EA030491B1 - Способ подавления роста опухоли и система для осуществления способа - Google Patents
Способ подавления роста опухоли и система для осуществления способа Download PDFInfo
- Publication number
- EA030491B1 EA030491B1 EA201400886A EA201400886A EA030491B1 EA 030491 B1 EA030491 B1 EA 030491B1 EA 201400886 A EA201400886 A EA 201400886A EA 201400886 A EA201400886 A EA 201400886A EA 030491 B1 EA030491 B1 EA 030491B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- magnetic field
- ultrasound
- tumor
- radiation
- low
- Prior art date
Links
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
- Magnetic Treatment Devices (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к методам и системам физиотерапевтического воздействия на живые организмы. Способ подавления роста опухоли включает комбинированное воздействие на опухоль пакетами импульсов ультразвукового излучения и низкочастотного импульсного магнитного поля и их взаимную концентрацию в области нахождения опухоли. Предлагается также система для осуществления вышеуказанного способа.
Description
Изобретение относится к методам и системам физиотерапевтического воздействия на живые организмы. Способ подавления роста опухоли включает комбинированное воздействие на опухоль пакетами импульсов ультразвукового излучения и низкочастотного импульсного магнитного поля и их взаимную концентрацию в области нахождения опухоли. Предлагается также система для осуществления вышеуказанного способа.
030491 B1
030491 B1
030491
Изобретение относится к методам и системам физиотерапевтического воздействия на живые организмы и, в частности, может быть использовано в медицинской технике.
Известны разнообразные методы неинвазивного физического воздействия на биологические ткани и живые организмы с помощью физических полей. Наилучшей проникающей способностью и возможностями локализации воздействия обладают акустические и магнитные поля.
Среди методов и систем магнитотерапии наибольшей эффективностью обладают методы и системы, использующие низкочастотную импульсную магнитотерапию, например патенты EA 000494 и EA 000494.
Исследования в области воздействия низкочастотного импульсного магнитного поля на биологические объекты также известны в литературе и в практическом и клиническом применении. [Плетнев А.С. Низкочастотная импульсная магнитотерапия, Минск, 2009].
Основными факторами воздействия низкочастотного импульсного магнитного поля на биологические объекты являются:
электромагнитное воздействие на ионы, ионные комплексы и электронные оболочки атомов и молекул;
воздействие на дипольные комплексы; воздействие на магнитные моменты атомов и молекул;
изменение физических свойств жидкостей (вязкость, проницаемость, импеданс и т.п.); воздействие на ферро- и парамагнитные комплексы в биоструктурах; активация биохимических процессов.
Преимущества использования низкочастотного импульсного магнитного поля на биологические объекты:
широкий спектр воздействующих факторов на все биологические структуры, молекулярные и атомарные структуры;
высокая степень регулирования и направленности воздействия; возможности концентрации воздействия в пространственной области; воздействие на реологические свойства внутри и межклеточных жидкостей.
Недостатками магнитотерапевтических методов являются сравнительно низкая частота получаемых полей, обусловленная необходимостью использования материалов с высокой магнитной проницаемостью для достижения требуемой индукции и, как следствие, довольно низкая частота воздействия, обусловленная высокой индуктивностью электромагнитов и сравнительно высокой и неоднородной проводимостью биологических сред.
В то же время использование более коротких импульсов магнитного поля или высоких частот не представляется возможным, так как из-за большой электрической емкости клеточной мембраны и электрического сопротивления биологической ткани постоянная времени, с которой протекают электрохимические процессы в клетке, достаточно велика. Поэтому более короткие импульсы или высокие частоты быстро затухают и будут в основном приводить просто к перегреву поверхностных слоев тканей.
Исследования в области воздействия ультразвуковых колебаний на биологические объекты известны в практическом и клиническом применении, например:
патент РФ 2295366 "Ультразвуковая коррекция формы тела без хирургического вмешательства", фирмы Ультрашейп ИНК. (IL), в котором эффекты кавитации используются для разрушения жировых клеток;
Патент РФ 2210409/заявка PCT WO 99/37364 (публикация 29.07.1999) "Система фокусированного воздействия ультразвуком высокой интенсивности для сканирования и лечения опухолей". Здесь также используются эффекты кавитации, получаемые от сфокусированного ультразвука для разрушения раковых клеток.
Система включает мощный генератор ультразвукового излучения и направленный излучатель.
Ультразвуковое воздействие на биологические системы складывается из механического, теплового, химического и электрофизического факторов, эффективность каждого из которых зависит от параметров ультразвука, например от частоты и интенсивности.
