Устройство для ультразвукового воздействия на опухоль

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОПУХОЛЬ(71) Заявитель Государственное учреждение Республиканский научнопрактический центр онкологии и медицинской радиологии имени Н.Н.Александрова(72) Авторы Пономаренко Наталья Владимировна Крутилина Нина Ивановна Минченя Владимир Тимофеевич Дроздова Марина Васильевна Степаненко Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии имени Н.Н.Александрова(57) Устройство для ультразвукового воздействия на опухоль, содержащее источник высокого напряжения, подключенный к нему электроакустический преобразователь с волноводной системой и фокусирующий элемент, отличающееся тем, что фокусирующий элемент выполнен в виде кольца для обхвата опухоли, возбуждения в ней ультразвуковых колебаний и их фокусировки, кольцо связано с волноводной системой и расположено в плоскости, составляющей с осью волноводной системы угол от 0 до 85, а геометрические параметры кольца выбраны с возможностью обеспечения совпадения частоты резонанса изгибных колебаний в плоскости кольца с частотой возбуждения электроакустического преобразователя. 13801 1 2010.12.30 Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству для ультразвукового воздействия на опухоль. Известны устройства для воздействия на патологическую ткань низкочастотным ультразвуком, включающие электроакустический преобразователь и волноводную систему 1. Наиболее близким к заявляемому устройству, принятому за прототип, является устройство для воздействия на патологическую ткань, включающее электроакустический преобразователь, волноводную систему, источник высокого напряжения и фокусирующий элемент, выполненный в виде акустического рефлектора 2. Недостатком этих устройств является невозможность обхвата зоны опухоли, что приводит к распространению патологических клеток в окружающие здоровые ткани. Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего осуществлять воздействие на патологическую ткань с помощью ультразвуковых колебаний малой интенсивности и частоты, обеспечивая при этом изоляцию патологической ткани от окружающей здоровой ткани. Поставленная задача решается заявляемым устройством для воздействия на опухоль,включающим электроакустический преобразователь, волноводную систему, источник высокого напряжения и фокусирующий элемент, который выполнен в виде кольца, связанного с волноводной системой и лежащего в плоскости, составляющей с осью волноводной системы угол от 0 до 85. Частоту ультразвуковых колебаний выбирают из диапазона от 1 до 400 кГц, а интенсивность выбирают из диапазона от 0,01 до 5 Вт/см 2. На фигуре изображен общий вид заявляемого устройства (схематично). Устройство, согласно фигуре, состоит из пьезоэлектрического электроакустического преобразователя типа Ланжевена 1, волноводной системы 2, фокусирующего элемента,выполненного в виде кругового кольца 3, и источника высокого напряжения 4. Кольцо 3 связано с волноводной системой 2 посредством пайки серебряным припоем и расположено в плоскости, составляющей с осью волноводной системы 2 уголв пределах от 0 до 85. Устройство работает следующим образом. Электроакустический преобразователь 1 подключают к источнику высокого напряжения с частотой 1-400 кГц, которое преобразуется им в продольные ультразвуковые колебания соответствующей частоты с амплитудой 1-5 мкм. Волноводная система 2 передает эти колебания к кольцу 3, одновременно усиливая их амплитуду до 1-30 мкм. Предложенное устройство позволяет преобразовать с помощью кольца 3 ультразвуковые колебания волноводной системы 2 в изгибные колебания. При этом за счет расположения плоскости кольца 3 относительно оси волноводной системы 2 под углом , в пределах от 0 до 85, изгибные колебания возникают как в направлении, перпендикулярном плоскости кольца 3, так и в плоскости самого кольца 3. Этим модам колебаний соответствуют различные резонансные частоты. Геометрические параметры кольца 3 (радиуссредней линии и радиуспоперечного сечения) выбираются таким образом, чтобы обеспечить совпадение частоты резонанса изгибных колебаний в плоскости кольца 3 с частотой возбуждения электроакустического преобразователя 1. В частности, при частоте возбуждения электроакустического преобразователя 1, равной 25 кГц, и радиусепоперечного сечения кольца 3, равном 1,5 мм, радиуссредней линии кольца 3 выбирают из ряда 10, 15, 25, 36, 46, 52 мм. Исследованияпроводят на белых беспородных крысах с имплантированными подкожно опухолями штамма саркомы -1. На всех этапах эксперимента измерение размеров опухоли производят 3 раза в неделю. По достижении опухоли размера 1,0-1,5 см в диаметре начинают экспериментальное воздействие за исключением контрольных групп. Ультразвуковые колебания интенсивностью от 0,5 до 2,5 Вт/см 2 в течение 3 минут подводят в зону опухоли посредством волновода с рабочей частью в форме кольца. Рабочая частота ультразвукового преобразователя составляет 22-23 кГц. 2 13801 1 2010.12.30 При измерении температуры над поверхностью опухоли отмечают незначительное повышение температуры (от 0,1 до 0,9 С) при ультразвуковом воздействии 0,5-2,0 Вт/см 2. И лишь при ультразвуковой обработке опухоли штамма саркомы -1 с интенсивностью 2,5 Вт/см 2 температура повышается до 1,25 С. Изначальная температура над поверхностью опухоли не превышает 36 С. Использование изобретения позволяет повысить эффективность воздействия на опухоль за счет кольцевидного обхвата опухоли и преобразования продольных ультразвуковых колебаний волноводной системы в изгибные колебания. Таким образом, использование предлагаемого устройства для проведения сеансов ультразвукового воздействия низкой интенсивности и частоты позволяет увеличить среднюю продолжительность жизни на фоне торможения опухолевого роста у животных в опытных группах по сравнению с контрольными. Стимуляции роста опухоли под действием ультразвука не отмечено. Источники информации 1. Патент США 5984882. 2. Патент США 20070123780 1 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3