СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ РАКОВЫХ ОПУХОЛЕЙ Российский патент 2014 года по МПК A61N1/32 A61N5/10 A61M36/06 A61K51/12 A61P35/00 

Изобретение относится к медицине комбинированной терапии ионизирующим облучением с последующим локальным энергетическим воздействием на клетки раковых опухолей.

Известен способ внутритканевой лучевой терапии злокачественных опухолей по патенту РФ №2244 572 МПК А61М 36/06. В соответствии со способом осуществляют инфильтрацию опухоли коллоидным раствором радиоактивного золота-198, иттрия-90 и т.п. При этом инъекционную иглу вводят наполовину толщины опухоли и посредством автоматического инъектора по заданной программе под радиометрическим контролем вводят первую порцию радиоактивного раствора, затем последующие порции, учитывая общую активность, запланированную для внутритканевой лучевой терапии. Скорость подачи радиоактивного раствора задают не выше 1,0 см³ /мин.

Способ позволяет расширить зону эффективного воздействия от одной инъекции радиоактивного раствора, расширяет показания к внутритканевой лучевой терапии за счет снижения травматичности воздействия и сведения к минимуму числа осложнений, повышает безопасность проведения процедуры.

Однако у данного способа имеются и существенные недостатки, ограничивающие его применение.

1) Микрочастицы золота и других коллоидных растворов практически не рассасываются и надолго остаются в теле пациента, подвергая его нежелательному воздействию гамма-излучения, которое сопровождает ионизирующее бета-излучение, непосредственно воздействующее на клетки раковой опухоли.

2) Смертельная для раковых клеток доза ионизирующего облучения должна быть довольно большой (до 660 Гр), что отрицательно сказывается на организме пациента, особенно при попадании радиоактивного раствора в кровяное русло больного.

3) Отсутствует оперативный дозиметрический контроль ионизирующего воздействия на раковую опухоль, поскольку используется лишь дистанционная радиометрия и визуальное общение с пациентом через защитное окно.

Наиболее близким к заявленному изобретению является «Способ лечения экстраабдоминальных десмоидных опухолей" по патенту РФ №2413546, МПК A61N 1/28 путем дистанционной лучевой терапией и локальной электромагнитной гипертермией всей пораженной мышцы и сухожилия, затем объем облучения последовательно уменьшают до размера выявленной опухоли, а локальную электромагнитную гипертермию осуществляют со второго дня облучения непосредственно перед второй суточной фракцией облучения 2 раза в неделю с интервалом 72-96 ч, лечение проводят на фоне ежедневного введения тамоксифена в дозе 20 мг два раза в сутки.

Такой способ лечения позволяет улучшить результаты лечения за счет увеличения безрецидивного периода, уменьшения повреждающего действия лучевой терапии на кожу и мягкие ткани, улучшить качество жизни больного.

Недостатками указанного прототипа являются:

1) Развитие лучевых повреждений здоровых тканей, попадающих в зону облучения, что не позволяет существенно повысить дозу облучения и степень ионизации раковых клеток.

2) Низкая эффективность последующего энергетического воздействия микроволнового и ультравысокочастотного диапазона электромагнитных волн, которые не относятся к непосредственно ионизирующим видам излучения, вызывающим свертывание или распад белковых молекул раковой опухоли.

3) Необходимость в дополнительной химиотерапии.

Задачей настоящего изобретения является создание более эффективного и простого способа лечения раковых опухолей мягких тканей и внутренних органов, обеспечивающего гарантированное уничтожение раковых клеток при минимальном воздействии на соседние здоровые ткани и органы.

Для решения поставленной задачи предлагаются два варианта способа лечения.

По первому варианту

Способ лечения раковых опухолей путем внутритканевой ионизации пораженной зоны посредством инфильтрации ее радиоактивным раствором автоматическим инъектором по заданной программе в виде отдельных порций с последующим энергетическим воздействием и контролем, отличающийся тем, что истинный раствор радиоактивной соли короткоживущего изотопа, испускающего непосредственно ионизирующее излучение, в виде масляной эмульсии вводят в опухоль при помощи, по крайней мере, одной иглы с одновременным введением в опухоль коаксиального датчика температуры и/или рН окружающей среды, подключают их к измерительной аппаратуре и источнику электрических импульсов, которыми производят локальное усиление первичной ионизации облученных клеток раковой опухоли до обеспечения ионизационной абляции или температуры разрушения белковых молекул и ДНК раковых клеток.

При этом первичную ионизацию раковых клеток производят непосредственно ионизирующими бета-частицами солей Иттрия 90 или радиоактивного фармацевтического препарата 89Sr-хлорид, а затем степень ионизации от воздействия ионизирующего излучения многократно повышают разнополярными и не равными по амплитуде или длительности импульсами электрического тока за 3-7 сеансов энергетического воздействия вышеуказанными электрическими импульсами с нарастающей по времени вольт-секундной площадью с равными интервалами в течение всего первого периода полураспада введенного радиоактивного изотопа.

Причем измерение температуры и/или рН продуктов частичного электролиза раковой опухоли проводят в промежутках между электрическими импульсами, не допуская превышения этих параметров заранее рассчитанных величин.

По второму варианту предлагается

Способ лечения раковых опухолей путем внутритканевой ионизации ее радиоактивным излучением по заданной программе в виде отдельных порций с последующим энергетическим воздействием и контролем, отличающийся тем, что облучение раковой опухоли производят внешним источником непосредственно ионизирующих заряженных частиц, а в саму раковую опухоль вводят коаксиальные датчики температуры и/или рН окружающей среды, подключенные к измерительной аппаратуре и источнику электрических импульсов, которыми производят локальное усиление первичной ионизации облученных клеток раковой опухоли до обеспечения ионизационной абляции или температуры разрушения белковых молекул и ДНК раковых клеток.

Причем облучение опухоли ведут внешним источником легких ионов углерода 14 или протонов, пи мезонов и других, электрически заряженных частиц с длиной пробега Брега, равной глубине залегания раковой опухоли, а измерение температуры и/или рН раковой опухоли проводят в промежутках между электрическими импульсами непосредственно во время облучения. Техника воздействия разнополярными импульсами такая же, как по первому варианту.

Технический и терапевтический результат настоящего изобретения заключается в сокращении сроков лечения и уменьшении его травматичности за счет более интенсивной внутритканевой ионизации опухолей энергетическим воздействием электрического тока, тогда как само ионизирующее излучение используется лишь в незначительной дозе практически только для целеуказания зоны поражения электрическим током.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена операционная схема реализации предложенного способа, а на фиг.2 временные диаграммы процессов измерения и энергетического воздействия электрическим током.

Способ лечения по первому варианту осуществляют следующим образом.

По данным ультразвукового или томографического обследования тела 1 пациента в найденную опухоль или метастаз 2 вводят иглу 3 автоматического дозатора, при помощи которого производят ее внутритканевую инфильтрацию истинным раствором радиоактивной соли радиоактивного изотопа, испускающего непосредственно ионизирующее излучение в виде заряженных частиц 4, например бета-частиц с низкой проникающей способностью порядка миллиметра (фиг.1).

Раствор радиоактивного изотопа с оптимальным периодом полураспада не более 3-5 недель вводят в виде масляной эмульсии, полученной предварительно на ультразвуковом эмульгаторе, что значительно замедляет рассасывание введенного препарата и его преждевременное попадание в кровяное русло. Затем на максимально удаленном расстоянии от иглы 3 в толщину опухоли 2 вводят коаксиальный датчик рН и/или температуры среды, в частности термопару 5, у которой внешний электрод заземляют с общей «массой» измерительной аппаратуры 6 и источника электрических импульсов 7 и тела пациента через токопроводящую прокладку 8, а внутренний электрод используют для съема измеряемого сигнала 1 с.