Основными факторами воздействия ультразвука на биологические ткани являются:
возбуждение механических колебаний молекул и молекулярных комплексов в биологических тканях;
возбуждение механических колебаний клеточных мембран; возбуждение механических колебаний во внутриклеточной жидкости; возможности разрушения клеточных структур за счет эффектов кавитации и т.п.; активация биохимических процессов.
Ультразвук является своеобразным катализатором, ускоряющим установление равновесного с физиологической точки зрения состояния организма, т.е. здорового состояния. Так, озвучивание здоровых тканей при терапевтических дозах ультразвука не приводит к столь заметному изменению в обмене веществ, которое наблюдается при воздействии на воспаленные ткани. Таким образом, ультразвук оказывает влияние в основном на больные, а не на здоровые ткани.
- 1 030491
Преимущества использования акустических полей ультразвукового диапазона на биологические объекты:
высокая степень регулирования интенсивности и направленности воздействия; возможности концентрации воздействия в пространственной области; возможности визуализации пространственного распределения; возможности визуализации динамических процессов в объекте.
Недостатками сонотерапевтических методов являются:
довольно высокая интенсивность ультразвука, необходимая для эффективного воздействия на клеточные мембраны и структуры, что приводит к значительному нагреву тканей и побочным эффектам кавитации в поверхностных тканях;
слабое влияние на радикальные и ионные комплексы;
отсутствие влияния на низкочастотные резонансы в биологических тканях.
Задачей изобретения является повышение эффективности подавления роста опухоли при воздействии на биологические ткани в широком диапазоне и локализации указанного воздействия на больной области.
Поставленная задача решается следующим образом.
Представлен способ подавления роста опухолей, включающий в себя воздействие на опухоль пакетами импульсов ультразвукового излучения, и синхронно с импульсами ультразвукового излучения воздействие на область опухоли дополнительно низкочастотным импульсным магнитным полем, причем магнитное поле и ультразвуковое излучение взаимно концентрируют в области нахождения опухоли, а эффективные параметры излучений находят и выбирают из экспериментов по подавлению различных видов опухоли.
Способ также характеризуется тем, что дополнительное воздействие низкочастотным импульсным магнитным полем осуществляют синхронно с акустическим воздействием.
Система для осуществления вышеуказанных способов включает генератор ультразвука с излучателем, обеспечивающим передачу ультразвукового излучения биологической ткани и его концентрацию в выбранной области, источник магнитного поля, и характеризуется тем, что источник магнитного поля выполнен в виде генератора низкочастотных импульсов и индуктора, направляющего магнитное поле на биологическую ткань, причем генераторы ультразвука и магнитного поля связаны с устройством управления для регулирования параметров воздействующих полей и их синхронизации, а излучатель ультразвука и индуктор магнитного поля выполнены с возможностью фокусирования и/или концентрации излучения в выбранной области и средством совмещения указанных излучений в этой области.
Преимущества сочетанного воздействия акустического и магнитного импульсных полей:
Повышение концентрации, селективности, интенсивности и эффективности физических воздействий на биологические объекты.
Синергическое действие комбинированных воздействий.
Дополняющее действие каждого из воздействий:
изменение реологии жидкостей изменяет скорость и затухание прохождения УЗ волн; механические колебания тканей увеличивают эффективность воздействия магнитного поля за счет
генерирования дополнительной индукции при движении ионов, молекул и частиц в магнитном поле на частотах УЗ. Таким образом, эффективное электромагнитное воздействие, как бы модулируется на частоте ультразвука, что недостижимо для таких значений индукции обычными способами;
возбуждение резонансных откликов молекулярных и биологических структур и комплексов при импульсном воздействии магнитного поля и механических колебаний ультразвука.
Компенсирующее и регулирующее воздействие на биоструктуры при активации одного воздействия и компенсации другим воздействием.
Возможности визуализации и контроля происходящих процессов при сочетанном воздействии.
Комбинированное лечение также может включать предварительную подготовку пациента путем проведения курса магнитотерапии, направленного на повышение иммунитета и стимулирования резервов организма, а также аналогичных восстановительных курсов в период реабилитации в соответствии с уже существующими методиками либо комбинирование их в процессе лечения в соответствии с заявляемым способом.
На фиг. 1 представлена общая схема системы для осуществления заявляемых способов.
На фиг. 2 представлена схема системы использованной для проведения экспериментов по осуществлению способа подавления роста опухоли.
