Способ экспериментальной оценки терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуды животных

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к изучению терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуды. Способ экспериментальной оценки эффективности воздействия ультразвука включает использование каудальной вены кролика. Для этого, при выполнении верхнесрединной лапаротомии, открывают доступ к каудальной вене, подводят под нее лигатуру и прошивают участок вены в продольном направлении, образуя пару параллельных каналов с сохранением кровотока, по меньшей мере, в одном из них. Технический результат изобретения состоит в том, что модель сосуда, по своим размерам сопоставимая с большой подкожной веной человека, значительно повышает достоверность исследований, а продольная прошивка вены дает возможность проведения хронических экспериментов с включенным и выключенным кровотоками на одном животном. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области медицины и, в частности, к процессам экспериментального моделирования терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуды животных для выявления закономерностей, применимых в процессе лечения человека, например, в случае варикозной болезни вен нижних конечностей.

В настоящее время для лечения заболевания сосудов, в частности варикозной болезни вен нижних конечностей, широко применяются малоинвазивные методы - склеротерапия, радиочастотная и эндоваскулярная лазерная абляция. Однако даже эти минимально инвазивные методы требуют хирургического вмешательства, не исключая при этом риск различных осложнений. В последние годы все больше внимания уделяется изучению возможности использования неинвазивного высокоинтенсивного фокусированного ультразвука (HIFU) при венозной патологии.

Основные механизмы действия HIFU на сосуды включают термические эффекты (нагревание свыше 60°C) и механические, связанные с кавитацией, акустическими потоками и т.д. В зависимости от параметров облучения эффекты воздействия HIFU могут быть различными: образование окклюзирующего и неокклюзирующего тромба, разрыв, повреждение отдельных слоев сосудистой стенки без нарушения проходимости, облитерация. В клинике HIFU-технология для лечения варикозных вен еще не получила широкого применения, так как остаются невыясненными условия, определяющие оптимальный эффект. Одним из таких условий является сохранность кровотока в вене, на которую воздействует (HIFU). С другой стороны, важным является изучение влияния выключенного кровотока на характер повреждения стенок вены при воздействии (HIFU).

Первоначально HIFU был предложен для склеротерапии поверхностных вен диаметром менее 2 мм. Объектом воздействия являлись открытые хирургическим способом бедренные вены у крыс. По данным доплеровского обследования все обработанные ультразвуком вены оказались закупоренными тромбами в отличие от контрольных вен, которые остались проходимыми. Гистологические исследования не обнаружили разрушений окружающих нормальных тканей [Delon-Martin and other. Venous thrombosis generation by means of HIFU//Ultrasaund Med. Biol. 1995. v. 1. P 113-119].

По данным работы Хининена [Hininen R. Focused ultrasound surgery guided by MKI//Science and Medicine. 1996. Sept/Oct. V. 3. №5. P. 62-71] результат воздействия HIFU на кровеносные сосуды существенно зависит от размеров сосуда, скорости и объема кровотока (а следовательно, и способности крови уносить тепловую энергию от места воздействия) и от параметров ультразвука (интенсивности, частоты, длительности импульса и т.п.). Объектом исследования были бедренные артерии и вены кроликов. Ультразвуковое воздействие приводило к уменьшению кровотока в сосудах с диаметрами 1-1,3 мм или к сужению сосудов.

В качестве экспериментальных моделей сосудов для исследования воздействия на них HIFU используются кровеносные сосуды различных животных, например, крыс, кроликов, собак и свиней. Крысы неудобны слишком малыми размерами. Использование собак и свиней сопряжено с дополнительными финансовыми трудностями, получением разрешений, созданием особых условий. Кроме того, у всех экспериментальных животных нет системы подкожных вен, подобных венам нижних конечностей, которые есть у человека.

