Журнал
ONCOLOGY.RU

Неинвазивная УЗ-абляция (HIFU) –
этап комплексного лечения онкологических больных

О.Э. Карпов, П.С. Ветшев, С.В. Бруслик, П.С. Серебряник, Е.А. Слабожанкина
ФГУ Национальный медико-хирургический центр им. Н.И. Пирогова Росздрава, Москва


В статье приведены основные физические принципы и обоснование лечебного воздействия высокоинтенсивного фокусированного ультразвука. Показаны возможности применения новой неинвазивной технологии в паллиативном лечении пациентов с новообразованиями. Приведены первые результаты применения HIFU-технологии в НМХЦ им. Н.И. Пирогова.

Ключевые слова: ультразвуковая абляция, HIFU-технология.


Увеличение продолжительности жизни онкологических больных в результате инновационных хирургических и химиотерапевтических подходов, стремление к поддержанию достойного качества жизни делают актуальным расширение спектра паллиативных вмешательств. Тем более что в Российской Федерации злокачественные новообразования преимущественно выявляются в III-IV стадии. В последние десятилетия стали применяться такие минимально инвазивные методики, как суперселективная внутриартериальная химиоэмболизация артерий, питающих опухоль, криоабляция, лазерная и радиочастотная абляции. Каждый из этих методов имеет свою терапевтическую нишу и не свободен от ряда недостатков, самым неприятным из которых является высокая частота рецидивов. Кроме того, хоть минимальное, но всё-таки хирургическое вмешательство невозможно у ослабленного пациента и требует серьёзной предоперационной подготовки.

В 1950 г. впервые Frank Fry и соавт. [5] успешно применили High Intensive Focused UltrasoundHIFU-технологию – для разрушения патологического очага в головном мозге пациента с болезнью Паркинсона, не повреждая при этом здоровые ткани. До конца ХХ века препятствием для развития метода являлось не только несовершенство аппаратов, но и невозможность контролировать сам процесс воздействия. Первые промышленные установки, лишённые вышеназванных недостатков, появились в 1997 году, и уже в начале следующего века во многих странах (Германия, Италия, Франция, Япония, Австралия и др.) новая неинвазивная технология, основанная на использовании высокоинтенсивного фокусированного ультразвука, стала применяться в клинической практике [6]. Самый большой опыт УЗ-абляции для лечения новообразований различной локализации накоплен в Китае [7,10].

Метод известен как HIFU-терапия, ультразвуковая абляция, фокусированная ультразвуковая хирургия. Но чаще в клинической практике используется термин «ультразвуковая абляция».

Принцип действия лечебного высокоинтенсивного фокусированного ультразвука такой же, как и в диагностике, и основан на способности ультразвуковой волны проходить сквозь ткани, не повреждая их. Фокусировка ультразвуковой волны с помощью специальной линзы приводит к повышению температуры и развитию тканевого коагуляционного некроза (локальный очаг повреждения) [1,8,9]. Несмотря на использование при этом более низких, чем в диагностических целях, частот (0,8-3,5 МГц), энергетический уровень ультразвуковой волны на несколько порядков выше, чем при стандартном диагностическом УЗИ.

Важно отметить, что известные до настоящего времени виды абляции опухолей (радиочастотная, криогенная, лазерная, микроволновая) требуют непосредственного контакта с опухолью, в связи с этим для подведения энергии используются специальные проводники – аппликаторы [8]. При ультразвуковой абляции необходимости во введении специальных проводников нет – лечение осуществляется без нарушения целостности кожных покровов или слизистой оболочки – неинвазивно.

Повреждающее действие HIFU достигается с помощью сочетанного действия трёх механизмов: первый – превращение механической энергии в тепловую, второй – запуск кавитации и третий – прямое повреждение сосудов, питающих опухоль [2,3]. После повышения температуры в очаге выше 90°С в течение всего 1 секунды развивается немедленная термическая гибель клеток, приводящая к коагуляционному некрозу. Инерциальная кавитация менее предсказуема, обычно она происходит синхронно с термокоагуляцией. В результате циклических колебаний тканей, вызванных ультразвуком, возникают эффекты сжатия и разрежения. Во время разрежения газ выходит из раствора, образуя пузырьки, которые мгновенно лопаются, и также происходит некротизация тканей. Кроме того, воздействие высокоэнергетического фокусированного ультразвука вызывает прямое повреждение питающих опухоль сосудов, что нарушает трофику ткани опухоли [11,12].

В настоящее время HIFU применяется для лечения пациентов с солидными новообразованиями печени, молочных желез, почек, предстательной железы, фибромиомами матки.

Существуют устройства двух типов: экстракорпоральные и контактные. Аппараты для экстракорпорального лечения оборудованы низкочастотными с более высокой интенсивностью излучения датчиками большого диаметра, в отличие от контактных, работающих на сверхкоротком расстоянии с высокой частотой и более низкой интенсивностью. Для контактной терапии используются трансректальные датчики (заболевания предстательной железы), гинекологические и специализированные, применяемые в отоларингологии.

Для проведения ультразвуковой абляции в настоящее время используют несколько промышленных моделей аппаратов. Наибольший терапевтический спектр имеет полифункциональная модель для экстракорпорального лечения, разработанная в Китае (Модель JC Focused Ultrasound Therapeutic System, Chongqing HAIFU Technology Company, China). Для наведения и интраоперационного контроля в аппарате применяется ультразвук. Лечебный датчик представлен пьезоэлектрической 12 см линзой с фокусным расстоянием 10-16 см и изменяющейся частотой излучения от 0,8 до 1,6 МГц. Излучение достигает очень большой интенсивности – до 20 000 Вт/см2.

Перед проведением УЗ-абляции проводят обязательное обследование пациента, в том числе: морфологическую верификацию, КТ или МРТ с внутривенным контрастированием, УЗИ с цветовым доплеровским картированием и, при целесообразности, определение онкомаркеров.

Процедура дистанционной УЗ-абляции проходит в два этапа. Первый этап является наиболее важным для успешного проведения лечебного воздействия – выполнение разметки. В ходе её определяют глубину расположения и достижимость опухоли, ее структуру, взаимоотношение с окружающими органами, а также производят предварительное разделение опухолевого узла на отдельные срезы.

Второй этап – непосредственно лечение, которое обычно начинают с центральных срезов, путем единичных пробных соникаций (воздействий) с использованием низких энергий. Для поэтапной обработки всего опухолевого очага по выбранным в ходе разметки срезам, постепенно, по мере прогревания узла, повышается энергия и смещается зона фокуса. В ходе манипуляции за счет формирования очага деструкции изменяется эхогенность образования (рис.1).

Ультразвуковая интраоперационная сканограмма

Рис.1. Ультразвуковая интраоперационная сканограмма. А – зона воздействия обозначена стрелкой.
Б – серошкальные изменения в метастатическом очаге в печени (собственное наблюдение).

При лечении злокачественных новообразований необходимо «перекрывать» видимую зону опухоли, по крайней мере, на 1 см, захватывая перифокальную зону нормальной, неопухолевой ткани. При лечении доброкачественных образований очень важно сохранить целостность капсулы [1,2].

Для технического выполнения процедуры морфологическое строение опухоли, ее размеры, количество очагов не имеют значение. Хоть именно эти критерии существенно влияют на продолжительность жизни пациента. Одним из важных преимуществ УЗ-абляции считается возможность воздействия на опухоли, расположенные вблизи крупных сосудов (рис.2) и в печеночно-двенадцатиперстной связке (рис.3).

Ультразвуковая интраоперационная сканограмма метастаза в печени, расположенного вблизи НПВ

Рис.2. Ультразвуковая интраоперационная сканограмма метастаза в печени, расположенного вблизи НПВ.
Узкими стрелками на рис. А и Б – образование в печени, широкая стрелка на рис. А – НПВ (собственное наблюдение).

Ультразвуковая сканограмма метастаза в лимфатические узлы печеночно-двенадцатиперстной связки

Рис.3. Ультразвуковая сканограмма метастаза в лимфатические узлы печеночно-двенадцатиперстной связки.
Обозначен стрелками на рис. А и Б (собственное наблюдение).

В течение 7 суток после воздействия в зону очага деструкции мигрируют полиморфноядерные лейкоциты, с последующим образованием содержащих незрелые фибробласты грануляций и формированием по периферии зоны некроза новых капилляров (рис.4).

Микрофото. Морфологическая картина некроза метастатического узла после выполнения УЗ-абляции и нейтрофильной инфильтрации прилежащей ткани печени

Рис.4. Микрофото. Морфологическая картина некроза метастатического узла (1) после выполнения УЗ-абляции и нейтрофильной инфильтрации прилежащей ткани печени (2); на границе зоны некроза и ткани печени отсутствуют признаки опухолевого роста (3) (окраска гематоксилин-эозин; ув.×80).