Система предназначена для осуществления заявляемого способа подавления роста опухоли путем воздействия на выделенный орган или опухоль 1 путем приложения соответствующих воздействий к телу 2 и осуществления взаимного концентрирования их эффективных значений в выбранной области органа 1. Концентрация осуществляется известными в соответствующих видах акустического и магнитного воздействия методами и технологиями посредством специального ультразвукового излучателя 3 и магнитного индуктора 4. Их взаимное совмещение и фиксирование относительно тела 2 и органа 1 могут осуществляться механически, электронным путем и их комбинациями в соответствии с применяемыми
- 2 030491
конструкторскими решениями.
В варианте конкретного выполнения, представленного на фиг. 2, ультразвуковой излучатель 3 и магнитный индуктор 4 совмещены конструктивно.
Ультразвуковой генератор 5, подключенный к излучателю 3, и генератор импульсов магнитного поля 6, подключенный к индуктору 4, синхронно управляются устройством управления 7. Работа этого устройства может задаваться оператором через управляющий компьютер или процессор 8. Стандартные режимы, эффективные данные по различным видам опухолей, заболеваниям, патологиям и другим процессам хранятся в базе данных 9, расположенной или в самом компьютере 8 или на удаленном сервере.
Способ и система работают следующим образом.
В экспериментах определяют эффективные параметры акустического и магнитного воздействий для подавления или терапии соответствующих видов опухолей, патологий и других заболеваний соответствующих органов. Такие данные могут также браться и из известных ранее источников. Все эти данные хранятся в базе данных 9.
Из измерений также определяют диаграммы направленности и параметры регулирования ультразвукового излучателя 3 и магнитного индуктора 4.
С помощью применяемых в медицине средств определяют расположение опухоли, очага воспаления или патологии относительно поверхности тела. Это может быть выполнено способами рентгеноскопии, МРТ, УЗИ, КТ и т.п. Предпочтительно, если метод УЗИ будет включен в состав системы.
В соответствии с этими данными располагают ультразвуковой излучатель 3 и магнитный индуктор 4 относительно тела пациента и обеспечивают контакт ультразвукового излучателя 3 с поверхностью тела. Параметры излучений и режимы процедур выбирают в соответствии с данными из базы данных и/или разработанных методик либо определяются специалистами в конкретных случаях.
Выбранные режимы и параметры заданных процедур посредством компьютера 8 поступают на устройство управления 7, которое, в свою очередь, вырабатывает сигналы для управления ультразвуковым генератором 5 и генератором импульсов магнитного поля 6.
Соответственно, ультразвуковой излучатель 3 и магнитный индуктор 4 создают непосредственное воздействие на выделенный орган или опухоль 1.
Эффект подавления роста опухоли либо терапевтический эффект осуществляются в процессе проведения курса процедур, установленного специалистами или взятого из базы данных предыдущих исследований.
"Промышленная применимость" или возможность осуществления способа проверялись в исследованиях, приведенных ниже на белых крысах, разводимых и содержащихся в виварии ГУ РНПЦ "Онкологии и медицинской радиологии им Н.Н. Александрова" (г. Минск, Республика Беларусь). Животные содержались и развивались в нормальных условиях, соответствующих санитарным правилам по устройству, оборудованию и содержанию вивариев.
Исследования выполнены на экспериментальной модели Российской коллекции опухолей - саркоме М-1, закупленной в Банке опухолевых штаммов ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН (г. Москва, Россия).
Опухоли перевивали подкожно, в паховую область, путем введения 0,5 мл 10%-ной опухолевой взвеси в растворе Хенкса. Воздействия проводили, когда диаметр опухоли достигал размера более 2 см.
Магнитное импульсное воздействие осуществлялось с помощью специальной экспериментальной установки "ScienceSPOK", созданной на основе серийного прибора "OrthoSPOK", выпускаемого предприятием ОДО "Магномед" (г. Минск, Республика Беларусь). Ультразвуковое воздействие осуществлялось с помощью специального генератора, разработанного фирмой УАБ "Меделком" (г. Вильнюс, Литва).
Индуктор и УЗ-излучатель были пространственно совмещены в соответствии со схемой на фиг. 2.
Сравнительный анализ морфологического состава красной и белой крови у крыс с Ca М-1 после проведенных воздействий показал, что наиболее существенные сдвиги наблюдались в параметрах белой крови в виде снижения процента нейтрофилов, эозинофилов, повышения лимфоцитов в группах с комбинированным воздействием.
Группа 1 - Интактный контроль.
Группа 2 - НМП 5,0 мТл - Стандартный импульс. Время воздействия - 10 мин. Количество процедур - 5.
Группа 3 - НМП 22 мТл - сигнал 2,5 Гц. Время воздействия - 10 мин. Количество процедур - 5.