В опытах на кроликах обычно используют вены ушей. Они расположены поверхностно, хорошо визуализируются, доступны, их отключение практически не влияет на жизнедеятельность животного. Но при этом имеется несколько отрицательных моментов. Вена идет непосредственно под кожей и поэтому отсутствует жировая прослойка. Рядом с ней, как правило, расположена артерия, что является причиной передаточной пульсации. Сосуды расположены на хряще и их диаметр не превышает 2 мм. Для четкой УЗИ-визуализации необходимо сбривать волосы на коже над веной, что сопровождается повреждением и отеком окружающих тканей. Все эти факторы затрудняют проведение экспериментов по применению HIFU для облитерации вен. Кроме того, для получения достоверных данных, свидетельствующих об облитерации вены, нужен сосуд диаметром больше, чем 2,5-3 мм. Если воздействовать на сосуд диаметром около 2 мм, то не удастся четко понять механизм облитерации, что лежит в основе повреждения - поражение сосудистой стенки или крови в просвете сосуда.

Таким образом, все многообразие задач, требующих решения при исследовании процесса воздействия HIFU на сосуды, сводится к двум направлениям, а именно воздействию на сосуд с сохраненным кровотоком и воздействию на сосуд с выключенным кровотоком. Важным обстоятельством является то, что в хроническом эксперименте необходимо остановить кровоток для создания условий облитерации сосуда. При этом кролик должен оставаться живым в течение месяца и более. Если учесть, что для получения достоверных данных требуется сосуд диаметром больше, чем 2,5-3 мм, а наиболее пригодные для эксперимента сосуды кролика имеют диаметры не более 2 мм, то эксперименты с сохраненным и выключенным кровотоками не гарантируют в любом из этих случаев достоверных данных. Кроме того, ограниченность диаметров ушных вен кроликов не дает возможность осуществить эксперименты с использованием HIFU на моделях, вены которых были хотя бы сопоставимы с большой подкожной веной человека, что значительно увеличило бы достоверность получаемых данных. Следует также отметить, что в экспериментальной практике неизвестны факты использования одной и той же вены, которая применялась для работы как с открытым, так и выключенным кровотоками. Наличие такой возможности способно значительно расширить диапазон экспериментальных возможностей.

Таким образом, задачей изобретения является повышение достоверности экспериментальных данных, способствующих лучшему пониманию механизмов воздействия HIFU на сосуды, а также расширение диапазона экспериментальных возможностей.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе экспериментальной оценки эффективности терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуды животных, включающем использование экспериментальной модели в виде сосудистой системы кролика, в качестве модели используют его каудальную вену, которую прошивают в продольном направлении, образуя пару параллельных каналов с сохранением кровотока, по меньшей мере, в одном из них, при этом один из каналов выполняют с просветом не более 70% общего просвета вены и длиной не менее 1 см. Кровоток выключают в канале с большим просветом.

Технический результат изобретения состоит в том, что в качестве экспериментальной модели используют каудальную вену кролика, по своим размерам сопоставимую с большой подкожной веной человека, что уже значительно повышает достоверность исследований, проводимых на сосудах с использованием HIFU. Продольная прошивка вены дает возможность проведения хронических экспериментов с включенным и выключенным кровотоками на одном животном.

