Опыт применения СВЧ ЭМ-поля
Опыт применения СВЧ ЭМ-поля с частотой колебания 2375 МГц для создания строго регулируемой гипертермии при комплексном лечении поверхностью расположенных злокачественных опухолей позволил приступить к изучению возможностей получения дозируемой гипертермии в глубоко расположенных тканях посредством СВЧ-излучения с более низкими частотами электромагнитных колебаний.
В качестве генератора был использован отечественный аппарат «Волна-2», позволяющий получить электромагнитное поле с частотой колебания 460 МГц (длина волны 65 см, выходная мощность 100 ± 30 Вт).
Аппарат «Волна-2» предназначен для физиотерапевтической практики и не рассчитан на создание гипертермических режимов, в частности в опухолевой ткани, так как не обеспечивает плавной регулировки мощности, создания и поддержания оптимального гипертермического режима в зоне более глубоко располагающихся и больших по объему опухолей.
Кроме того, отсутствует возможность быстрого выключения мощности с последующим включением ее на ранее выбранный рабочий уровень.
Срок непрерывного СВЧ-излучения ограничен (из-за конструктивных особенностей аппарата) 30 мин, что совершенно недостаточно для лечебного сеанса гипертермии.
Нами совместно с группой сотрудников во главе с акад. Н. Д. Девятковым в аппарате «Волна-2» были устранены перечисленные недостатки, а также созданы две дополнительные антенны-излучатели диаметром 120 и 150 мм. Внешний вид реконструированного и усовершенствованного аппарата представлен на рисунке.
Общий вид установки
Общий вид установки для проведения локальной СВЧ-гипертермии
(длина электромагнитной волны 65 см).
При помощи этого аппарата проведены эксперименты на 15 собаках.
Цель опытов — определение возможности использования микроволн длиной 65 см для создания регулируемой гипертермии в облучаемых тканях живого объекта; изучение распределения температуры в тканях, находящихся непосредственно в зоне СВЧ-воздействия указанного диапазона и вне его; разработка методических вопросов использования электромагнитного спектра с частотой колебаний 460 МГц для получения локальной гипертермии; оценка пригодности электромагнитных излучений с перечисленными параметрами для создания необходимых температурно-экспозиционных режимов управляемой гипертермии в глубоко расположенных тканях.
У 8 из 15 собак проводили СВЧ-облучение бедра, у остальных — тканей грудной клетки. Температуру регистрировали цифровым вольтметром RFT-4014 и вольтметром В2-15. В качестве датчиков использовали медьконстантановые игольчатые и зондовые термопары.
При облучении бедра термопары вводили под кожу, в мышцу (на глубину 2 и 5 см), бедренную кость, прямую кишку. При СВЧ-облучении тканей грудной стенки термодатчики вводили под кожу, в межреберные мышцы, ткани внутренней поверхности грудной стенки (субплеврально), легкое и пищевод. Для уменьшения высокочастотных наводок на термопары их располагали перпендикулярно направлению вектора электрического поля.
Изменение температуры производили через каждые 5 мин в моменты кратковременного отключения СВЧ-излучения. Антенну устанавливали на расстоянии 5 см от поверхности кожи. Облучение начинали с небольшой мощности (40 — 50 Вт для бедра и 30 — 40 Вт при облучении грудной стенки). При таких режимах происходило постепенное повышение температуры в тканях облучаемой зоны до 41,0 — 42,0°С.
В последующем, ориентируясь на показания термопар и соответственно увеличивая или уменьшая выходную мощность, удавалось стабильно поддерживать такую температуру в тканях. Величина подаваемой СВЧ-мощности колебалась от 30 до 90 Вт и составляла при локальной гипертермии бедра в среднем 74 ± 3 Вт, а при локальной гипертермии грудной стенки 53 ± 2 Вт. Плотность потока мощности равнялась соответственно 0,4 и 0,3 Вт/см2.
Температура тела и тканей бедра собак
Температура тела и тканей бедра собак при локальной СВЧ-гипертермии (длина электромагнитной волны 65 см) на протяжении 75 мин. 1 — температура подкожной клетчатки; 2 — мышцы бедра на глубине 2 см; 3 — то же на глубине 5 см; 4 — костномозгового канала бедренной кости; 5 — прямой кишки.
На рисунке представлены данные о распределении температуры в тканях бедра собаки в периоды собственно гипертермии. Примечательно, что в подкожной клетчатке, в мышце на глубине 2 см и, что особенно важно, в мышце на глубине 5 см удалось получить весьма близкие гипертермические уровни.
При использовании микроволн длиной 12,6 см температура в подкожной клетчатке бедра была, как правило, на 2 — 4°С выше, чем в мышце на глубине 5 см. Следовательно, применяя микроволны длиной 65 см, можно добиться поддержания высокого температурного уровня (40,1 ± 0,38°С) в мышце на глубине 5 см при нагревании подкожного слоя до 41,2 ± 0,45°С. Таким образом, электромагнитный спектр с частотой колебаний 460 МГц имеет определенные преимущества перед диапазоном в 2375 МГц при использовании его для прогревания глубже расположенных тканей, а следовательно, и опухолей, располагающихся по крайней мере в пределах мышечного слоя.
На уровне костномозгового канала эти преимущества не выявляются. Регулируемое перегревание костномозгового канала требует дальнейших специальных исследований с применением, вероятно, электромагнитных волн другого диапазона.
Температура тканей и органов грудной клетки собак
Температура тканей и органов грудной клетки собак при локальной СВЧ-гипертермии (длина электромагнитной волны 65 см). 1 — температура подкожной клетчатки; 2 — межреберных мышц; 3 — внутренней поверхности грудной стенки; 4 — легкого; 5 — пищевода.
На рисунке приведены показатели температуры в тканях при СВЧ-облучении грудной клетки микроволнами длиной 65 см. Обращает внимание возможность получения регулируемой гипертермии порядка 41 — 42°С в подкожной клетчатке, межреберных мышцах и субплевральном слое при использовании приведенных выше условий облучения.
Температура в ткани легкого (на стороне облучения) и пищеводе повысилась лишь на 1 — 1,3°С к концу сеанса. Следовательно, несмотря на небольшую толщину грудной стенки у собак (в среднем около 2,5 см), при данной методике СВЧ-облучения не создается угрозы критического перегревания легкого и пищевода. Температура субплеврального слоя в зоне облучения была в среднем на 0,6°С ниже, чем в поверхностных тканях.
В клинике при помощи установки проводили 1007 сеансов местной СВЧ-гипертермии при комплексном лечении 86 онкологических больных.
«Применение гипертермии и гипергликемии при лечении
злокачественных опухолей», Н.Н.Александров,
Н.Е.Савченко, С.З.Фрадкин, Э.А.Жаврид