Группа 4 - НМП 22 мТл - сигнал 100 Гц. Время воздействия - 10 мин. Количество процедур - 5.
Группа 5 - Ультразвук 1,3 МГц, 5 импульсов. Частота 1 кГц. Время воздействия - 10 мин. Количество процедур - 5.
Группа 6 - Ультразвук 1,3 МГц, 5 импульсов. Частота 10 кГц. Время воздействия - 10 мин. Количество процедур - 5.
Группа 7 - НМП 22 мТл, 100 Гц (10 мин) + УЗ 50 Гц (10 мин)+ НМП 22 мТл, 100 Гц (4 дня по 10 мин).
Сравнительную оценку противоопухолевой эффективности комбинированной терапии по площади некрозов осуществляли в 1-7 группах спустя 24 ч после воздействия путем количественного расчета
- 3 030491
площадей некрозов, образовавшихся в опухолях при витальном окрашивании животныхопухоленосителей синькой Эванса. Для этого 0,6%-ный раствор синьки в физиологическом растворе вводили крысам внутривенно из расчета 1 мл на 100 г массы тела. Через 2 ч животных умерщвляли хлороформом, опухоль иссекали и фиксировали в 10%-ном формалине. После фиксации делали поперечные срезы опухолевого узла по наибольшему диаметру и регистрировали фотокамерой, сопряженной с компьютером. Для оценки образовавшихся после комбинированной терапии площадей некрозов и оставшихся жизнеспособных зон опухоли был использован метод компьютерного сканирования цветовых оттенков гистотопографических срезов опухолей.
Сводные данные площадей некрозов
№ | Вид | Площадь | Число |
п/п | воздействия | некрозов в срезах, см2 | срезов |
1 | Контроль | 0,08±0,02 | 10 |
2 | НМП, 5 мТл, 10 Гц | 1,10±0, 08 | 30 |
3 | НМП, 22 мТл, 2,5 Гц | 1,16±0,06 | 30 |
4 | НМП, 22 мТл, 100 Гц | 1,25±0, 04 | 30 |
5 | УЗ 1,3 МГц, 1 кГц | 0,94±0,07 | 29 |
6 | УЗ 1,3 МГц, 10 кГц | 1,31±0,06 | 30 |
7 | НМП 22 мТл, 100 Гц + УЗ 1,3 МГц 10 кГц | 1,97±0,07 | 35 |
Во 2-, 3- и 4-й группах определялись наиболее эффективные параметры импульсного магнитного
поля.
В 5- и 6-й группах определялись наиболее эффективные параметры импульсного ультразвукового воздействия.
В 7-й группе проводились исследования подавления опухоли при комбинированном воздействии.
Таким образом, была показана высокая эффективность комбинированного воздействия и его концентрация. Площади некрозов в срезах опухоли различной площади (от 1,8 до 5,8 см2) составляли в среднем 2,0 см2, что соответствовало примерно площади ультразвукового излучателя.
Эффективность комбинированного воздействия наблюдалась также и по поведению подопытных животных, которые, несмотря на наличие опухоли, проявляли заметную активность и имели хороший аппетит и даже прибавляли в весе.
В соответствии с заявляемой группой изобретений комбинированное направленное воздействие может также применяться и для терапевтического лечения локальных повреждений в тканях, таких, например, как переломы, ушибы, воспаления и др.
Claims (4)
1. Способ подавления роста опухоли, включающий воздействие на опухоль пакетами импульсов ультразвукового излучения и магнитного поля, отличающийся тем, что синхронно с импульсами ультразвукового излучения на область опухоли дополнительно воздействуют низкочастотным импульсным магнитным полем, причем магнитное поле и ультразвуковое излучение взаимно концентрируют в области нахождения опухоли, а эффективные параметры излучений выбирают из экспериментов по подавлению данного вида опухоли.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительное воздействие низкочастотным импульсным магнитным полем осуществляют синхронно с акустическим воздействием.
3. Система для осуществления способов по пп.1, 2, включающая генератор ультразвука с излучателем, обеспечивающим передачу ультразвукового излучения биологической ткани и его концентрацию в выбранной области, источник магнитного поля, отличающаяся тем, что источник магнитного поля выполнен в виде генератора низкочастотных импульсов и индуктора, направляющего магнитное поле на биологическую ткань, причем генераторы ультразвука и магнитного поля связаны с устройством управления для регулирования параметров воздействующих полей и их синхронизации, а излучатель ультразвука и индуктор магнитного поля выполнены с возможностью фокусирования и/или концентрации излучений в выбранной области и средством совмещения указанных излучений в этой области.