На фиг. 1 дано схематическое изображение каудальной вены кролика, а на фиг. 2 дано 3D-изображения последней, на которых 1 - каудальная вена, 2 - непрерывный шов из атравматичной не рассасывающейся нити, 3 - канал с сохраненным кровотоком, 4 - канал с выключенным кровотоком и внутренней замкнутой полостью 5, 6 - стрелка, указывающая направление кровотока, d1 и d2 - диаметры каналов с сохраненным и выключенным кровотоками соответственно.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Каудальная вена 1 у кролика имеет диаметр около 10-12 мм и протяженность вены такого диаметра составляет 2-3 см. Под эндотрахеальной анестезией выполняют верхнесрединную лапаротомию. Все петли тонкой и толстой кишок выводят из брюшной полости влево и укрывают влажной марлевой салфеткой. При этом открывается доступ к каудальной вене на протяжении 4-5 см от нижнего края печени до бифуркации. На этом участке в нее впадают почечные вены, при этом у мест их впадения расположены правый и левый надпочечники. Над каудальной веной рассекают париетальную брюшину, что делать необязательно, так как стенка вены становится тоньше, а это может затруднить УЗИ-визуализацию. Затем под каудальную вену подводят лигатуру 2 и прошивают ее в продольном направлении, образуя пару параллельных каналов 3 и 4 с сохранением кровотока с направлением 6 в одном из них (3), а другой (4) блокируют, что приводит к остановке в нем кровотока и образованию замкнутой полости 5. Выключенный кровоток создает условия для облитерации сосуда. Подвергнутый воздействию HIFU участок с выключенным кровотоком вместе с окружающими тканями иссекают для гистологического исследования. Материал фиксируют в 10% нейтральном формалине на фосфатном буфере (pН 7,4) в течение суток, обезвоживая в серии этанола возрастающей концентрацией и заливая в парафиновые блоки по стандартной гистологической методике. Следует отметить, что эксперимент с выключенным кровотоком целесообразно проводить на максимально возможном диаметре сосуда, т.е. на канале 4, для чего диаметр его просвета выбирался не более 70% общего просвета вены, а длина канала выбиралась не менее 1 см.

1. Способ экспериментальной оценки эффективности терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуд, включающий использование вены кролика, отличающийся тем, что в качестве модели используют каудальную вену кролика, для этого при выполнении верхнесрединной лапаротомии открывают доступ к каудальной вене, подводят под нее лигатуру и прошивают участок вены в продольном направлении, образуя пару параллельных каналов с сохранением кровотока, по меньшей мере, в одном из них.

2. Способ по п. 1, в котором один из каналов выполняют с просветом не более 70% общего просвета вены и длиной не менее 1 см и этот канал используют для эксперимента с выключенным кровотоком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинским моделям и может найти широкое применение, преимущественно, в хирургической стоматологии, как для обучения медицинского персонала, так и для тестирования хирургического оборудования, например роботизированного мультифункционального лазерного хирургического комплекса для малоинвазивной терапии онкологической патологии органов и тканей головы, шеи и челюстно-лицевой области.

Изобретение относится к медицине. Предложен способ моделирования алкогольной кардиомиопатии, заключающийся в принудительной алкоголизации животных 10%-ным водным раствором этанола в течение 13 недель, последующем отборе животных с высоким предпочтением к алкоголю и продолжении алкоголизации до конца 24 недели от начала алкоголизации.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к торакальной хирургии и касается моделирования спонтанного разрыва пищевода. Способ включает проведение шейной медиастинотомии, проникновение в клетчатку заднего средостения, мобилизацию пищевода по окружности в верхнем и нижнем направлении, установку в просвет пищевода трубки, соединение ее с манометром, осуществление лапаротомии, создание избыточного давление в пищеводе.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной хирургии, и может быть использовано с целью профилактики кровотечения на фоне применения двойной антитромбоцитарной терапии до хирургического вмешательства.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной хирургии, и касается профилактики кровотечений, вызванных применением варфарина до хирургического вмешательства.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для создания модели нарушения кровотока по магистральным артериям. Способ включает выделение магистральной артерии и наложение на нее лигатур.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования эмпиемы плевры. Для этого нелинейной белой крысе однократно под ингаляционным наркозом в плевральную полость вводят препарат блеомицин в дозе 15,0 мг/кг в 1,0 мл физиологического раствора, результат оценивают на 10-е сутки после инъекции.
Изобретение относится к медицине и ветеринарии, а именно к сосудистой хирургии. В гидравлическую систему сосудистого тренажера через канюлю шприца вводят вискоэластик, с последующим формированием анастомозов по типу «край в край, край в бок».

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования иммунодефицитного состояния, обусловленного нарушением функций клеток врожденного иммунитета.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для снижения гепатоцитолиза в условиях временного выключения печени из кровообращения.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для высокоинтенсивного фокусированного ультразвука. Медицинское устройство содержит систему высокоинтенсивного фокусированного ультразвука, включающую ультразвуковой преобразователь с множеством элементов для фокусировки ультразвука в объем воздействия ультразвуком, причем между ультразвуковым преобразователем и объемом воздействия ультразвуком имеется область ближнего поля, а множество элементов преобразователя выполнено с возможностью управления в группах, память для хранения машиноисполняемых команд, процессор для управления медицинским устройством, причем выполнение команд побуждает процессор принимать данные местоположения, описывающие множество точек воздействия ультразвуком, причем каждая из упомянутого множества точек воздействия ультразвуком ассоциирована с различным расположением ультразвукового преобразователя, определять для каждой из множества точек воздействия ультразвуком, используя геометрическую модель элемента преобразователя, траекторию воздействия ультразвуком на основании различного расположения ультразвукового преобразователя, обнаруживать область совпадения, используя траекторию воздействия ультразвуком, причем область совпадения указывает на совпадение траектории воздействия ультразвуком для двух или более точек воздействия ультразвуком в области ближнего поля, определять команды управления преобразователем, используя область совпадения, и управлять системой.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам магнитно-резонансной термометрии для наведения ультразвука. Медицинский инструмент для терапии сфокусированным ультразвуком высокой интенсивности содержит систему магнитно-резонансной визуализации, выполненную с возможностью получения тепловых данных магнитного резонанса от субъекта, по меньшей мере частично расположенного в зоне визуализации системы магнитно-резонансной визуализации, систему сфокусированного ультразвука высокой интенсивности, которая имеет настраиваемый фокус, процессор для управления системой сфокусированного ультразвука высокой интенсивности и системой магнитно-резонансной визуализации, память для хранения машиноисполняемых инструкций, при этом выполнение инструкций побуждает процессор управлять системой сфокусированного ультразвука высокой интенсивности и системой магнитно-резонансной визуализации, многократно восстанавливать множество тепловых карт с использованием тепловых данных магнитно-резонансной визуализации, вычислять центр масс нагрева для каждой из множества тепловых карт с получением набора центров масс нагрева, выбирать несколько точек разрушения ультразвуком из множества точек разрушения ультразвуком для каждого элемента набора центров масс нагрева, при этом одну или более точек разрушения ультразвуком выбирают с применением заданного критерия, определять пространственно-зависимую корректировку наведения посредством сравнения каждого элемента набора центров масс нагрева с одной или более точками разрушения ультразвуком и управлять системой сфокусированного ультразвука высокой интенсивности для сдвига настраиваемого фокуса посредством пространственно-зависимой корректировки наведения.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к диагностическим магнитно-резонансным устройствам визуализации. Устройство содержит систему магнитно-резонансной визуализации для сбора данных магнитного резонанса от субъекта в зоне визуализации, систему сфокусированного ультразвука высокой интенсивности, процессор, причем исполнение команд побуждает процессор управлять системой магнитно-резонансной визуализации, чтобы собирать данные магнитного резонанса, используя импульсную последовательность, при этом импульсная последовательность содержит импульсную последовательность визуализации, используя силу акустического излучения, которая содержит возбуждающий импульс, многомерный градиентный импульс, подаваемый во время импульса радиочастотного возбуждения для выборочного возбуждения интересующей области, который является двумерным, так что интересующая область имеет двумерное поперечное сечение, причем двумерное поперечное сечение имеет вращательную симметрию относительно оси интересующей области, при этом ось интересующей области и ось пучка коаксиальны.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к медицинским терапевтическим ультразвуковым системам. Медицинское устройство для терапии кости посредством HIFU содержит терапевтическую систему HIFU, снабженную матрицей ультразвуковых преобразователей, содержащей элементы преобразователей, излучающие объемный ультразвуковой пучок в нагреваемую зону, процессор, выполненный с возможностью приема данных о поверхности, описывающих местоположение области поверхности, обрабатываемой относительно местоположения матрицы преобразователей, определения на основе данных о поверхности набора команд переключения преобразователей для управления элементами преобразователей, так чтобы излучать объемный ультразвуковой пучок так, чтобы местоположение поперечного сечения объемного ультразвукового пучка в ближнем поле объемного ультразвукового пучка и пересекающего главную ось вдоль направления распространения пучка соответствовало местоположению области поверхности, чтобы в поперечном сечении, соответствующем местоположению поверхности, плотность энергии луча объемного ультразвукового пучка превышала заданный терапевтический порог, чтобы расфокусировать объемный ультразвуковой пучок.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам для подачи ультразвуковой вибрации. Система включает в себя удлиненное передающее ультразвук устройство, содержащее дистальный конец и проксимальный конец, ультразвуковой привод, присоединенный к проксимальному концу передающего устройства и сконфигурированный для приведения в действие передающего устройства в импульсном режиме.
