Спосіб інтраопераційного визначення розмірів вогнища термічного ураження пухлинних тканин при лазерній інтерстіціальній термотерапії

Изобретение относится к медицине, а именно к интерстициальной терапии новообразований, и может быть иснользовано для контроля поражения опухоли в ходе лазерной интерстициальной термотерапии (ЛИТТ). В последние годы получили распространение методы лечения глубоко расположенных опухолей человека, основанные на девиталиэации опухолевы х тканей путем их локального нагрева ультразвуком, радиочастотным или лазерным излучением. Одним из факторов, определяющим эффективность этих методов, является точность контроля размеров очага необратимого термического поражения опухоли непосредственно во время операции. Лазерная интерстициальная термотерапия отличается от других методов малыми размерами, быстротой расширения и значительной пространственной неоднородностью очага поражения. Известны способы контроля его размеров, основанные на получении изображения очага за счет изменения плотности нагретых тканей методами ЯМР- или рентгеновской томографии [Vogl I.J. et at. tnterventional MR-guided laser-induced thermotherapy for recurrent nasopharyngeal carcinoma //Eur.Radiology, 1995, Suppl. to Vol. 5, p. S198]. Однако исследования методами томографии достаточно дороги: кроме того, их использование во время лазерной операции затруднено из-за конструктивных особенностей томографов. При проведении ЛИТТ широко используются ультразвуковые эхо-сканеры, более удобные и доступные интроскопические аппараты. Однако, при их использовании для контроля размеров очага термического поражения возникают трудности, связанные с субъективностью дешифровки сонографических изображений, с неопределенностью связи уровня поражения тканей с их ги-пер(гипо)эхогенностью и обусловливающие низкую точность при определении истинных размеров очага [Sreger А.С. et.ak. Ultrasound reatures of low power interstitial laser hyperthermia //Ciin.Radiology, 1992, Vol. 46, p.88]. Известен способ определения размеров очага термического поражения тканей при ЛИТТ путем измерения температуры тканей в зоне воздействия лазерного излучения с последующей оценкой вероятности их необратимой девитализации, которая зависит от величины и продолжительности превышения температурой порогового уровня 42 град.С [Waldow S.M. et. al. Response of RIF-1 tumour to superficial or Interstitial heating using Ng-YAG laser //Lasers in Med.Sci., 1993, Vol. 8, p. 171]. Однако, количество датчиков температуры (термозондов), вводимых в опухоль под контролем эхо-сканера, ограничено 2-3, невелика и точность их позиционирования. Данный способ не обеспечивает эффективный контроль размеров очага термического поражения в динамике операции. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ интраоперационного определения размеров очага термического поражения опухолевых тканей при лазерной интерстициальной термотерапии, включающий измерение суммарной энергетической дозы, контактное измерение температуры тканей термоэондами, введенными в опухоль под контролем ультразвукового сканера. Данный способ сочетает термометрию с расчетом, основанным на эмпирически установленной функциональной связи размера очага термического поражения при ЛИТТ с энергетической дугой лазерного излучения -проведением мощности на время теплового воздействия [Dowlatshahi К. et al. Histologic evaluation of mammary tumor necrosis by interstitial Nd.YAG laser hyperthermia // Lasers in Sung, and Medicine, 1992, Vol. 12, p. 159]. Однако, способ обеспечивает приемлемую точность лишь для тех конкретных условий (интервала мощностей и экспозиций, гистотипа и кровоснабжения опухоли), в которых была определена эффективность ЛИТТ - численный коэффициент, не известный a priori. Кроме того, в нем отсутствуе т коррекция режимов воздействия в любой момент времени. В основу заявляемого изобретения поставлена задача - создать способ интраоперационного определения размеров очага термического поражения опухолевых тканей при ЛИТТ, в котором комплексный учет энергетической дозы излучения, интенсивности внутритканевого кровотока, термочувствительности тканей и результатов контактной термометрии позволит с большей степенью точности определять реальные размеры очага в процессе лазерной операции, что даст возможность исключить нежелательные повреждения здоровых тканей при гарантированном поражении опухолевых, а также оперативно корректировать режимы воздействия. Поставленная задача решается следующим образом: в известном способе интраоперационного определения очага термического поражения опухолевы х тканей при лазерной интеретициальной термотерапии, включающем измерение суммарной энергетической дозы, контактное измерение температуры тканей термозондами, введенными в опухоль под контролем ультразвукового сканера, в предоперационном периоде определяют интенсивность внутритканевого кровотока, гистотип опухолевой ткани, а расчет радиуса очага термического поражения проводят с учетом этих факторов и фактического распределения температуры в опухоли по формуле где R - радиус очага термического поражения опухолевых тканей, мм; Рi - мощность источника лазерного излучения, Вт; ti - длительность воздействия на і-ом уровне мощности, сек; KD - безразмерный коэффициент термодиффузии; Кг - безразмерный коэффициент термочувствительности; Кт - безразмерный коэффициент соответствия фактической и расчетной температур. Учет реальных характеристик опухоли, выражаемых вышеуказанными коэффициентами, позволяет значительно повысить эффективность интраоперационного контроля и лечения методом ЛИТТ в целом. Коэффициенты находятся по результатам диагностики и термометрии по простому алгоритму (номограммам). Предлагаемый способ осуществляется следующим способом. До начала лазерного воздействия выполняют измерение интенсивности кровотока в окрестности опухоли, например, допплеровским датчиком ультразвукового эхо-сканера'или методом "теплового клиренса" и находят величину коэффициента термодиффузии KD; определяют гистотип опухолевой ткани путем взятия биопсии и находят значение коэффициента термочувствительности Кг, соответствующее гистотипу. Выполняют предварительное планирование дозы для опухоли известного размера с учетом проведенных измерений и Кт = 1. В ходе планирования определяют, в частности, точки ввода излучения и термозондов в опухоль, а также расчетное изменение со временем температуры в контрольных точках. После включения лазера непрерывно контролируют мощность излучения, текущее время и температуру тканей в контрольных точках. Если рост последней происходит быстрее (медленнее), чем по плану, то определяют коэффициент К (при соответствии температур равный единице) и в величину реализуемой энергетической дозы вводится соответствующая поправка путем изменения экспозиции или (реже) мощности излучения. Далее приведены примеры конкретной реализации способа при ЛИТТ рака молочной железы. Πример 1. Больная М., 63 года. Диагноз: опухоль левой молочной железы размерами 16x23x25 мм (данные УЗИ), биопсия показала скиррозный рак (Кг - 0,8). Интенсивность внутритканевого кровотока 14 мл/мин.100 г; при выбранной мощности излучения лазера 4 Вт коэффициент Ко = 0,54. После начала ЛИТТ фактическая температура тканей в контрольных точках росла медленнее расчетной (через 200 сек отставание на 1,1-1,4 град. С, через 600 сек - на 3,0-4,2 град. С), что соответствует Кт = 0,42. Подставляя численные значения в (1), получим, что текущий радиус очага термического поражения изменяется со временем как При вводе излучения в центр опухоли для покрытия очагом сферы радиусом 12,5 мм (половина максимального размера) реализована экспозиция 2200 сек. Состояние больной после ЛИТТ удовлетворительное, осложнений нет. УЗИ через 1,3 и 6 месяцев после ЛИТТ показало уменьшение размеров опухоли до полного исчезновения. Регресс симптоматики, ремиссия в течение 13 месяцев. Πример 2. Больная Б., 39 лет. Диагноз: опухоль левой молочной железы размерами 15x19x21 мм, биопсия показала солидный рак (Кг = 1,4). Интенсивность кровотока 4,5 мл/мин.100 г, что при Ρ = 3,5 Вт соответствует величине KD = 1,04. Во время ЛИТТ наблюдалось отставание измеряемой температуры тканей от расчета (через 240 сек 0,5-1 град. С, через 600 сек - 2,4-3,2°С), что соответствует Кт = 0,68, Тогда в данных условиях Так как R = 10,5 мм, реализована экспозиция t = 1980 сек. Болевые ощущения и осложнения отсутствовали. Поскольку в этом случае ЛИТТ проводилась как неоадъювантный метод лечения рака, на третий день после нее была выполнена мастэктомия левой молочной железы. Патоморфологическое исследование препарата показало наличие очага термического некроза ткани с внешними размерами области необратимых изменений 22-28 мм, полностью покрывающей первичную опухоль. Рецидивы опухоли отсутствуют на протяжении 1,5 года. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает полное поражение опухоли лазерным излучением с минимальными повреждениями здоровой ткани.