Апарат для електромагнітної гіпертермії

Апарат для регіональної електромагнітної гіпертермії, що містить аплікатор на основі індуктивної системи випромінювачів у формі одновиткових рамок, які виконані з відрізків коаксіального кабелю з розривом оплетення в середній частині, один з контурів виконує роль основного і підключений до високочастотного генератора, а допоміжний контур розташований у просторі розповсюдження змінного електромагнітного поля основного контуру або підключений до високочастотного генератора, поверх аплікаторів встановлено охолоджувачі, зв'язані з постачаючим хладагент обладнанням, який відрізняється тим, що аплікатори утворюють фіксовану асиметрію магнітної компоненти електромагнітного поля у напрямку зони опромінення за допомогою криволінійного профілю контуру, форма аплікатора обчислюється за допомогою параметричних формул: Корисна модель відноситься до медицини, а саме до онкології і може бути використаний для проведення комбінованого лікування онкологічних хворих з використанням електромагнітної гіпертермії, яка ініційована аппаратом з індуктивним аплікатором, при хіміота радіотерапії, крім того може використовуватися при моно або комплексному лікуванні ряду неонкологічних захворювань в інших сферах медицини та ветеринарії. Відомі апарати для електромагнітної гіпертермії, що мають блок живлення, високочастотний генератор, аплікатор з одновиткової плоскої рамки виконаної з відрізку коаксіального кабелю з розривом оплітки в середній частині та ізольованим незамкнутим центральним провідником, причому з кінців відрізку утворено ділянку двухпровідної лінії, до оплітки якої підключена фідерна лінія, в кінець двухпровідної лінії встановлено перемичку з можливістю продольного її переміщення, центральний провідник кабелю підключено до високочастотного генератору [1]. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється, вибрано в якості прототипу апарат для регіональної або локальної електромагнітної гіпертермії, що містить блок живлення, високочастотний генератор, аплікатор у вигляді індуктивної системи випромінювачів, виконаних з відрізків коаксіального кабелю з розривом оплітки в середній частині, один з контурів виконує роль основного і підключено до високочастотного генератору, а допоміжний розташовано совісно в паралельній площині у просторі розповсюдження змінного електромагнітного поля основного контуру або підключено до високочастотного генератору [А.с. СССР 1833748, A61N1/40, 1993]. При роботі відомого апарату для формування (13) 31237 (11) UA (19) де l Î [0, L] - параметр поточної довжини у заданому напрямку обходу контуру, функції х = х(l), у = y(l), z = z(l) неперервно-диференційовні на проміжку [0, L], охолоджувачі виконано з діелектричного еластичного матеріалу, який запам’ятовує геометричну форму, до якого приєднано шарнірно зв'язані стержні з індикаторами кутів нахилу. U ì x = x (l ), y(l), z = z(l), 0 £ l £ L, ï í x(0 ) = x(L ), y(0 ) = y (L ), z(0 ) = z(L), ï î$0 £ l1, l2 < L : l1 = l 2 Þ ((x(l1) = x(l 2 )) & ( y(l1 ) = y (l 2 )) & (z(l1 ) = z(l 2 ))), 3 31237 4 електромагнітного поля аплікатора застосовують де l Î [0, L] - параметр поточної довжини у принципи магнітного та амплітудно-фазового заданому напрямку обходу контуру, функції х = фокусування магнітної компоненти х(l), у = y(l), z = z(l) неперервно-диференційовні на електромагнітного поля. При використанні цього проміжку [0, L], охолоджувачі виконано з пристрою для лікування онкологічних хворих, діелектричного еластичного матеріалу, який прагнуть досягти однорідності нагріву злоякісної запам’ятовую геометричну форму, до якого пухлини. Однак ефективність протипухлинної дії приєднано шарнірно пов’язані стержні з при комплексному лікуванні злоякісної пухлини не індикаторами кутів нахилу. достатня. Тому для формування конфігурації поля Запропонована конструкція забезпечує аплікатора додатково інвазивно вводять в утворення просторової асиметрії магнітної опромінену пухлину заземлений провідник з компоненти електромагнітного поля в пухлині, яке ізольованою поверхньою. Це достатньо ініціює необхідну асиметричну направленість в некомфортна та потенційно небезпечна для просторі вихрових струмів локально в злоякісних онкологічного хворого процедура, яка може клітинах пухлини, кровоносних та лімфатичних ініціювати метастатичні процеси в його організмі судинах та у регіоні патологічного вогнища, а та непередбачена за своєю дією на ефективність також дозволяє провести електромагнітне процесів