После инфильтрации и первичной ионизации опухоли 2 ее электропроводимость заметно возрастает, так как энергия бета-частиц расходуется на образование ионных пар, а сами частицы превращаются в обычные электроны - переносчики электрического заряда. При этом проводимость здоровых тканей остается на низком уровне, а масляная компонента радиоактивной эмульсии препятствует электрическому шунтированию инфильтрованных тканей опухоли. Поэтому приложенное напряжение U от регулируемого источника разнополярных импульсов 8 (фиг.2) с различной вольт-секундной площадью положительных и отрицательных импульсов (то есть с различным произведением амплитуды прямоугольного импульса на его длительность) создает между иглой 3 и внешним электродом датчика 5 электрический ток I, прохождение которого через хорошо проводящую опухоль 2 сопровождается лавинообразным ростом дополнительной ионизации тканей опухоли, а также соответствующим изменением ее рН и/или температуры. Текущую величину этих параметров контролируют измерительной аппаратурой 6 и ограничивают амплитудой и длительностью электрических импульсов регулируемого источника 7, при помощи которых лимитируют энергетическое воздействие этих импульсов и степень электролиза опухоли постоянной составляющей электрического тока I₀ на необходимом уровне. Этот уровень задают на грани болевого порога при местном обезболивании, но достаточном для повышения ионизации и рН тканей опухоли в среднем на +2 ÷ минус 3 единицы или температуры опухоли до Т=43-45 С°, когда происходит ионизационная абляция, то есть разрушение белковых молекул и ДНК раковых клеток.

При этом ведут синхронное измерение рН и/или температуры на стробируемом интервале t₂-t₃ между окончанием импульса t₁ и окончанием периода их следования t₀. Такой контроль ведут в течение всего сеанса воздействия ионизирующим излучением и током, который неоднократно повторяется от 3 до 7 раз за весь первый период полураспада радиоактивных солей Иттрия 90 или хлорида свинца 89 с активностью не более 50 МБк.

Последний препарат обычно самостоятельно оседает на костных метастаза при его внутривенном введении, но в нашем способе этому препятствует масляная компонента эмульсии, которая фактически рассасывается лишь по окончании первого наиболее интенсивного периода его полураспада, когда основная доза ионизирующего излучения выделяется в тканях инфильтрированной опухоли.

Способ лечения по второму варианту отличается лишь методикой создания первичной ионизации и усиления локальной электропроводимости тканей раковой опухоли, которая подвергается не внутреннему, а внешнему облучению непосредственно ионизирующими заряженными частицами - протонами, электронами и даже легкими ионами углерода 14 с энергией, при которой длина пробега Брега в теле пациента соответствует глубине залегания раковой опухоли.

В этом случае количество сеансов лечения никак не связано с периодом полураспада внешнего источника излучения, например ускорителя или изотопной пушки, а вместо иглы можно использовать сами датчики температуры и рН ионизируемой среды, то есть опухоли.

При этом разовая доза излучения за один сеанс может быть не более 2 Гр, так как основное воздействие на опухоль производят теплом и электролизом посредством импульсного электрического поля, которым степень ионизации или температуры тканей опухоли доводят до гораздо более высокого уровня, соответствующего применению смертельной дозы радиации, неприемлемой для пациента и медицинского персонала.

Поочередное появление и нейтрализация в области электродов положительных и отрицательных ионов даже обыкновенной воды приводит к соответствующей смене кислотной и щелочной реакции окружающей среды без использования кислоты и щелочи, а также появлению свободных радикалов, которые вызывают локальную абляцию клеток опухоли подобно воздействию католита и анолита «живой и мертвой» воды.

Таким образом, промышленная применимость изобретения заключается в несомненной осуществимости новой комбинации существующих приборов и приемов, раскрытых и заявленных в приведенном описании, по которому можно легко скомплектовать операционный комплекс для проведения лечения по предлагаемому способу. Хотя эти приемы и способы по настоящему изобретению были описаны с точки зрения предпочтительных вариантов осуществления, для специалистов в данной области очевидно, что в композиции и последовательности стадий описанного способа можно внести альтернативные изменения без отхода от концепции, сущности и объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.

Заявленная группа изобретений относится к медицине, а именно к онкологии и радиологии, и может быть использована для лечения раковых опухолей. Для этого в опухоль вводят масляную эмульсию истинного раствора радиоактивной соли короткоживущего изотопа в виде отдельных порций по заданной программе. Осуществляют также последующее энергетическое воздействие и контроль. Для этого в опухоль вводят коаксиальный датчик температуры и/или рН. Датчики подключают к измерительной аппаратуре и источнику электрических импульсов. Подача электрического тока дает возможность дополнительно осуществлять усиление повреждающего действия на облучаемые клетки раковой опухоли посредством периодически контролируемого пропускания через опухоль серий электрических импульсов до обеспечения ионизационной абляции или температуры разрушения белковых молекул и ДНК раковых клеток. Предложен также способ, включающий облучение опухоли внешним источником непосредственно ионизирующих заряженных частиц по заданной программе в виде отдельных порций. При этом в раковую опухоль вводят коаксильные датчики температуры и/или рН, подключенные к измерительной аппаратуре и источнику электрических импульсов. Подача электрических импульсов в опухоль обеспечивает локальное усиление повреждающего действия на облучаемые клетки раковой опухоли до обеспечения ионизационной абляции или температуры разрушения белковых молекул и ДНК раковых клеток. Предложенная группа изобретений обеспечивает сокращение сроков лечения и уменьшение его травматичности при более интенсивном уничтожении раковых клеток за счет дополнительного воздействия электрического тока при незначительной дозе ионизирующего излучения. 2 н.п. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ лечения раковых опухолей путем внутритканевой инфильтрации и ионизации ее радиоактивным раствором автоматическим инъектором по заданной программе в виде отдельных порций с последующим энергетическим воздействием и контролем, отличающийся тем, что истинный раствор радиоактивной соли короткоживущего изотопа, испускающего непосредственно ионизирующее излучение, в виде масляной эмульсии вводят в опухоль при помощи, по крайней мере, одной иглы с одновременным введением в опухоль коаксиального датчика температуры и/или рН окружающей среды, подключают их к измерительной аппаратуре и источнику электрических импульсов, при периодическом контролируемом пропускании серий электрических импульсов через опухоль, которыми производят локальное усиление первичной ионизации облученных клеток раковой опухоли до обеспечения ионизационной абляции или температуры разрушения белковых молекул и ДНК раковых клеток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первичную ионизацию раковых клеток производят непосредственно ионизирующими бета- частицами Иттрия 90 или радиоактивного фармацевтического препарата 89Sr-хлорид, а затем степень ионизации от воздействия ионизирующего излучения повышают разнополярными и не равными по амплитуде или длительности импульсами электрического тока.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение температуры и/или рН продуктов частичного электролиза раковой опухоли проводят в промежутках между электрическими импульсами, не допуская превышения температуры и/или рН расчетных величин.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что локальную ионизацию раковых клеток производят 3-7 сеансами воздействия разнополярными электрическими импульсами с нарастающей по времени вольт-секундной площадью с равными интервалами в течение первого периода полураспада введенного радиоактивного изотопа.

5. Способ лечения раковых опухолей путем внутритканевой ионизации ее радиоактивным излучением по заданной программе в виде отдельных порций с последующим энергетическим воздействием и контролем, отличающийся тем, что облучение раковой опухоли производят внешним источником непосредственно ионизирующих заряженных частиц, а в саму раковую опухоль вводят коаксиальные датчики температуры и/или рН окружающей среды, подключенные к измерительной аппаратуре и источнику электрических импульсов, которыми производят локальное усиление первичной ионизации облученных клеток раковой опухоли до обеспечения ионизационной абляции или температуры разрушения белковых молекул и ДНК раковых клеток.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что облучение опухоли ведут внешним источником легких ионов углерода 14 или протонов, пи мезонов и других электрически заряженных частиц с длиной пробега Брега, равной глубине залегания раковой опухоли.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что измерение температуры и/или рН раковой опухоли проводят в промежутках между электрическими импульсами непосредственно во время облучения, не допуская превышения температуры и/или рН продуктов абляции расчетных величин.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что степень ионизации от воздействия ионизирующего излучения повышают разнополярными и не равными по амплитуде или длительности импульсами электрического тока.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что локальную ионизацию раковых клеток производят 3-7 сеансами воздействия разнополярными электрическими импульсами с нарастающей по времени вольт-секундной площадью с равными интервалами в течение всего времени внешнего облучения опухоли.