Далее в течение двух недель периферическая часть зоны воздействия замещается пролиферирующей фиброзной тканью [4,9]. Стадийность и сроки фиброза в зоне воздействия пока детально не изучены, однако морфологические исследования достоверно свидетельствуют о постепенном сморщивании ткани, подвергшейся воздействию HIFU, и замещению некротической ткани фиброзной.

Для оценки результатов воздействия (определения васкуляризации, объема опухоли и прочего) используют УЗИ с цветовым доплеровским картированием, КТ с внутривенным контрастированием или МРТ, позитронно-эмиссионную томографию.

В 2009 г. в НМХЦ им. Н.И. Пирогова HIFU-технология была использована у 43 пациентов с метастазами различных злокачественных новообразований в печень, у 2 – с гемангиомами печени, 2 – аденомы крючковидного отростка поджелудочной железы и 2 – опухоль тела поджелудочной железы, метастаз в надпочечник – 1.

Клиническое наблюдение пациентки А, 32 года

В декабре 2008 г. по поводу рака прямой кишки T3N1M1 с метастазами в печени была выполнена передняя резекция прямой кишки, резекция 3-8 сегментов печени.

Морфологически: умеренно-дифференцированная аденокарцинома.

В послеоперационном периоде проведено 3 курса адьювантной химиотерапии по схеме «FOLFOX-4». В феврале 2009 г. при контрольной КТ органов брюшной полости выявлен очаг размером 4,5 см в 7 сегменте печени, неоднородной структуры, с показателем 36 ед.Н. В артериальную фазу незначительное накопление контраста, в венозную – до 84 ед.Н.

У больной отмечалось незначительное снижение уровня гемоглобина до 98 г/л, показатели функции печени и почек в пределах нормы.

После предварительной разметки на аппарате HIFU пациентке под эндотрахеальным наркозом с наложением искусственного гидроторакса справа была выполнена УЗ-абляция метастаза в печени. Пролечено 7 срезов со средней энергией 284 Вт. Операцию перенесла удовлетворительно.

Компьютерная томограмма органов брюшной полости с внутривенным контрастированием

Рис.5. Компьютерная томограмма органов брюшной полости с внутривенным контрастированием до (а) и после (б)
выполнения ультразвуковой абляции метастаза печени (стрелками указан очаг в печени).

При контрольной КТ органов брюшной полости с внутривенным контрастированием через неделю после операции (рис.5) отмечено уменьшение накопления контрастного препарата в узле, зона абляции – 85%, что достаточно для полной регрессии опухоли [1,10,13,14].

Наблюдение за данной пациенткой продолжается в течение 9 месяцев. За данный срок, на фоне продолжающейся химиотерапии, прогрессирования заболевания не выявлено. Отмечено уменьшение размеров (более чем на 50%) метастаза в печени после УЗ-абляции.

Клиническое наблюдение пациента А, 67 лет

В феврале 2008 г. по поводу низкодифференцированного плоскоклеточного рака пищевода с метастазами в регионарные лимфатические узлы выполнена экстирпация с пластикой трубкой, выкроенной из большой кривизны желудка. Адьювантной терапии не проводилось.

При контрольном ультразвуковом исследовании в апреле 2009 г. в печени в проекции 5, 7 и 7-8 сегментов определяются гипоэхогенные образования с ровными, четкими контурами, неоднородной структуры, перинодулярным кровотоком, размерами 4.9×5.7 см (7-8 сегмент); 4.2×4.4 см (7 сегмент), и 4.0×3.0 см (5 сегмент).

Компьютерная томограмма органов брюшной полости с внутривенным контрастированием

Рис.6. Компьютерная томограмма органов брюшной полости с внутривенным контрастированием до (а) и после (б)
выполнения ультразвуковой абляции метастаза печени.

По данным обследования отмечается незначительное повышение уровня печеночных ферментов. Пациенту после предварительной разметки на аппарате HIFU под эндотрахеальным наркозом с наложением искусственного гидроторакса справа была выполнена УЗ-абляция одного метастаза в печени. Пролечено 10 срезов со средней энергией 398 Вт. Операцию пациент перенес удовлетворительно.

При контрольном обследовании через неделю после операции изменений в биохимическом анализе крови не выявлено. По данным КТ органов брюшной полости с внутривенным контрастированием отмечено отсутствие накопления контрастного препарата в узле, зона абляции составила 100% (рис.6).

Наблюдение за пациентом продолжается в течение 6 месяцев. Через 3 месяца после УЗ-абляции данными чрескожной чреспеченочной биопсии подтверждено наличие некроза в обработанном очаге в печени. На фоне продолжающейся химиотерапии прогрессирования заболевания не отмечено.

Таким образом, приведенные клинические наблюдения демонстрируют реальные возможности применения HIFU-технологии у пациентов с распространёнными злокачественными заболеваниями с паллиативной целью.

Наши первые результаты использования фокусированной ультразвуковой абляции в лечении опухолей паренхиматозных органов брюшной полости и забрюшинного пространства подтверждают данные большинства специалистов о безопасности, эффективности и хорошей переносимости метода [3,8,15,16].

Мы продолжаем дальнейшее накопление клинического материала для всесторонней клинической оценки метода, его ближайших и отдаленных результатов, обоснования применения его и при других локализациях новообразований.

Список литературы

  1. Г.И. Назаренко, А.Н. Хитрова, Т.В. Краснова, Е.Г. Богданов. Инновационный метод ультразвуковой абляции опухолей человека (обзор литературы и собственные наблюдения) // «Ультразвуковая и функциональная диагностика», выпуск 70, 4/2008.
  2. О.Э. Карпов, П.С. Ветшев, В.А. Животов. Ультразвуковая абляция опухолей – состояние и перспективы // Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2008, т.3, №2, С.77-82.
  3. Clement GT. Perspectives in clinical uses of high-intensity focused ultrasound. Ultrasonics. 2004, 42:1087-93.
  4. Chen L, Rivens I, ter Haar GR et al. Histological changes in rat liver tumours treated with high-intensity focused ultrasound. Ultrasound Med Biol, 1993; 19:67-749.
  5. Fry F.J., Mosberg W.H. et.al. Production of focal destructive lesions in central nervous system with ultrasound // J. Neurosurg., 1954, V.11, P.471-478.
  6. Kennedy JE, ter Haar GR, Cranston D. High Intensity Focused Ultrasound: surgery of the future? Brit J Radiol, 2003, 76; 590-599.
  7. Li CX, Xu GL, Jiang ZY, et al. Analysis of clinical effect of high-intensity focused ultrasound on liver cancer. World J Gastroenterol. 2004; 10:2201-4.
  8. Vogl TJ, Helmberger TK, Mack MG, Reiser MF (eds) Percutaneous Tumor Ablation in Medical Radiology. 2008, Springer – Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, P.258.
  9. Wu F, Chen WZ, Bai J, et al. Pathological changes in human malignant carcinoma treated with high-intensity focused ultrasound. Ultrasound Med Biol., 2001; 27:1099-2006.
  10. Wu F, Wang ZB, Chen WZ, et al. Advanced hepatocellular carcinoma: treatment with high intensity focused ultrasound ablation combined with transcatheter arterial embolization. Radiology, 2005; 235:659-67.
  11. Delon-Martin C, Vogt C, Chignier E, et al. Venous thrombosis generation by means of high-intensity focused ultrasound. Ultrasound Med Biol., 1995; 21:113-9.
  12. Rivens BH, Rowland IJ, Denbow M et al. Vascular occlusion using focused ultrasound surgery for use in fetal medicine. Eur J Ultrasound., 1999; 9:89-97.
  13. Wu F, Wang ZB, Chen WZ, et al. Extracorporeal focused ultrasound surgery for treatment of human solid carcinomas: early Chinese clinical experience. Ultrasound Med Biol., 2004; 30:245-60.
  14. Ushida T et al. Transrectal high-intensity focused ultrasound for treatment of patients with stage T1N0M0 localized prostate cancer: a preliminary report. Urology, V.59, p.394-398.
  15. Wu F.,Wang Z.B.,Chen W.Z., et al. Extracorporeal high intensity focused ultrasound ablation in the treatment of 1038 patients with solid carcinomas in China: an overview // Ultrason. Sonochem., 2004., V.11., №№3-4, P.149-154.
  16. Hynynen K, Pomeroy O, Smith DN et al. MR imaging-guided focused ultrasound surgery of fibroadenomas in the breast: A feasibility study. Radiology, 2001; 219:176-85.

Согласен Данный веб-сайт содержит информацию для специалистов в области медицины. В соответствии с действующим законодательством доступ к такой информации может быть предоставлен только медицинским и фармацевтическим работникам. Нажимая «Согласен», вы подтверждаете, что являетесь медицинским или фармацевтическим работником и берете на себя ответственность за последствия, вызванные возможным нарушением указанного ограничения. Информация на данном сайте не должна использоваться пациентами для самостоятельной диагностики и лечения и не может быть заменой очной консультации врача.

Сайт использует файлы cookies для более комфортной работы пользователя. Продолжая просмотр страниц сайта, вы соглашаетесь с использованием файлов cookies, а также с обработкой ваших персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.