Изобретение относится к медицине, онкологии, предназначено для комбинированного лечения немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ) II-III стадии. Проводят 2 курса химиотерапии по схеме паклитаксел 175 мг/м2 и карбоплатин AUC 6 в 1-й и 20-й дни.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к медицинским диагностическим магнитно-резонансным системам. Медицинский инструмент содержит систему магнитно-резонансной визуализации для получения данных магнитно-резонансной термометрии от субъекта, систему сфокусированного ультразвука высокой интенсивности, содержащую преобразователь ультразвука с электронно-управляемым фокусом, которая содержит механическую систему позиционирования преобразователя ультразвука, при этом электронно-управляемый фокус реализован с возможностью настройки фокуса в пределах зоны фокусировки, а местоположение зоны фокусировки зависит от положения преобразователя ультразвука, память для хранения исполнимых машиной инструкций, процессор для управления медицинским инструментом, побуждающий выполнять получение целевой зоны, описывающей объем в пределах субъекта, при этом целевая зона больше зоны фокусировки, разделение целевой зоны на множество подзон, при этом каждая из множества подзон имеет положение преобразователя, при этом, когда преобразователь находится в положении преобразователя, зона фокусировки содержит подзону, определение последовательности для перемещения положения преобразователя в каждую из множества подзон, определение выбранной подзоны, выбираемой из множества подзон с использованием последовательности, при этом каждая из подзон делится на области, причем выполнение инструкций побуждает процессор поддерживать в целевой зоне целевую температуру в течение предварительно заданного периода времени посредством многократного управления механической системой позиционирования с целью перемещения преобразователя в положение преобразователя выбранной подзоны; получения данных магнитно-резонансной термометрии, при этом данные магнитно-резонансной термометрии описывают температуру вокселов в подзоне, определения карты температурных свойств, описывающей температуру в каждом из вокселов с использованием данных магнитно-резонансной термометрии, нагревания области подзоны независимо до целевой температуры посредством управления электронно-управляемым фокусом с помощью алгоритма температурной обратной связи, который использует карту температурных свойств, изменения выбранной подзоны с использованием последовательности.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к графическим пользовательским интерфейсам для управления медицинскими инструментами. Инструмент содержит систему медицинской визуализации, систему лечения для передачи энергии в зону лечения, дисплей для отображения графического пользовательского интерфейса для оператора, причем графический пользовательский интерфейс выполнен с возможностью получения команды остановки, процессор для управления медицинским инструментом и запоминающее устройство для хранения машинно-исполняемых команд для выполнения процессором, причем выполнение команд побуждает процессор получать выбор опорного местоположения, выбор одного или нескольких анатомических ориентиров, многократно управлять системой лечения, чтобы передавать энергию в субъект в соответствии с планом лечения, управлять системой медицинской визуализации, реконструировать медицинское изображение, используя данные медицинских изображений, определять данные о кумулятивной дозе по меньшей мере частично из управления системой лечения таким образом, чтобы передавать энергию в субъект, причем данные о кумулятивной дозе совмещают с медицинским изображением, определять первое совмещение, которое совмещает опорное местоположение с медицинским изображением, определять второе совмещение, которое совмещает один или несколько анатомических ориентиров с медицинским изображением, отображать медицинское изображение на графическом пользовательском интерфейсе, используя первое совмещение для помещения опорного местоположения в предварительно определенное положение на графическом пользовательском интерфейсе, отображать представление одного или нескольких анатомических ориентиров на графическом пользовательском интерфейсе, используя второе совмещение, отображать данные о кумулятивной дозе на графическом пользовательском интерфейсе, причем данные о кумулятивной дозе накладывают на медицинское изображение, и управлять системой медицинской визуализации таким образом, чтобы останавливать передачу энергии в субъект, если от графического пользовательского интерфейса получена команда остановки.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к достоинствам магнитно-резонансного управления системой нагрева. Система магнитно-резонансного управления содержит систему магнитно-резонансной визуализации, включающую магнит с зоной визуализации для сбора магнитно-резонансных данных из пациента изнутри зоны визуализации, систему нагрева, выполненную с возможностью нагревания целевой зоны внутри зоны визуализации, память для хранения выполняемых компьютером команд, процессор для управления медицинским устройством, выполнение команд предписывает процессору принимать план терапии, многократно управлять системой нагрева в соответствии с планом терапии для нагревания целевой зоны в течение чередующихся периодов нагревания и периодов охлаждения, собирать магнитно-резонансные данные посредством управления системой магнитно-резонансной визуализации в соответствии с первой импульсной последовательностью, а команды предписывают процессору собирать магнитно-резонансные данные в течение периода охлаждения, выбранного из по меньшей мере одного из периодов охлаждения, и модифицировать план терапии в соответствии с магнитно-резонансными данными.

Изобретения относятся к медицинской технике. Устройство с держателем пальца для реконструкции ткани женских гениталий содержит обрабатывающий наконечник (1) и рукоятку (2).

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для хирургического лечения открытых переломов длинных трубчатых костей. Ультразвуковой волновод-шуруп для аппарата Илизарова выполнен в виде стержня, включающего рабочую часть, цилиндрический резьбовой участок и резьбовой участок для фиксации с акустическим узлом, при этом стержень дополнен экспоненциальным участком, отношение входного и выходного диаметров которого составляет от 2 до 5, а длина - от 0,25 до 0,5λ, где λ - длина волны, резьбовой участок для фиксации с акустическим узлом выполнен длиной 8-10 мм с резьбой от М5 до М8, при этом общая длина экспоненциального и цилиндрического резьбового участка составляет 3/4λ, а длина рабочей части - 1/4λ. Использование изобретения позволяет сократить сроки консолидации перелома и снизить частоту осложнений, связанных с нарушением регенерации костной ткани и инфекцией. 2 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к изучению терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуды. Способ экспериментальной оценки эффективности воздействия ультразвука включает использование каудальной вены кролика. Для этого, при выполнении верхнесрединной лапаротомии, открывают доступ к каудальной вене, подводят под нее лигатуру и прошивают участок вены в продольном направлении, образуя пару параллельных каналов с сохранением кровотока, по меньшей мере, в одном из них. Технический результат изобретения состоит в том, что модель сосуда, по своим размерам сопоставимая с большой подкожной веной человека, значительно повышает достоверность исследований, а продольная прошивка вены дает возможность проведения хронических экспериментов с включенным и выключенным кровотоками на одном животном. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх