abstract description 50
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims abstract description 57
- 208000018084 Bone neoplasm Diseases 0.000 claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 14
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 claims description 4
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 3
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000002679 ablation Methods 0.000 abstract description 15
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 abstract description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 19
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- 201000008968 osteosarcoma Diseases 0.000 description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 8
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 7
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 5
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 5
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 4
- 102100025272 Monocarboxylate transporter 2 Human genes 0.000 description 4
- 108091006604 SLC16A7 Proteins 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 3
- 101710120903 Malignant T-cell-amplified sequence 1 Proteins 0.000 description 3
- 101710186853 Malignant T-cell-amplified sequence 1 homolog Proteins 0.000 description 3
- 102100034068 Monocarboxylate transporter 1 Human genes 0.000 description 3
- 241000906034 Orthops Species 0.000 description 3
- 238000002266 amputation Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 3
- 230000009401 metastasis Effects 0.000 description 3
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 3
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 3
- 230000000472 traumatic effect Effects 0.000 description 3
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 3
- 206010005949 Bone cancer Diseases 0.000 description 2
- 206010061728 Bone lesion Diseases 0.000 description 2
- 206010018852 Haematoma Diseases 0.000 description 2
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 2
- 208000033809 Suppuration Diseases 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 2
- 206010061289 metastatic neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 230000009826 neoplastic cell growth Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 102220240796 rs553605556 Human genes 0.000 description 2
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RJGYJMFQWGPBGM-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-thiadiazinane 1,1-dioxide Chemical compound O=S1(=O)CCNCN1 RJGYJMFQWGPBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 208000020084 Bone disease Diseases 0.000 description 1
- 208000005243 Chondrosarcoma Diseases 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 208000006168 Ewing Sarcoma Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 206010028851 Necrosis Diseases 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 206010039491 Sarcoma Diseases 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 230000000202 analgesic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 201000003358 bone chondrosarcoma Diseases 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 206010006007 bone sarcoma Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000004821 effect on bone Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000002082 fibula Anatomy 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000001394 metastastic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 208000008798 osteoma Diseases 0.000 description 1
- 238000002638 palliative care Methods 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007674 radiofrequency ablation Methods 0.000 description 1
- 230000000637 radiosensitizating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- AJKIRUJIDFJUKJ-UHFFFAOYSA-N taurolidine Chemical compound C1NS(=O)(=O)CCN1CN1CNS(=O)(=O)CC1 AJKIRUJIDFJUKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004267 taurolidine Drugs 0.000 description 1
- 229950007343 taurultam Drugs 0.000 description 1
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины и ветеринарии, а именно к онкологии и может найти применение в медицинских технологиях, основанных на реализации метода высокотемпературной деструкции (термоабляции) костной ткани путем высокотемпературного воздействия на патологически измененные участки кости человека или животного.The invention relates to the field of medicine and veterinary medicine, namely to oncology and can find application in medical technologies based on the implementation of the method of high-temperature destruction (thermal ablation) of bone tissue by high-temperature exposure to pathologically altered areas of the bone of a person or animal.
Во многих источниках научно-технической и патентной информации, в том числе и в [1. Патент РФ №2468796, МПК (2006.01), A61K 31/541, A61K 31/54, A61K 31/00, А61Р 35/00, А61Р 19/08, опубликовано 10.12.2012, Бюл. №34], [2. Мацко Д.Е. Саркомы костей классификация, гистологическое строение, особенности морфологической диагностик и // Практическая онкология. - 2010 - №1 - С. - 10], [3. Крживицкий П.И. Лучевая диагностика и оценка эффективности лечения остеосарком на современном этапе: Автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. мед. наук. - Санкт-Петербург, 2009, - 26 с.] отмечено, что раковые опухоли (злокачественные новообразования ЗНО) костей относятся к злокачественному, не соответствующему норме, росту, обнаруженному в костях. Например, к ним относятся первичные опухоли костей, такие как остеосаркома (или остеома), хондросаркома, саркома Юинга и другие типы сарком. К опухолям костей также могут относиться вторичные, или метастатические, опухоли, обнаруженные в костях. При этом остеосаркома является наиболее часто встречаемым типом ЗНО, составляющим до 35% основных онкологических заболеваний костей, а хондросаркома - от 10 до 25% [2]. В [1] также отмечено, что остеосаркома занимает 6-е место среди онкологических заболеваний у детей в возрасте до 15 лет. Ежегодно в США остеосаркома поражает 400 детей и молодых людей в возрасте до 20 лет и 500 взрослых (большинство в возрасте 15-30 лет). Примерно 1/3 от 900 человек умирает ежегодно, т.е. примерно 300 человек каждый год. В [3] сказано, что удельный вес опухоли среди всех злокачественных новообразований скелета составляет от 30 до 38%. В [1] также отмечено, что остеосаркома является наиболее распространенной опухолью костей у собак и обычно поражает собак среднего возраста и крупного размера, например ирландских волкодавов, борзых грейхаундзов, немецких овчарок, ротвейлеров и немецких догов. Эта форма рака встречается у собак в десять раз чаще, чем у людей.In many sources of scientific, technical and patent information, including in [1. RF patent No. 2468796, IPC (2006.01), A61K 31/541, A61K 31/54, A61K 31/00, A61P 35/00, A61P 19/08, published December 10, 2012, Bull. No. 34], [2. Matsko D.E. Bone sarcomas classification, histological structure, features of morphological diagnostics and // Practical Oncology. - 2010 - No. 1 - S. - 10], [3. Krzhivitsky P.I. Radiation diagnostics and evaluation of the effectiveness of treatment of osteosarcoma at the present stage: Abstract. diss. for the degree of Cand. honey. sciences. - St. Petersburg, 2009, - 26 pp.] It is noted that cancerous tumors (malignant neoplasms of ZNO) of bones belong to malignant growth that is not in accordance with the norm and is found in bones. For example, these include primary bone tumors such as osteosarcoma (or osteoma), chondrosarcoma, Ewing's sarcoma, and other types of sarcomas. Bone tumors may also include secondary, or metastatic, tumors found in bones. At the same time, osteosarcoma is the most common type of malignant necrosis, accounting for up to 35% of major bone cancers, and chondrosarcoma from 10 to 25% [2]. In [1], it was also noted that osteosarcoma ranks 6th among oncological diseases in children under the age of 15 years. Every year in the United States, osteosarcoma affects 400 children and young people under the age of 20 years and 500 adults (most aged 15-30 years). About 1/3 of 900 people die every year, i.e. approximately 300 people each year. In [3] it is said that the specific gravity of the tumor among all malignant neoplasms of the skeleton is from 30 to 38%. It was also noted in [1] that osteosarcoma is the most common bone tumor in dogs and usually affects middle-aged and large dogs, such as Irish wolfhounds, greyhound greyhounds, German shepherds, Rottweilers and German Great Danes. This form of cancer is ten times more common in dogs than in humans.
В связи с вышеизложенным можно сказать, что в данной области медицины существует потребность в развитии методов лечения злокачественных новообразований кости. В настоящее время существует несколько вариантов лечения ЗНО костей, которые применяются как самостоятельные виды лечения, так и в комплексе друг с другом, это:In connection with the foregoing, we can say that in this field of medicine there is a need for the development of methods for treating malignant bone tumors. Currently, there are several treatment options for ZNO of bones, which are used both as independent types of treatment, and in combination with each other, these are:
1. Химиотерапия,1. Chemotherapy
2. Лучевая терапия,2. Radiation therapy
3. Хирургическое лечение,3. Surgical treatment
1) Орган-уносящие операции (ампутации, экзартикуляции).1) Organ-carrying-out operations (amputations, exarticulations).
2) Орган-сохраняющие операции (эндопротезирование, краевые резекции, внутриочаговые резекции).2) Organ-saving operations (endoprosthetics, marginal resections, intra-focal resections).
4. Реабилитация.4. Rehabilitation.
В [1] описан способ лечения ЗНО кости без применения термического воздействия. Согласно способу [1], частично удаляют опухоль кости у субъекта. После этого производят обработку области, примыкающей к тому участку кости, где опухоль была, по меньшей мере, частично удалена, гелем, содержащим тауролидин, таурултам, их смесь или их раствор, находящийся в равновесном состоянии. В предпочтительных вариантах осуществления этого изобретения гель является рассасывающимся. Особенно предпочтительно, если это гель на водной основе, включающий фибриллярный белок с поперечными сшивками или состоящий из него.In [1], a method is described for treating malignant neoplastic bone disease without the use of thermal exposure. According to the method [1], a bone tumor in a subject is partially removed. After that, the area adjacent to that part of the bone where the tumor was at least partially removed is treated with a gel containing taurolidine, taurultam, their mixture or their solution in equilibrium. In preferred embodiments of this invention, the gel is absorbable. It is particularly preferred if it is a water-based gel comprising or consisting of a crosslinked fibrillar protein.
Недостатком данного способа является то, что удаление опухоли вместе с пораженной костью ослабляет ее механическую прочность, поэтому такая технология приемлема для небольших по объему ЗНО.The disadvantage of this method is that the removal of the tumor together with the affected bone weakens its mechanical strength, therefore, this technology is acceptable for small-volume ZNO.
В настоящее время известен также способ локального интраоперационного гипертермического воздействия на ЗНО с использованием высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука (HIFU). HIFU концентрирует ультразвуковые волны внутри организма, генерируя тепловую энергию (тепловой эффект) и кавитацию (нетепловой эффект), которые вызывают гибель опухолевых клеток. Например, из уровня техники известна система фокусированного воздействия ультразвуком высокой интенсивности для сканирования и лечения опухолей [4. Патент на изобретение RU №2210409, опубликован 20.08.2003, МПК A61N 7/02, A61F 7/00]. Согласно этому способу фокусируют ультразвук высокой интенсивности (HIFU), который используют как для сканирования (определения места положения и формы опухоли), так и для лечения опухолей. Для этого формируют из ультразвуковых волн объемную точку с высокой энергией (фокальную зону). Энергия в этой зоне достигает свыше 1000 Вт/см2 и температура мгновенно повышается до величины более 70°С. Воздействуют сформированной фокальной зоной на опухолевую ткань. При этом разрушающее воздействие проводят в фиксированной точке (для опухолей размером менее 1 см3), или в последовательных точках (для опухолей размером более 1 см3), при этом две соседние точки разрушения перекрываются на 1/10-1/2 часть для того, чтобы обеспечить полное разрушение опухолевой ткани. В случае, когда опухолевая ткань имеет форму длинных тяжей, осуществляют непрерывное разрушающее воздействие, то есть воздействие проводят однократно в течение 30 с. Принципиальные недостатки способа, описанного в [4], связаны с закономерностями распространения ультразвуковых колебаний в тканях человеческого тела и заключаются в следующем. Во-первых, при использовании метода деструкции с применением ультразвука практически невозможно избежать поражения здоровых клеток организма даже при сколь угодно высоком уровне фокусирования ультразвуковых колебаний, что требует в свою очередь проведения точного сканирования формы опухоли и ее места расположения. Во-вторых, ультразвук практически полностью отражается от кортикального слоя кости. В-третьих, ультразвук может изменять направление при переходе из одной среды в другую. Эти недостатки существенно ограничивают возможности применения данного способа случаями расположения опухоли на поверхности или около поверхности кости и практически делают невозможным его применение для случаев ЗНО большого объема и на большом протяжении костей. Кроме того, осуществление данного способа требует специального сложного дорогого оборудования и высококвалифицированных специалистов, как в области медицины, так и в области специальной техники. Большей частью этот способ воздействия используется как вариант паллиативного лечения костных метастатических опухолей с хорошим и стойким анальгезирующим эффектом.Currently, there is also known a method of local intraoperative hyperthermic effects on OA using high-intensity focused ultrasound (HIFU). HIFU concentrates ultrasonic waves within the body, generating thermal energy (thermal effect) and cavitation (non-thermal effect), which cause the death of tumor cells. For example, the prior art system of focused exposure to high intensity ultrasound for scanning and treating tumors [4. Patent for invention RU No. 2210409, published on 08/20/2003, IPC
Применение ультразвука для абляции костной ткани описано также в монографии [5. Vogl TJ, Helmberger TK, Mack MG, Reiser MF (eds) Percutaneous Tumor Ablation in Medical Radiology. 2008, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York pp 258.], в которой отмечено, что в настоящее время наиболее распространенными являются способы прямого термического воздействия на опухолевую ткань с целью ее разрушения. К таким способам относятся радиочастотная абляция, ультразвуковая абляция, лазерная абляция, микроволновая абляция. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки, однако для них характерен и один общий недостаток - это невозможность одномоментного гипертермического воздействия на опухоль кости большого объема и на большом ее протяжении.The use of ultrasound for ablation of bone tissue is also described in the monograph [5. Vogl TJ, Helmberger TK, Mack MG, Reiser MF (eds) Percutaneous Tumor Ablation in Medical Radiology. 2008, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York pp 258.], in which it is noted that currently the most common are methods of direct thermal exposure to tumor tissue in order to destroy it. Such methods include radiofrequency ablation, ultrasonic ablation, laser ablation, microwave ablation. Each of these methods has its own advantages and disadvantages, however, they also have one common drawback - the impossibility of a simultaneous hyperthermic effect on a bone tumor of a large volume and over a large extent.
Из уровня техники известен способ оперативного лечения опухолей костей [6. патент РФ №2087132, МПК А61В 17/56, А61В 17/22, опубликовано 20.08.1997 г]. Согласно этому способу опухоль удаляют путем резекции, после чего осуществляют пластику дефекта кости костными трансплантатами с применением дренажной системы. Для этого после удаления опухоли в стенках остаточной костной полости формируют дренажные отверстия в количестве, определяемом ее величиной и достаточном для свободного оттока крови в окружающие мягкие ткани. Этот способ позволяет предупредить формирование гематомы и нагноение в остаточной костной полости после удаления опухоли. Однако данный способ, основанный на таком хирургическом вмешательстве, существенно ослабляет кость, требует костных трансплантатов и не исключает метастазирование.The prior art method for surgical treatment of bone tumors [6. RF patent No. 2087132, IPC A61B 17/56, A61B 17/22, published on 08/20/1997]. According to this method, the tumor is removed by resection, followed by plastic bone defect bone grafts using a drainage system. For this, after removal of the tumor in the walls of the residual bone cavity, drainage holes are formed in an amount determined by its size and sufficient for free outflow of blood into the surrounding soft tissues. This method prevents the formation of hematoma and suppuration in the residual bone cavity after removal of the tumor. However, this method, based on such surgical intervention, significantly weakens the bone, requires bone grafts and does not exclude metastasis.
Из уровня техники известен патент [7. Патент РФ №2217088, опубликован 27.11.2003, МПК А61В 17/56, А61В 18/20], в котором описан способ лечения доброкачественных опухолей и опухолеобразных поражений костей у детей - [8. Л.В. Прокопова, Н.Г. Николаева. Сравнительная оценка результатов сохранных операций при доброкачественных опухолях и опухолеподобных поражениях костей у детей. Ортопедия, 5, 1991, с. 61-65]. Согласно способу [8] после определения места расположения и размера опухоли, в компактном слое кости образуют окно, через которое удаляют патологические ткани, а здоровые ткани остаточной костной полости подвергают обработке CO2-лазером (лазерная абляция). При резком истончении кортикальных стенок их удаляют вместе с патологическими тканями, а стенки, сохраняющие механическую прочность, подвергают лазерной обработке. Этот способ, как и аналог [6] позволяет предупредить формирование гематомы и нагноение в остаточной костной полости после удаления опухоли, благодаря обработке костной полости СО2-лазером. Однако способ [8] как и способ, описанный в [6], достаточно травматичен для пациентов, так как очень часто сильно ослабляется механическая прочность кости, что в определенных случаях требует осуществления пластики и ее укрепления. Лазерная обработка в [8] проводится высоко сфокусированным лучом, что допускает возможность появления необработанных участков поверхности остаточной костной полости (неравномерная термоабляция). Кроме того, этот способ не исключает метастазирования, потому что лазерную обработку костной полости проводят после удаления патологического очага, когда метастазы уже могут быть унесены кровотоком при проведении его резекции. Кроме того, для реализации данного способа требуется узкоспециализированное дорогостоящее оборудование - СО2-лазер. Эти недостатки снижают эффективность способа [8] и возможность его широкого применения.The prior art patent is known [7. RF patent No. 2217088, published November 27, 2003, IPC A61B 17/56, A61B 18/20], which describes a method for treating benign tumors and tumor-like bone lesions in children - [8. L.V. Prokopova, N.G. Nikolaev. Comparative evaluation of the results of safe operations in benign tumors and tumor-like bone lesions in children. Orthopedics, 5, 1991, p. 61-65]. According to the method [8], after determining the location and size of the tumor, a window is formed in the compact layer of the bone through which pathological tissues are removed, and healthy tissues of the residual bone cavity are treated with a CO 2 laser (laser ablation). With a sharp thinning of the cortical walls, they are removed together with pathological tissues, and the walls that retain mechanical strength are subjected to laser treatment. This method, like the analogue [6], prevents the formation of a hematoma and suppuration in the residual bone cavity after removal of the tumor due to the treatment of the bone cavity with a CO 2 laser. However, the method [8] as well as the method described in [6] is rather traumatic for patients, since very often the mechanical strength of the bone is greatly weakened, which in certain cases requires the implementation of plastics and its strengthening. Laser treatment in [8] is carried out by a highly focused beam, which allows the possibility of the appearance of untreated sections of the surface of the residual bone cavity (uneven thermal ablation). In addition, this method does not exclude metastasis, because laser treatment of the bone cavity is carried out after removal of the pathological focus, when metastases can already be carried away by the bloodstream during resection. In addition, the implementation of this method requires highly specialized expensive equipment - CO 2 laser. These disadvantages reduce the effectiveness of the method [8] and the possibility of its widespread use.
Из уровня техники известны также способы воздействия на ЗНО путем локального гипертермического воздействия, например такие способы описаны в [9. Патент на изобретение RU №2317793, опубликовано 2008.02.27 бюл. №6, МПК А61В 18/14, А61В 18/12, А61М 1/00, А61М 25/00] или в [10. Патент на изобретение RU №2467720, МПК А61 В 18/12, A61N 7/00, опубликовано 27.11.2012 бюл. №33]. Согласно способу высокотемпературного разрушения биоткани, описанному в [9], в биоткань вводят теплоноситель (дистиллированную воду) через отверстия, выполненные в стенке полой металлической иглы, являющейся электродом. Введение и нагрев теплоносителя до температуры 100-110°С током высокой частоты осуществляют при повышенном давлении 1-2 бара и регулировании скорости введения теплоносителя. Использование изобретения [9] позволяет уменьшить травматичность процедуры высокотемпературного разрушения биоткани за счет увеличения объема коагуляции за одну процедуру (достигается сферический объем коагуляции диаметром до 5 см).The prior art also known methods of exposure to MNO by local hyperthermic exposure, for example, such methods are described in [9. Patent for invention RU No. 2317793, published 2008.02.27 bull. No. 6, IPC А61В 18/14, А61В 18/12,
Согласно способу [10] по намеченным точкам в биологическую ткань вводят полые направляющие под воздействием ультразвуковых колебаний с частотой 19-25 кГц и амплитудой 3-30 мкм. После этого во внутреннюю полость каждой из направляющих через проксимальный конец вводят нагревательную иглу. Осуществляют нагрев и стабилизацию заданной температуры каждой нагревательной иглы.According to the method [10], hollow guides are introduced into the biological tissue at the targeted points under the influence of ultrasonic vibrations with a frequency of 19-25 kHz and an amplitude of 3-30 microns. After that, a heating needle is inserted into the internal cavity of each of the guides through the proximal end. Carry out heating and stabilization of the set temperature of each heating needle.
Из уровня техники известен также способ реализации термоабляции опухоли костей [11. Патент РФ №2527363, МПК А61В 18/12, опубликовано 27.08.2014, бюллетень №24]. Согласно этому способу высокотемпературный нагрев (термоабляцию) проводят в два этапа. На первом этапе проводят термоабляцию вокруг опухоли в пределах здоровой ткани кости. Для этого в намеченные точки вокруг опухоли под воздействием ультразвуковых колебаний вводят основные нагреватели, определяя внутреннюю нагреваемую объемную область. После этого проводят первый этап термоабляции при температуре основных нагревателей не менее 65°С. Заданную температуру стабилизируют в течение всего времени воздействия. На втором этапе проводят полную термоабляцию всей внутренней нагреваемой объемной области ткани кости. Для этого в область кости, заключенную между основными нагревателями, в намеченные точки под воздействием ультразвуковых колебаний вводят дополнительные нагреватели. После этого осуществляют высокотемпературную абляцию при температуре всех (основных и дополнительных) нагревателей не менее 65°С. Заданную температуру нагревателей стабилизируют в течение всего времени воздействия. Способ позволяет обеспечить равномерную и стабильную высокотемпературную абляцию опухоли кости в пределах здоровых тканей, за счет чего снижается вероятность метастазирования, и появляется возможность уменьшения объема хирургического вмешательства.The prior art also knows a method for implementing thermal ablation of a bone tumor [11. RF patent No. 2527363, IPC АВВ 18/12, published August 27, 2014, Bulletin No. 24]. According to this method, high-temperature heating (thermal ablation) is carried out in two stages. At the first stage, thermoablation is performed around the tumor within the healthy bone tissue. To do this, the main heaters are introduced into the targeted points around the tumor under the influence of ultrasonic vibrations, determining the internal heated volume region. After that, the first stage of thermal ablation is carried out at a temperature of the main heaters of at least 65 ° C. The set temperature is stabilized during the entire exposure time. At the second stage, complete thermal ablation of the entire internal heated volumetric area of bone tissue is carried out. To do this, additional heaters are introduced into the bone area enclosed between the main heaters, and additional heaters are introduced into the target points under the influence of ultrasonic vibrations. After that, high-temperature ablation is carried out at a temperature of all (primary and secondary) heaters of at least 65 ° C. The set temperature of the heaters is stabilized during the entire exposure time. The method allows for uniform and stable high-temperature ablation of a bone tumor within healthy tissues, thereby reducing the likelihood of metastasis, and it becomes possible to reduce the volume of surgical intervention.
Способы [9, 10, 11] позволяют осуществлять локальное гипертермическое воздействие непосредственно в зоне ЗНО и являются простыми с точки зрения их реализации. При этом имеется возможность регулирования температуры воздействия в режиме реального времени, а количество сеансов температурного воздействия во время одной операции не имеет ограничений. Самое главное - такой оперативный подход позволяет сохранить сегмент, пораженный опухолью, уничтожив при этом опухолевый очаг. Однако эти способы имеют и свои недостатки: во-первых, инвазивное многоточечное введение нагревателей (электродов) в зону воздействия приводит к ослаблению кости в области введения нагревателей и термического воздействия; во-вторых, практически эти способы невозможно применить при больших опухолевых площадях ЗНО плоских и трубчатых костей из-за необходимости использования большого количества нагревателей для обеспечения требуемой температуры во всей зоне воздействия.The methods [9, 10, 11] make it possible to carry out local hyperthermic effects directly in the zone of OIL and are simple from the point of view of their implementation. At the same time, it is possible to control the temperature of exposure in real time, and the number of sessions of temperature exposure during one operation has no restrictions. Most importantly, such an operational approach allows you to save the segment affected by the tumor, while destroying the tumor focus. However, these methods have their drawbacks: firstly, the invasive multipoint introduction of heaters (electrodes) into the exposure zone leads to a weakening of the bone in the area of the introduction of heaters and thermal effects; secondly, it is practically impossible to apply these methods for large tumor areas of ZNO of flat and tubular bones due to the need to use a large number of heaters to ensure the required temperature in the entire exposure zone.
В настоящее время перед онкоортопедами возникают проблемы, связанные с разработкой новых медицинских технологий интраоперационного воздействия на ЗНО костей, имеющих большие опухолевые площади и объемы, с обеспечением сохранения естественного костного каркаса и функциональности конечности. Из уровня техники известны способы, основанные на радикальной резекции костной опухоли с интраоперационной гипертермической обработкой резецированного сегмента кости и последующей его имплантацией в зону дефекта, описанные, например, в [12. Aponte-Tinao L, Ayerza MA, Muscolo DL, Farfalli GL. Survival, recurrence, and function after epiphyseal preservation and allograft reconstruction in osteosarcoma of the knee. Clin Orthop Relat Res. 2015 May; 473(5): 1789-96. doi: 10.1007/sl 1999-014-4028-5. Epub 2014 Oct 29. PubMed PMID: 25352262; PubMed Central PMCID: PMC4385338] или в [13. Yasin NF, Ajit Singh V, Saad M, Omar E. Which is the best method of sterilization for recycled bone autograft in limb salvage surgery: a radiological, biomechanical and histopathological study in rabbit. BMC Cancer. 2015 Apr 15;15:289. doi: 10.1186/sl2885-015-1234-9. PubMed PMID: 25884718; PubMed Central PMCID: РМС4407570]. Например, в источнике [12] описан способ радикальной резекции костной опухоли с замещением дефекта алло - или аутотрансплататом.At present, oncologists are facing problems associated with the development of new medical technologies for the intraoperative treatment of bone marrow infections with large tumor areas and volumes, ensuring the preservation of the natural skeleton and limb functionality. The prior art methods based on radical resection of a bone tumor with intraoperative hyperthermic treatment of the resected bone segment and its subsequent implantation in the defect zone, described, for example, in [12. Aponte-Tinao L, Ayerza MA, Muscolo DL, Farfalli GL. Survival, recurrence, and function after epiphyseal preservation and allograft reconstruction in osteosarcoma of the knee. Clin Orthop Relat Res. 2015 May; 473 (5): 1789-96. doi: 10.1007 / sl 1999-014-4028-5. Epub 2014 Oct 29. PubMed PMID: 25352262; PubMed Central PMCID: PMC4385338] or in [13. Yasin NF, Ajit Singh V, Saad M, Omar E. Which is the best method of sterilization for recycled bone autograft in limb salvage surgery: a radiological, biomechanical and histopathological study in rabbit. BMC Cancer. 2015 Apr 15; 15: 289. doi: 10.1186 / sl2885-015-1234-9. PubMed PMID: 25884718; PubMed Central PMCID: PMC4407570]. For example, the source [12] describes a method for radical resection of a bone tumor with the replacement of a defect with allo or autotransplant.
Наиболее близким к заявляемому способу, который взят за прототип, является способ резекции злокачественных опухолей костно-мышечной системы с последующей биологической реконструкцией, описанный в [14. Asada N, Tsuchiya Н, Kitaoka K, Mori Y, Tomita K. Massive autoclaved allografts and autografts for limb salvage surgery. A 1-8 year follow-up of 23 patients. Acta Orthop Scand. 1997 Aug; 68(4):392-5. PubMed PMID: 9310047.]. Техническая суть способа по [14] заключается в следующем: после определения места расположения и размера опухоли проводят широкомасштабную резекцию опухоли, осуществляют кюретаж (выскабливание) опухоли из резецированной кости, после чего проводят автоклавирование резецированной кости при 135°С в течение 10 минут. После этого осуществляют трансплантацию кости из малоберцовой кости (при этом используют как васкуляризированные, так и неваскуляризированные малоберцовые трансплантаты) либо проводят реимплантацию автоклавированной кости в дефект кости пациента и ее фиксацию пластинками и/или гвоздем IM. В этом способе высокотемпературному воздействию подвергают резецированную кость, что позволяет радикально уничтожить опухоль, уменьшить возможную инвалидизацию пациента, сохранить естественный костный каркас и функциональность конечности за счет исключения ее ампутации.Closest to the claimed method, which is taken as a prototype, is a method for resection of malignant tumors of the musculoskeletal system with subsequent biological reconstruction, described in [14. Asada N, Tsuchiya N, Kitaoka K, Mori Y, Tomita K. Massive autoclaved allografts and autografts for limb salvage surgery. A 1-8 year follow-up of 23 patients. Acta Orthop Scand. 1997 Aug; 68 (4): 392-5. PubMed PMID: 9310047.]. The technical essence of the method according to [14] is as follows: after determining the location and size of the tumor, a large-scale tumor resection is performed, the tumor is cured (scraped) from the resected bone, and then the resected bone is autoclaved at 135 ° C for 10 minutes. After this, bone transplantation from the fibula is performed (using both vascularized and non-vascular fibular transplants) or re-implantation of the autoclaved bone into the patient’s bone defect and its fixation with plates and / or IM nail. In this method, the resected bone is subjected to high-temperature exposure, which makes it possible to radically destroy the tumor, reduce the possible disability of the patient, maintain the natural bone structure and functionality of the limb by eliminating its amputation.
Недостатком прототипа [14] является, то, что этот способ является травматичным, так как требуется резекция кости, пораженной ЗНО. Необходимое высокотемпературное воздействие (автоклавирование при 135°С в течение 10 минут) проводят на предварительно резецированную кость, что, в свою очередь, требует решать вопросы реимплантации и биологической реконструкции резецированной кости или ее сегмента. При этом резецированная у пациента кость или сегмент не всегда могут быть использованы для реимплантации оперируемому пациенту из-за ее недостаточной структурной прочности, обусловленной как имеющимся заболеванием, так и предшествующим высокотемпературным воздействием. Все это требует дополнительного решения вопросов, связанных как с реимплантацией автоклавированной кости, так и с поиском и использованием алло - или аутотрансплантатов. В целом это приводит как к усложнению способа гипертермического воздействия и повышению его травмируемости для пациента, так и к затягиванию процесса восстановления подвижности конечности, что снижает эффективность как известных способов [12, 13], так и способа по прототипу [14].The disadvantage of the prototype [14] is that this method is traumatic, since it requires resection of the bone affected by ZNO. The necessary high-temperature effect (autoclaving at 135 ° C for 10 minutes) is carried out on pre-resected bone, which, in turn, requires solving the issues of reimplantation and biological reconstruction of the resected bone or its segment. In this case, the bone or segment resected in the patient cannot always be used for reimplantation to the operated patient due to its insufficient structural strength due to both the existing disease and previous high-temperature exposure. All this requires an additional solution to issues related to both reimplantation of autoclaved bone and the search and use of allo - or autografts. In general, this leads both to a complication of the method of hyperthermic exposure and an increase in its trauma for the patient, and to a delay in the process of restoring limb mobility, which reduces the effectiveness of both known methods [12, 13] and the prototype method [14].