- 4 030491
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201400886A EA030491B1 (ru) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Способ подавления роста опухоли и система для осуществления способа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201400886A EA030491B1 (ru) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Способ подавления роста опухоли и система для осуществления способа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201400886A1 EA201400886A1 (ru) | 2015-11-30 |
EA030491B1 true EA030491B1 (ru) | 2018-08-31 |
Family
ID=54704916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201400886A EA030491B1 (ru) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Способ подавления роста опухоли и система для осуществления способа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA030491B1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2147893C1 (ru) * | 1997-07-28 | 2000-04-27 | Новосибирский государственный технический университет | Устройство для полостного воздействия |
CN2533893Y (zh) * | 2001-07-18 | 2003-02-05 | 张向增 | 超声波振动磁化磁疗装置 |
RU2316368C2 (ru) * | 2005-05-12 | 2008-02-10 | Андрей Гервасиевич Васильев | Стимуляция биологических тканей с помощью магнитоакустического воздействия |
BY17293C1 (ru) * | 2011-06-02 | 2013-06-30 |
-
2014
- 2014-05-19 EA EA201400886A patent/EA030491B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2147893C1 (ru) * | 1997-07-28 | 2000-04-27 | Новосибирский государственный технический университет | Устройство для полостного воздействия |
CN2533893Y (zh) * | 2001-07-18 | 2003-02-05 | 张向增 | 超声波振动磁化磁疗装置 |
RU2316368C2 (ru) * | 2005-05-12 | 2008-02-10 | Андрей Гервасиевич Васильев | Стимуляция биологических тканей с помощью магнитоакустического воздействия |
BY17293C1 (ru) * | 2011-06-02 | 2013-06-30 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
УЛАЩИК В.С. и др. Физические факторы тормозят рост и метастазирование опухолей и повышают эффективность их комплексной терапии. Здравоохранение, 2012, № 2, с. 22 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201400886A1 (ru) | 2015-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Downs et al. | Non-invasive peripheral nerve stimulation via focused ultrasound in vivo | |
Mostafa et al. | Electromagnetic fields and ultrasound waves in wound treatment: A comparative review of therapeutic outcomes | |
Yu et al. | A review of research into the uses of low level ultrasound in cancer therapy | |
EP1711109B1 (en) | Localized production of microbubbles and control of cavitational and heating effects by use of enhanced ultrasound | |
Li et al. | Analysis of clinical effect of high-intensity focused ultrasound on liver cancer | |
US20230285226A1 (en) | Method for improving kidney function with extracorporeal shockwaves | |
CN100571812C (zh) | 治疗与血流量不足等和感染相关损伤的电磁设备 | |
Jeong et al. | Sonodynamically induced antitumor effects of 5-aminolevulinic acid and fractionated ultrasound irradiation in an orthotopic rat glioma model | |
Lukes et al. | Focused tandem shock waves in water and their potential application in cancer treatment | |
Kamimura et al. | Chirp-and random-based coded ultrasonic excitation for localized blood-brain barrier opening | |
WO2013114156A1 (en) | Apparatus and method for irradiating biological tissue | |
CN111615402A (zh) | 用于医学或美容应用的依次暴露于低强度声波的纳米颗粒 | |
Bigelow et al. | Histotripsy treatment of S. Aureus biofilms on surgical mesh samples under varying scan parameters | |
Feril et al. | Therapeutic potential of low-intensity ultrasound (part 1): thermal and sonomechanical effects | |
CN111167024A (zh) | 超声治疗***及剂量控制方法 | |
EA030491B1 (ru) | Способ подавления роста опухоли и система для осуществления способа | |
Nikolaev et al. | Combined method of ultrasound therapy of oncological diseases | |
WO2017037519A1 (ru) | Способы воздействия на биологические ткани и система для осуществления способов | |
JPS63283653A (ja) | 生物学的に活性な磁場および電磁場を発生するための装置 | |
Zhang et al. | The role of anti-tumor immunity of focused ultrasound for the malignancies: depended on the different ablation categories | |
KR101395823B1 (ko) | 초음파를 이용한 항암치료 방법 및 항암치료 장치 | |
CN104874114A (zh) | 一种利用低强度超声促进放射治疗效应的*** | |
US20200330114A1 (en) | Therapeutic ultrasonic device and the use thereof | |
RU2376043C1 (ru) | Способ подавления функций и разрушения клеток злокачественных опухолей | |
Jiang et al. | Sonographic and histological development of high-intensity focused ultrasound in rabbit muscle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |