7. Хирургия с помощью сфокусированного ультразвука. Ультразвук при лечении рака.

 ХИРУРГИЯ С ПОМОЩЬЮ ФОКУСИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКА Хирургическая техника должна обеспечивать воспроизводи­мость и управляемость разрушения тканей, воздействовать только на четко ограниченную область, быть быстродействующей и вызы­вать минимальные потери крови. Мощный фокусированный уль­тразвук обладает большинством из этих качеств. Фокальная об­ласть может иметь типичные размеры 1 -г- 2 мм в ширину и 3^4 мм в длину.

Возможность использования фокусированного ультразвука для создания зон поражения в глубине органа без разрушения вышеле­жащих тканей изучено в основном в операциях на мозге.. Воздействие осуществлялось и на другие органы: печень, спинной мозг, почки и глаз.

Фокусирование ультразвука может быть достигнуто многими способами . Самый простой из них — это использование преобразователя, излучающая поверх­ность которого по форме представляет собой сферическую вогну­тую оболочку, изготовленную из пьезоэлектрического материала. Фокус такого излучателя лежит на его главной оси и располагается вблизи центра кривизны оболочки.

УЛЬТРАЗВУК ПРИ ЛЕЧЕНИИ РАКА Ультразвук достаточной интенсивности мо­жет нагреть любую локализованную область ткани до используе­мых в гипертермии температур (больше 42° С,). Нуж­ное распределение температур зависит от размера и формы опухоли, подвергаемой лечению, и ее местоположения в теле. В це­лом задача состоит в том, чтобы равномерно нагреть весь объем опухоли до некоторой постоянной температуры при условии, чтобы температура нормальной ткани поддерживалась на физиологически приемлемом уровне. На практике опухоль нагревают до некоторой приемлемой минимальной температуры; при этом часть окружаю­щей нормальной ткани тоже нагревается, поскольку очень важно, чтобы температура на периферии опухоли также достигала гипер­термического уровня. Широкий набор необходимых распределений температур означает, что методика нагрева должна быть чрезвы­чайно гибкой. Температуры должны измеряться точно, что делают инвазивно с помощью термоядерных датчиков.

Ультразвук может играть важную роль в гипер­термическом лечении опухолей. Методика нагрева поверхностных опухолей, расположенных на глубинах меньше 3—4 см, уже суще­ствует и используется в повседневной клинической практике в неко­торых медицинских центрах. Тем не менее необходимы дальнейшие исследования механизма воздействия и развитие приборного обес­печения для создания надежных воспроизводимых методик нагрева глубоко расположенных опухолей. В общем, следует надеяться, что если возможно осуществить ультразвуковое сканирование опухоли, то можно будет и ее нагреть.

8. Кавитация как причина повреждения биологической ткани. Виды кавитации. Пороги кавитации. Ударноволновое разрушение почечных и желчных камней. Механизмы разрушения.

КАВИТАЦИЯ- это образо­вание и активизация газовых или паровых полостей (пузырьков) в среде, подвергаемой ультразвуковому воздействию.

По общепринятой терминологии существуют два типа активно­сти пузырьков: стабильная кавитация и коллапсирующая, или не­стационарная, кавитация, хотя граница между ними не всегда четко очерчена.

Стабильные полости пульсируют под воздействием давления ультразвукового поля . Радиус пузырька колеблется около равновесного значения, полость существует в течение значи­тельного числа периодов звукового поля.

С активностью такой ста­бильной кавитации может быть связано возникновение акустиче­ских микропотоков и высоких сдвиговых напряжений. Коллапсирующие или нестационарные полости осциллируют не­устойчиво около своих равновесных размеров, вырастают в не­сколько раз и энергично схлопываются. Их активность проявляется в течение нескольких периодов звукового поля. Схлопыванием та­ких пузырьков могут быть обусловлены высокие температуры и давления, а также преобразование энергии ультразвука в излучение света или химические реакции.

Как признано в современных публикациях, акустическая кавита­ция имеет несколько порогов Неппирас определяет два порога, а именно порог стабильной кавитации и по­рог нестационарной кавитации. В сообщается, что выше порога нестационарной кавитации существует еще один порог, при превы­шении которого кавитация вновь приобретает стационарный ха­рактер.

Пороги обычно задаются параметрами: РA — амплитудой аку­стического давления, Р0 — внешним давлением, R0 — начальным радиусом пузырька и   — круговой частотой ультразвука.

В 1971 году сообщалось об успешном уничтожении камня почки ударными волнами. Метод был успешно применен в экспериментах на животных с ударными волнами, генерируемыми вне тела электрода - эллипсоидной системы и направленный через кожу и стенки тела к камню. В середине и конце 70-х годов, Е. Eisenberger, К. Чаусского и Форсман производят экспериментальные исследования литотриптора, работают над собаками с имплантированными человеческими камнями в почках. 

  Экстракорпоральная ударно-волновая терапия при помощи генераторов объединила принцип использования одного ультразвукового импульса с принципом генерации акустической энергии вне тела и фокусировкой его через кожу и стенки тела на камень. Хойслер и Кифер сообщили про первый успешный опыт бесконтактного разрушения почечных камней ударными волнами. Камень был помещён в заполненный водой цилиндр и обстрелян ударной волной с поверхности воды.   Чтобы применить новый принцип в медицине, как группы Хойслера и Гоффа, в компании Dornier построены различные генераторы ударных волн для уничтожения каменей; использующие тороидальные отражатели вокруг электрод - эллипсоидной системы проволоки магнитной катушки.    Успешная программа испытаний на животных привели к новым прототипом, HM1 (Human Machine) литотриптора, и первый пациент лечился с этой машиной от 20 февраля 1980 года. Теперь, для доступа к почке уже не требовался открытый доступ. Метод экстракорпоральной литотрипсии был введен в клиническую практику после серии экспериментов в Мюнхене. После первого лечения человека в 1980 году, ударно-волновая литотрипсия стала, в течение нескольких лет, стандартом лечения почечных камней. Метод был применен с клиническим успехом.