Таким образом, отмеченные выше недостатки позволяют сформулировать техническую проблему, как проблему низкой эффективности известных способов интраоперационного гипертермического воздействия на кости, пораженные опухолями большой площади и объема, обусловленной, во-первых, сложностью известных способов, что сдерживает их широкое использование, во-вторых, повышенной травмируемостью пациента, приводящей к снижению прочности естественного костного каркаса и повышению срока процесса восстановления пациента.Thus, the disadvantages noted above make it possible to formulate a technical problem as a problem of low efficiency of known methods of intraoperative hyperthermic treatment of bones affected by tumors of a large area and volume, due, firstly, to the complexity of the known methods, which hinders their widespread use, and secondly increased trauma of the patient, leading to a decrease in the strength of the natural bone frame and an increase in the duration of the patient's recovery process.
Технический результат, достигаемый при решении вышеназванной проблемы, заключается в обеспечении равномерной и стабильной высокотемпературной абляции кости, имеющей большую площадь и объем, пораженные ЗНО, при одновременном упрощении способа, снижении травмируемости пациента и повышении возможности широкого использования этого способа.The technical result achieved in solving the above problem is to ensure uniform and stable high-temperature bone ablation, which has a large area and volume affected by malignant neoplasia, while simplifying the method, reducing the injury rate of the patient and increasing the possibility of widespread use of this method.
Для решения технической проблемы и достижения технического результата заявляемый способ согласно изобретению, как и прототип, содержит общие операции, такие как определение места расположения и размера опухоли кости, проведение интраоперационного гипертермического воздействия на костную ткань, пораженную опухолью.To solve a technical problem and achieve a technical result, the claimed method according to the invention, like the prototype, contains general operations, such as determining the location and size of a bone tumor, conducting intraoperative hyperthermic effects on bone tissue affected by the tumor.
В отличие от прототипа согласно изобретению после установления места расположения и размера опухоли кости определяют область гипертермического воздействия, включающую область кости, пораженную опухолью и не менее 1 см здоровой костной ткани. После этого скелетируют кость в области гипертермического воздействия. Далее на область гипертермического воздействия кости накладывают соединенные с блоком стабилизации температуры гибкие поверхностные нагреватели, охватывая эту область кости со всех сторон. После этого осуществляют нагрев области гипертермического воздействия кости до значений температуры не менее 70°С. В течение первых 8-12 минут высокотемпературного воздействия температуру поднимают до величины не менее 50°С, а общее время высокотемпературного воздействия составляет не менее 30 минут, при этом заданную температуру стабилизируют в течение всего времени высокотемпературного воздействия на заданном уровне.In contrast to the prototype according to the invention, after determining the location and size of the bone tumor, the area of hyperthermic exposure is determined, including the area of the bone affected by the tumor and at least 1 cm of healthy bone tissue. After that, the bone is skeletonized in the area of hyperthermic exposure. Next, flexible surface heaters connected to the temperature stabilization block are applied to the area of the hyperthermic effect of the bone, covering this area of the bone from all sides. After that, the area of the hyperthermic effect of the bone is heated to a temperature of at least 70 ° C. During the first 8-12 minutes of high-temperature exposure, the temperature is raised to a value of at least 50 ° C, and the total time of high-temperature exposure is at least 30 minutes, while the set temperature is stabilized during the entire time of high-temperature exposure at a given level.
В частном случае мягкие ткани, сосуды и нервы, окружающие область гипертермического воздействия, теплоизолируют от гибких поверхностных нагревателей с помощью термоизоляционного материала.In a particular case, soft tissues, blood vessels, and nerves surrounding the area of hyperthermic exposure are thermally insulated from flexible surface heaters using thermal insulation material.
В частном случае область гипертермического воздействия трубчатой кости охватывают гибким поверхностным нагревателем со всех сторон путем обвитая им трубчатой кости, а концы нагревателя закрепляют на поверхности кости.In a particular case, the area of hyperthermic effect of the tubular bone is covered by a flexible surface heater on all sides by a tubular bone entwined with it, and the ends of the heater are fixed on the surface of the bone.
В частных случаях гибкие поверхностные нагреватели выполняют в виде ленты требуемого размера или пластин разного размера и формы для обеспечения соответствия формы и площади гибких поверхностных нагревателей форме и площади области гипертермического воздействия.In particular cases, flexible surface heaters are made in the form of a tape of the required size or plates of different sizes and shapes to ensure that the shape and area of the flexible surface heaters match the shape and area of the hyperthermic zone.
В частном случае область гипертермического воздействия трубчатой кости охватывают несколькими гибкими поверхностными нагревателями путем наложения каждого нагревателя вокруг кости, при этом концы каждого из нагревателей соединяют друг с другом таким образом, что каждый из нагревателей образует кольцо вокруг кости.In the particular case, the area of hyperthermic effect of the tubular bone is covered by several flexible surface heaters by applying each heater around the bone, while the ends of each of the heaters are connected to each other so that each of the heaters forms a ring around the bone.
В частном случае область гипертермического воздействия плоских костей охватывают несколькими (2 и более) гибкими поверхностными нагревателями, каждый из которых накладывают на противоположные стороны кости, при этом гибкие поверхностные нагреватели фиксируют к плоскости кости и/или между собой.In the particular case, the area of hyperthermal effect of flat bones is covered by several (2 or more) flexible surface heaters, each of which is placed on opposite sides of the bone, while flexible surface heaters are fixed to the bone plane and / or between each other.
В частном случае для регистрации в режиме реального времени температуры гипертермического воздействия на пораженную опухолью кость через отверстие, выполненное в здоровой области кости, вводят термодатчик, соединенный с дисплеем.In the particular case, to record in real time the temperature of the hyperthermic effect on the bone affected by the tumor, a temperature sensor connected to the display is introduced through an opening made in a healthy area of the bone.
Из уровня техники в общедоступных источниках информации не выявлен способ интраоперационного гипертермического воздействия на костную ткань, характеризующийся той же совокупностью признаков, что и заявляемый способ. Это подтверждает новизну заявляемого способа.From the prior art, in publicly available sources of information, no method of intraoperative hyperthermic effect on bone tissue has been identified, characterized by the same set of features as the claimed method. This confirms the novelty of the proposed method.
Из уровня техники не обнаружены способы интраоперационного гипертермического воздействия на костную ткань, имеющую большую опухолевую площадь, и объем, которые обеспечивали бы пониженную травмируемость пациента во время операции, сохранение прочности естественного костного каркаса и снижение времени восстановления пациента, при одновременном упрощении способа гипертермического воздействия. Это обеспечивается тем, что в заявляемом способе гипертермическому воздействию подвергают область ЗНО без разрушения целостности кости, т.е. не проводят резецирования кости, как это делается, например, в аналогах [12, 13] и в прототипе [14]. Для этого согласно изобретению область гипертермического воздействия на трубчатой кости охватывают со всех сторон гибким поверхностным нагревателем, обвивая ее этим нагревателем, выполненным, например, в виде ленты. Или вокруг трубчатой кости накладывают несколько гибких поверхностных нагревателей, выполненных, например, в виде пластин, при этом концы каждого из нагревателей соединяют друг с другом таким образом, что каждый из нагревателей образует кольцо вокруг кости (то есть охватывает кость). Если гипертермическому воздействию подвергают плоскую кость, то гибкие поверхностные нагреватели (2 и более) накладывают на противоположные стороны кости, при этом гибкие поверхностные нагреватели фиксируют к плоскости кости и/или между собой. Таким образом, в способе согласно изобретению гипертермическое воздействие осуществляют с помощью гибких поверхностных нагревателей, которые полностью охватывают область гипертермического воздействия на кости, при этом площадь и объем опухоли не имеет значения. Согласно изобретению гибкие поверхностные нагреватели выполняют разного размера и формы (например, в виде пластины или ленты), что позволяет обеспечить соответствие площади области гипертермического воздействия и площади гибких поверхностных нагревателей. Согласно изобретению нагрев области гипертермического воздействия на кости проводят до значений температуры не менее 70°С в течение времени не менее 30 минут. Такие параметры высокотемпературного воздействия согласно [15. Fan QY, Zhou Y, Zhang M, Ma В, Yang T, Long H, Yu Z, Li Z. Microwave ablation of malignant extremity bone tumors. Springerplus. 2016 Aug 20;5(1): 1373. doi: 10.1186/s40064-016-3005-8. eCollection 2016. PubMed PMID: 27606161; PubMed Central PMCID: PMC4992478.] позволяют уничтожить опухолевые клетки, не оказав при этом существенного повреждающего воздействия на коллагеновые и минеральные структуры кости и тем самым позволяют сохранить основные прочностные характеристики кости, что, в свою очередь, дает возможность для хорошей ревитализации (восстановления, оживления) кости, подвергнутой высокотемпературному воздействию, что также отмечено и в аналоге [13]. Кроме того в источнике [15] и в источнике [16. Agarwal М. CORR Insights(®): Is Limb Salvage With Microwave-induced Hyperthermia Better Than Amputation for Osteosarcoma of the Distal Tibia? Clin Orthop Relat Res. 2017 Jun; 475(6): 1678-1680. doi: 10.1007/sl 1999-017-5305-x. Epub 2017 Mar 6. PubMed PMID: 28265886; PubMed Central PMCID: PMC5406351.] отмечено, что высокотемпературное воздействие снижает прочностные характеристики кости, поэтому его следует проводить при определенной температуре. Согласно заявляемому изобретению температура воздействия составляет не менее 70°С. Требуемая температура обеспечивается тем, что в заявляемом способе гибкие поверхностные нагреватели соединяют с блоком стабилизации температуры, который поддерживает заданную температуру путем регулирования энергии, поступающей в нагреватели. Наблюдение за температурой воздействия в режиме реального времени осуществляют с помощью термодатчика, который вводят внутрикостно через зону кости, не пораженную опухолью, что позволяет дополнительно контролировать температуру воздействия во время операции. Кроме того в заявляемом способе обратная поверхность гибких пластинчатых нагревателей прилегает к окружающим тканям, вызывая их прогрев, обеспечивая появление радиосенсибилизации этих тканей, создавая тем самым хорошую основу для интраоперационного лучевого воздействия на ложе опухоли. Кроме того, заявляемый способ обеспечивает повышение чувствительности тканей к химиопрепаратам в рамках курсового применения химиотерапии. Таким образом, заявляемый способ позволяет провести высокотемпературную обработку опухоли кости с минимальным повреждающим воздействием на кость, что создает хорошие условия для последующей ревитализации области кости, подвергнутой высокотемпературному воздействию и снизить восстановительный послеоперационный период для пациента. Кроме того заявляемый способ является более простым и следовательно более доступным для широкого применения, так как гипертермическому воздействию подвергают область кости с ЗНО без разрушения целостности кости, т.е. не проводят резецирования кости, как это делается, например, в аналогах [12, 13] и в прототипе [14]. Все вышеизложенное позволяет говорить об эффективности заявляемого способа интраоперационного гипертермического воздействия на костную ткань.No prior art methods have been found for intraoperative hyperthermic exposure of bone tissue having a large tumor area and volume that would provide reduced trauma to the patient during surgery, maintaining the strength of the natural bone skeleton and reducing the recovery time of the patient, while simplifying the method of hyperthermic exposure. This is ensured by the fact that in the inventive method, the ZN region is subjected to hyperthermic influence without destroying the integrity of the bone, i.e. they do not perform bone resection, as is done, for example, in analogues [12, 13] and in the prototype [14]. To this end, according to the invention, the area of hyperthermic influence on the tubular bone is covered on all sides by a flexible surface heater, wrapping it around this heater, made, for example, in the form of a tape. Or, around the tubular bone, several flexible surface heaters are applied, made, for example, in the form of plates, with the ends of each of the heaters being connected to each other so that each of the heaters forms a ring around the bone (i.e. it covers the bone). If a flat bone is subjected to hyperthermic action, then flexible surface heaters (2 or more) are placed on opposite sides of the bone, while flexible surface heaters are fixed to the bone plane and / or between each other. Thus, in the method according to the invention, the hyperthermic effect is carried out using flexible surface heaters that completely cover the area of hyperthermic effect on the bones, and the area and volume of the tumor are not important. According to the invention, flexible surface heaters perform different sizes and shapes (for example, in the form of a plate or tape), which makes it possible to ensure that the area of the hyperthermal effect and the area of flexible surface heaters are consistent. According to the invention, the area of hyperthermic influence on the bones is heated to temperatures of at least 70 ° C for a period of at least 30 minutes. Such parameters of high temperature exposure according to [15. Fan QY, Zhou Y, Zhang M, Ma B, Yang T, Long H, Yu Z, Li Z. Microwave ablation of malignant extremity bone tumors. Springerplus 2016 Aug 20; 5 (1): 1373. doi: 10.1186 / s40064-016-3005-8. eCollection 2016. PubMed PMID: 27606161; PubMed Central PMCID: PMC4992478.] Allow tumor cells to be destroyed without significantly damaging the collagen and mineral structures of the bone and thereby preserve the basic strength characteristics of the bone, which, in turn, makes it possible for good revitalization (restoration, revitalization ) bones subjected to high-temperature effects, which is also noted in the analogue [13]. In addition, in the source [15] and in the source [16. Agarwal M. CORR Insights (®): Is Limb Salvage With Microwave-induced Hyperthermia Better Than Amputation for Osteosarcoma of the Distal Tibia? Clin Orthop Relat Res. 2017 Jun; 475 (6): 1678-1680. doi: 10.1007 / sl 1999-017-5305-x. Epub 2017
Изобретение для специалиста явным образом не следует из уровня техники и соответствует, по мнению заявителей, требованиям критерия патентоспособности «изобретательский уровень».An invention for a specialist does not explicitly follow from the prior art and, in the applicants' opinion, meets the requirements of the patentability criterion of “inventive step”.
Способ поясняется чертежами и примерами конкретного выполнения, в которых высокотемпературному воздействию подвергалась трубчатая кость фиг. 1, 2, а во втором случае - плоская кость фиг. 3.The method is illustrated by drawings and examples of specific performance, in which the tubular bone of FIG. 1, 2, and in the second case, the flat bone of FIG. 3.
На фиг. 1 схематично показана реализация способа, где пораженную область трубчатой кости подвергают гипертермическому воздействию путем ее охвата несколькими гибкими поверхностными нагревателями, каждый из которых выполнен в виде пластины, образующей кольцо вокруг трубчатой кости. На фиг. 2 схематично показана реализация способа, где пораженную область трубчатой кости подвергают гипертермическому воздействию путем ее охвата гибким поверхностным нагревателем, выполненным в виде ленты, навитой на трубчатую кость. На фиг. 3 схематично показана реализация способа, где пораженную область плоской кости подвергают гипертермическому воздействию путем наложения гибких поверхностных нагревателей, выполненных в виде пластин, на одну из сторон плоской кости. Наложение пластин на другую сторону плоской кости выполнено симметрично и на фиг. 3 не показано.In FIG. 1 schematically shows the implementation of the method, where the affected area of the tubular bone is subjected to hyperthermic exposure by covering it with several flexible surface heaters, each of which is made in the form of a plate forming a ring around the tubular bone. In FIG. 2 schematically shows the implementation of the method, where the affected area of the tubular bone is subjected to hyperthermal exposure by covering it with a flexible surface heater made in the form of a tape wound on a tubular bone. In FIG. Figure 3 schematically shows the implementation of the method, where the affected area of the flat bone is subjected to hyperthermia by applying flexible surface heaters made in the form of plates on one side of the flat bone. The superposition of the plates on the other side of the flat bone is made symmetrically and in FIG. 3 not shown.
Заявляемый способ может быть реализован с помощью комплекса 1 для высокотемпературного воздействия на биологическую ткань, показанного на фиг. 1. Комплекс 1 содержит модуль управления 2, блок стабилизации температуры (БСТ) 3 и N гибких поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N. Блок стабилизации температуры 3 состоит из N модулей стабилизации температуры МСТ-1, MCT-2, … MCT-N, каждый из которых соединен с соответствующим гибким поверхностным нагревателем Н-1, Н-2, … H-N. Управляющие воздействия У1-УN от модуля управления 2 подаются соответственно на каждый из модулей стабилизации температуры МСТ-1, МСТ-2, … MCT-N. Пораженная ЗНО область кости (трубчатой или плоской) обозначена позицией 4. Вокруг нее расположена область гипертермического воздействия 5. Отверстие 6, выполненное в здоровой области трубчатой кости 12, предназначено для введения термодатчика 7, соединенного с дисплеем 8 (при необходимости термодатчик 7 вводят и в плоскую кость 13 - на фиг. 3 не показано). Позицией 9 на фиг. 3 обозначены специальные сцепные устройства, предназначенные для соединения выполненных в виде пластин поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N друг с другом. Позицией 10 обозначены крепежные отверстия, предназначенные для крепления поверхностных нагревателей Н-1, Н-2, … Н-N к соответствующей поверхности кости. Позицией 11 на фиг. 2 обозначен гибкий поверхностный нагреватель, выполненный в виде ленты. Позицией 12 на фиг. 1-2 схематично обозначена трубчатая кость, а позицией 13 на фиг. 3 - фрагмент плоской кости.The inventive method can be implemented using complex 1 for high-temperature effects on biological tissue, shown in FIG. 1.
Заявляемый способ технически может быть реализован следующим образом. Определяют (например, при помощи рентгенологического, томографического или ультразвукового исследования) место расположения области кости 4, пораженной ЗНО. После этого пациента готовят к оперативному вмешательству стандартным способом. После проведения анестезии и разреза в необходимой области осуществляют скелетирование кости, пораженной опухолью, таким образом, чтобы обеспечить доступ к пораженной ЗНО области кости 4 и к здоровой костной ткани, не менее чем на 1 см в каждую сторону от пораженной области 4, формируя, таким образом, область высокотемпературного воздействия 5. Мягкие ткани, сосуды и нервы, окружающие область гипертермического воздействия 5, теплоизолируют от гибких поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N с помощью термоизоляционного материала. При необходимости слежения за температурой в области высокотемпературного воздействия 5 в режиме реального времени в тело трубчатой или плоской кости устанавливают термодатчик 7, соединенный с дисплеем 8.The inventive method can technically be implemented as follows. Determine (for example, using x-ray, tomography or ultrasound) the location of the area of the
Область высокотемпературного воздействия 5 (в случае поражения ЗНО трубчатой кости) охватывают гибкими поверхностными нагревателями Н-1, H-2, … H-N, соединенными с соответствующими модулями стабилизации температуры МСТ-1, МСТ-2, … MCT-N, путем наложения каждой пластины гибкого поверхностного нагревателя вокруг кости. При этом концы каждой пластины нагревателя соединяют друг с другом таким образом, что каждая из пластин гибкого поверхностного нагревателя образует кольцо вокруг кости - фиг. 1. Трубчатую кость, пораженную опухолью, можно также охватить гибким поверхностным нагревателем 11, выполненным в виде ленты, как показано на фиг. 2. При этом гибким поверхностным нагревателем 11 обвивают область высокотемпературного воздействия 5, осуществляя сцепление витков друг с другом с помощью специальных сцепных устройств 9.The area of high-temperature exposure 5 (in the case of damage to the tubular bone ЗO) is covered by flexible surface heaters H-1, H-2, ... HN, connected to the corresponding temperature stabilization modules МСТ-1, МСТ-2, ... MCT-N, by applying each plate flexible surface heater around the bone. In this case, the ends of each heater plate are connected to each other so that each of the plates of the flexible surface heater forms a ring around the bone - FIG. 1. Tubular bone affected by a tumor can also be covered by a
При гипертермическом воздействии на плоскую кость (фиг. 3) осуществляют наложение поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N на область высокотемпературного воздействия 5 таким образом, чтобы обеспечить максимальное соответствие площади и формы области гипертермического воздействия кости 5 с площадью гибких поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N. На противоположной стороне плоской кости симметрично располагают другие поверхностные нагреватели (на фиг. 3 не показано). В необходимых случаях (в зависимости от формы и площади пораженной ЗНО области кости 4) можно использовать несколько поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N одного или различных размеров. Для соединения гибких поверхностных нагревателей Н-1, Н-2, … H-N друг с другом используются специальные сцепные устройства 9. Гибкие поверхностные нагреватели Н-1, H-2, … H-N фиг. 3 имеют крепежные отверстия 10 для обеспечения их крепления к поверхности плоской кости.When hyperthermal exposure to a flat bone (Fig. 3), surface heaters N-1, H-2, ... HN are superimposed on the area of high-
После установки всех поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N на область высокотемпературного воздействия 5 осуществляют включение соответствующих модулей стабилизации температуры МСТ-1, МСТ-2, … MCT-N комплекса 1 для осуществления гипертермического воздействия на костную ткань. Модуль управления 2, по заданию оператора, подает управляющие воздействия У1, У2, … УN, задающие температуру стабилизации, на соответствующие модули стабилизации температуры МСТ-1, МСТ-2, … MCT-N. При этом заданная температура стабилизации поверхностных нагревателей Н-1, H-2, … H-N, обеспечивает температуру в области гипертермического воздействия 5 не менее 70°С. Общее время высокотемпературного воздействия составляет не менее 30 минут, при этом нагрев кости до температуры не менее 50°С обеспечивается за время, не превышающее 8-12 минут. Заявителями и авторами экспериментально установлено, что эффективное высокотемпературное воздействие на костную ткань реализуется при температуре не менее 70°С в течение времени не менее 30 минут. При более низких значениях температуры и времени воздействия эффективность разрушения (гибели) раковых клеток снижается, об этом же говорится также в источниках [15, 16]. После завершения сеанса гипертермического воздействия из раны удаляют все вспомогательные материалы, гибкие поверхностные нагреватели, термодатчик. Проводят этапный гемостаз, рану промывают раствором антисептика. В рану устанавливают трубчатый дренаж и зашивают послойно.After installing all surface heaters N-1, H-2, ... H-N in the area of high-
Таким образом, конкретные параметры высокотемпературного воздействия в заявляемом способе определены экспериментально и не противоречат сложившейся практике локального интраоперационного гипертермического воздействия на костную опухоль. Приведенный пример реализации способа высокотемпературного воздействия на ЗНО кости не исключает использования для этой цели других устройств (например, использование изобретения по патенту РФ №2636877 «Комплекс для высокотемпературного воздействия на биологическую ткань» по второму варианту). Изобретение промышленно применимо. Заявляемый способ является простым с точки зрения его применения, так как его реализация возможна с помощью известных и доступных устройств и блоков с достижением указанного технического результата.Thus, the specific parameters of high-temperature exposure in the present method are determined experimentally and do not contradict the current practice of local intraoperative hyperthermic effects on a bone tumor. The given example of the implementation of the method of high-temperature exposure to BNO bone does not exclude the use of other devices for this purpose (for example, the use of the invention according to RF patent No. 2636877 "Complex for high-temperature exposure to biological tissue" according to the second embodiment). The invention is industrially applicable. The inventive method is simple from the point of view of its application, since its implementation is possible using known and accessible devices and units with the achievement of the specified technical result.
Таким образом, заявляемый способ интраоперационного гипертермического воздействия на костную ткань, реализованный с помощью комплекса 1 для высокотемпературного воздействия на биологическую ткань, позволяет прогреть большую площадь и объем кости, пораженной ЗНО, на всю глубину до температуры и в течение времени, необходимых для уничтожения опухолевых клеток, сохраняя при этом прочностные характеристики кости. Заявляемый способ является более простым по сравнению с прототипом [14] и аналогами [12, 13], так как согласно изобретению в нем отсутствует такое сложное действие как резецирование и протезирование пораженного ЗНО участка кости. Это делает заявляемый способ, с одной стороны, менее травматичным для пациента и способствует его более быстрому выздоровлению, а, с другой стороны, обеспечивает возможность его широкого использования, что свидетельствует об эффективности заявляемого способа.Thus, the claimed method of intraoperative hyperthermic effect on bone tissue, implemented using complex 1 for high-temperature effects on biological tissue, allows you to warm a large area and volume of bone affected by MN to the entire depth to the temperature and for the time required to destroy tumor cells while maintaining the strength characteristics of the bone. The inventive method is simpler in comparison with the prototype [14] and analogues [12, 13], since according to the invention it does not have such a complex effect as resection and prosthetics of the affected area of the bone bone. This makes the claimed method, on the one hand, less traumatic for the patient and contributes to its faster recovery, and, on the other hand, provides the possibility of its widespread use, which indicates the effectiveness of the proposed method.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126045A RU2695305C1 (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Method for intraoperative hyperthermic exposure on bone tissue |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126045A RU2695305C1 (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Method for intraoperative hyperthermic exposure on bone tissue |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2695305C1 true RU2695305C1 (en) | 2019-07-22 |
Family
ID=67512341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126045A RU2695305C1 (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Method for intraoperative hyperthermic exposure on bone tissue |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2695305C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478793B1 (en) * | 1999-06-11 | 2002-11-12 | Sherwood Services Ag | Ablation treatment of bone metastases |
| GB2446159A (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-06 | Zenex Technologies Ltd | Pre-heater for central heating and hot water supply systems |
| JP2010143923A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Heraeus Medical Gmbh | Polymethylmethacrylate bone cement composition for controlled hyperthermia treatment |
| RU110968U1 (en) * | 2011-07-07 | 2011-12-10 | Анатолий Васильевич Кобзев | TOOL FOR THE IMPLEMENTATION OF LOCAL HYPERTHERMIA |
| RU2527363C1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-08-27 | Анатолий Васильевич Кобзев | Method for thermal ablation of bone tumour |
| CN204909726U (en) * | 2015-08-06 | 2015-12-30 | 张余 | Individualized steel sheet of microwave ablation deactivation treatment osteosarcoma |
| RU2636877C1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-11-28 | Анатолий Васильевич Кобзев | Complex for high-temperature impact on biological tissue (versions) |
-
2018
- 2018-07-13 RU RU2018126045A patent/RU2695305C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478793B1 (en) * | 1999-06-11 | 2002-11-12 | Sherwood Services Ag | Ablation treatment of bone metastases |
| GB2446159A (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-06 | Zenex Technologies Ltd | Pre-heater for central heating and hot water supply systems |
| JP2010143923A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Heraeus Medical Gmbh | Polymethylmethacrylate bone cement composition for controlled hyperthermia treatment |
| RU110968U1 (en) * | 2011-07-07 | 2011-12-10 | Анатолий Васильевич Кобзев | TOOL FOR THE IMPLEMENTATION OF LOCAL HYPERTHERMIA |
| RU2527363C1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-08-27 | Анатолий Васильевич Кобзев | Method for thermal ablation of bone tumour |
| CN204909726U (en) * | 2015-08-06 | 2015-12-30 | 张余 | Individualized steel sheet of microwave ablation deactivation treatment osteosarcoma |
| RU2636877C1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-11-28 | Анатолий Васильевич Кобзев | Complex for high-temperature impact on biological tissue (versions) |
Non-Patent Citations (6)
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11534187B2 (en) | Acoustic therapy device | |
| White et al. | Selective transcutaneous delivery of energy to porcine soft tissues using Intense Ultrasound (IUS) | |
| KR100895358B1 (en) | Method and apparatus for high-intensity focused ultrasound therapy | |
| EP1711109B1 (en) | Localized production of microbubbles and control of cavitational and heating effects by use of enhanced ultrasound | |
| US8926606B2 (en) | Integration of very short electric pulses for minimally to noninvasive electroporation | |
| US20070088345A1 (en) | Applications of HIFU and chemotherapy | |
| US20210038924A1 (en) | High intensity focused ultrasound systems for treating tissue | |
| KR20120127708A (en) | Energetic Modulation of Nerves | |
| KR20170117599A (en) | Ultrasound treatment system | |
| JPH07184907A (en) | Ultrasonic treating device | |
| JP2003033365A (en) | Ultrasonic wave treatment apparatus | |
| JP2004261288A (en) | HIGH REPETITIVELY PULSED LASER APPARATUS WITH WAVELENGTH RANGE OF 6.1 mum FOR TREATING BIOLOGICAL TISSUE | |
| RU2695305C1 (en) | Method for intraoperative hyperthermic exposure on bone tissue | |
| RU2527363C1 (en) | Method for thermal ablation of bone tumour | |
| CN112105417B (en) | Generator for influencing biological tissues and cells using microwave induced thermal profiles | |
| Vaezy et al. | Acoustic surgery | |
| RU2402361C1 (en) | Method of destruction of neoplasms and pathologically changed tissues of organism | |
| RU2231991C2 (en) | Method for treating unresectable primary and metastatic hepatic tumors | |
| JP4091179B2 (en) | Ultrasonic therapy device | |
| RU2157709C2 (en) | Method for treating tumor formations by applying noninvasive laser surgery | |
| EP4342408A1 (en) | Laser system for detecting and processing information | |
| US20240099771A1 (en) | Laser System and Method for Detecting and Processing Information | |
| Häcker et al. | High-intensity focused ultrasound for ex vivo kidney tissue ablation: influence of generator power and pulse duration | |
| Daum et al. | Cutting edge acoustics. Non-invasive surgery using ultrasound | |
| Ishida et al. | Non-invasive osteotomy using focused ultrasound |