хіміо- та радіотерапії при комплексному опромінення на будь-який глибині у організмі лікуванні хворого. Оскільки електромагнітне хворого пацієнта, якому під час опромінення опромінення буде максимально концентруватися в вводять протипухлинний препарат. провіднику то первинна конфігурація Під впливом асиметричного магнітного поля та електромагнітного поля перетворюється в детерміновано асиметрично направлених в асиметричну з максимом у зоні провідника. Тобто просторі вихрових струмів в злоякісних клітинах та буде переважно ініціюватися судинах утворюється активний комплекс високотемпературний локальний ефект абіляції протипухлинного препарату з пухлинними пухлини при температурі 42-46°С. Такі клітинами з певною взаємною детермінованою температурні впливи с досить обтяжливі для хаотичною орієнтацією структури молекулярних серцево-судинної системи хворих й можуть груп реагентів, тобто з підвищеною ентропією (S). ініціювати побічні ефекти. В наслідок цього, Це призводить до формування активного ефективність комбінованої протипухлинної терапії комплексу реагентів з більш впорядкованою з застосуванням такого аплікатору достатньо взаємною орієнтацією у просторі структур, в обмежена. порівнянні з початковим хаотичним В основі корисної моделі поставлено задачу розташуванням, яке було до опромінення. вдосконалення конструкції апарату для Відповідно до другого закону термодинаміки електромагнітної гіпертермії, в якому шляхом константа швидкості реакції під час взаємодії модифікації форми, конструкційних матеріалів й реагентів описується рівнянням [3]: індикаторного вузла зміни просторової форми DS DH k T (2) аплікатора та охолоджувача забезпечується k1 = б e R e RT підвищення асиметрії магнітної компоненти h де: kбТ/h - визначає частоту теплових електромагнітного поля та відповідної асимеїрії флуктуацій, kб - постійна Ьольцмана, h - постійна розподілу вихрових токів. Це підвищує Планка; R - газова постійна; Т - абсолютна ефективність регіонального та локального температура; DН - зміна ентальпії (загальна протипухлинного ефекту комплексної терапії з енергія); DS - зміна ентропії (міра хаотичності). використанням електромагнітного опромінення. Таким чином, відбувається прискорення Поставлена задача вирішується тим, що в апараті для електромагнітної гіпертермії, що швидкості вільно радикальних реакцій в пухлиних клітинах через те, що величина активаційного містить індуктивні аплікатори у вигляді системи випромінювачів у формі одновиткових рамок, які бар’єру в реакції знижується за рахунок зниження виконані з відрізків коаксіального кабелю з абсолютної величини ентропії ½S½, a також за розривом оплітки в середній частині , один з рахунок зниження ентальпії активації DН при контурів виконує роль основного і підключений до незначному підвищенні фізіологічної температури. високочастотного генератору, а допоміжний контур При комбінованому лікуванні пухлин в процесі розташовано у просторі розповсюдження змінного хіміо-, радіотерапії з застосуванням неіонізуючого електромагнітного поля основного контуру або опромінення підвищується протипухлинна дія підключено до високочастотного генератору, хіміо- препаратів та іонізуючого випромінювання поверх аплікаторів встановлено охолоджувачі, за рахунок ініціації вільнорадикальних реакцій в зв’язані з постачаючим хладоагент обладнанням. пухлинних клітинах. Будучи високо реакційними Відповідно до корисної моделі, аплікатори хімічними компонентами, вільні радикали утворюють фіксовано розподілену асиметрію цілеспрямовано ініціюють загибель малігнізованих магнітного поля у напрямку зони опромінення за клітин при помірній гіпертермії пацієнтки 38-39°С. допомогою криволінійного профілю контуру, Суть запропонованого корисної моделі форма аплікатора обчислюються за допомогою пояснюється кресленнями (Фіг.1, 2). На Фіг.1 параметричних формул зображено схема апарата для електромагнітної ì x = x (l ), y(l), z = z(l), 0 £ l £ L, гіпертермії; на Фіг.2 зображено розподіл ï напруженості магнітної компоненти (1) í x(0 ) = x(L ), y(0 ) = y (L ), z(0 ) = z(L), ï електромагнітного поля. î$0 £ l1, l2 < L : l1 = l 2 Þ ((x(l1) = x(l 2 )) & ( y(l1 ) = y (l 2 )) & (z(l1 ) = z(l 2 ))), Апарат містить блок живлення 1, 5 31237 6 Індивідуально для кожного пацієнта вигинають високочастотний генератор 2, основний контур геометричну форму основного контуру 3 та окремо аплікатора 3 у формі одновиткової рамки, допоміжного контуру 13 за допомогою шарнірно виконаний з відрізків коаксіального кабелю з зв’язаних стержнів 7 з індикатором кута нахилу розривами оплітки в середній частині, поверх якої кожного 8. Допоміжний контур 13 розташовують на розміщено охолоджувач 4, виконаний у вигляді пацієнті 11 разом або окремо від основного трубки з діелектричного матеріалу, який контуру 3. В залежності від необхідності за запам’ятовує геометричну форму, в одному кінці допомогою комутатора 14 допоміжний контур 13 охолоджувача вставлено заглушку, а Інший є накоротко замикають або підключають до відкритим, охолоджувач має отвір, через який генератора 15. При подачі електроживлення з здійснюється з’єднання охолоджувача 4 з блоку живлення 1 в апарат для електромагнітної хладопровідом 5, який підключено до гіпертермії високочастотний генератор 2 генерує постачаючого хладоагент обладнання 6, до високочастотний сигнал фіксованої робочої охолоджувача 4 приєднано шарнірно зв’язані частоти з діапазону 8-150МГц в основний 3 та стержні 7 з індикатором кута нахилу кожного 8. пов’язаний індуктивно з ним замкнутий допоміжний Основний контур аплікатора 3 закріплено на контур 13 , які накладені на пацієнта 11 в зоні штативі 9 та розміщено у регіоні патологічного опромінення патологічного вогнища злоякісної вогнища злоякісної пухлини 10 на пацієнті 11, пухлини 10. Одночасно з постачаючого хладоагснт якого розміщено на позиційному столі 12, у обладнання 6 через хладопровіди 5 та 17 просторі розповсюдження змінного подається охолоджуюча рідина в охолоджувачі 4 електромагнітне поля основного контуру 3 та 16 для попередження побічних теплових розташовано допоміжний контур 13, виконаний у гіпертермічних ефектів за рахунок підтримки формі одновиткової котушки з відрізків температури на поверхні аплікатора в межах 35коаксіального кабелю, який приєднано через 39°С. Можливо також підключення допоміжного комутатор 14 до високочастотного генератора 15, контуру 13 за допомогою комутатору 14 до поверх допоміжного контуру 13 встановлено генератора 15 для формування асиметрії охолоджувач 16, зв’язаний з достачаючим магнітної компоненти поля за рахунок амплітуднохладоагент обладнанням 6 через трубку 17. частотного та фазового модулювання Апарат працює таким чином. високочастотного сигналу. Під впливом Пацієнта 11 розташовують на позиційному асиметричного магнітного поля га відповідною столі 12 та починають проводити хіміотерапію з асиметрією розподілу вихрових струмів в використанням протипухлинного антибіотика злоякісних клітинах утворюється активний антрацікліцнового ряду доксорубіцину. комплекс протипухлинного препарату Одночасно, в залежності від архітектоніки регіону доксорбіцину з пухлинними клітинами з опромінення злоякісної пухлини та попереднього оптимальною взаємною орієнтацією структури комп’ютерного розрахунку згідно формул (1), молекулярних груп реагентів. Це підвищує підбирають оптимальну асиметрію магнітного протипухлинну активність препарату та зменшує поля. його побічні дії при помірній гіпертермії пацієнтів В якості прикладу розрахуємо аплікатор, 38-39°С. форма якого задається системою параметричних Проведенні дослідження на формул (1): експериментальній моделі, резистентної до ì доксорубіцину карциноми Герена, засвідчили, що ï x = a sin a, після проведення електромагнітного опромінення ï ï (3) í y = b(1 - cos a ), тварин за допомогою апарату, що заявляється, та ï одночасного введення протипухлинного æ ö 2 2 2 ïz = bç ctg j / 2 + sin a - ctg j / 2 ÷, антибіотика доксорубіцину, спостерігалося ï è ø 0£a£2p. î гальмування на 69% пухлинного росту у 60% Проекція аплікатора на площину хОу є еліпсом тварин-пухлиноносіїв та у 40% щурів - повна з напівосями а та b та центром у точці х=0, у=b, регресія пухлин. Рецидиву пухлинного росту в z=0. a - параметр, що дорівнює куту, утвореного останній групі тварин не спостерігалося на протязі променем, який виходить з центру еліпсу у 4-х місяців після закінчення комбінованого протилежному до осі Оу напрямку та поточним лікування. За 15 хвилин сеансу гіпертермії елементом контуру у напрямі обходу проти температура в центрі пухлини змінювалася з 36,6 годинникової стрілки. Функція z=z(a, j) відповідає до 38,5°С. В той же час дія лише одного препарату за фокусування електромагнітного поля у зовсім не гальмувала ріст пухлин. потрібній області за рахунок згинання площини, в Джерела інформації: якій лежить аплікатор, таким чином, що проекція 1. Орел В.Э., Смоланка И.И., Коровин СИ., аплікатора на площину yOz є дугою з кутовою Паливец А.К., Данко М.И., Дзятковская Н.Н. мірою j, 0