Локальная (пункционная) ферромагнитная эмболизация и гипертермия
Стремление уменьшить количество осложнений, обусловленных особенностями применяемых склерозирующих веществ при тромбировании сосудов, позволило В.Ф.Янкину (1977), А.А.Шалимову (1981), В.Ю.Деркачу (1989), S.Mullan (1966), H.Cares (1973) и др. осуществлять эту манипуляцию с помощью ферромагнетиков в условиях локального магнитного поля.
Существует 2 типа суспензий магнитных частиц, взаимодействие которых с внешним магнитным полем используется в медицине. Магнитные коллоидные растворы, получившие название «магнитные жидкости», представляют собой устойчивую взвесь ультрадисперсных частиц магнитного материала диаметром 0,01-0,1 мкм. К другому типу суспензий относятся крупнодисперсные системы, содержащие многодоменные магнитные частицы диаметром 1,0-10,0 мкм. Энергия магнитного диполь-дипольного взаимодействия этих частиц намного больше, чем энергия тепловых флюктуаций, и это обстоятельство создает условия для образования в магнитном поле пространственного структурного каркаса из твердых частиц (Мавричев А.С., 1991).
Для образования эмбола во внешнем магнитном поле и для сохранения компактной системы после снятия магнитного поля необходимо, чтобы материал имел возможно большую коэрцитивную силу (магнитную восприимчивость). Широкое распространение получили магнитотвердые ферриты - гексаферрит бария и стронция (Смит Я., Вейн Х., 1962; А.М.Демецкий, 1981).
На возможности удержания внешним магнитным полем коллоидных магнитных частиц, диспергированных в тромбообразующей массе, в заданном участке организма разработана методика магнитоуправляемого тромбообразования. Первоначально этот метод был использован для лечения внутричерепных артериальных аневризм. В онкологии этот метод был использован для селективного окклюзионного ишемического некроза самой опухоли, что достигалось введением магнитной тромбообразующей массы в сосуд. Для достижения требуемого магнитобиологического эффекта необходимы магнитные поля с напряженностью порядка (10-5х10) А/м, которые стабильно удерживают тромбообразующую массу во время тромбообразования. В качестве жидкой части магнитной суспензии используется физраствор, масла, силикон, 25% раствор альбумина и др. Общий объем вводимой взвеси колеблется от 5 до 30 мл.
А.М.Демецким (1989) изучено влияние магнитных полей в зависимости от величины магнитной индукции на форменные элементы крови и структурные компоненты сосудистой стенки. Было отмечено повышение индекса адгезивности тромбоцитов, коагулирующих свойств крови и ее вязкости, усиление тонуса кровеносных сосудов, образование внутрисосудистых эритроцитарно-тромбоцитарных конгломератов, прилипавших к эндотелиальной выстилке сосуда. К концу года после воздействия магнитных полей в стенках кровеносных сосудов уже превалировала атрофия гладкомышечных клеток, происходило частичное разрушение эластического каркаса и образование большого количества грубых коллагеновых волокон, сегментарно выпячивающих стенку сосуда в его просвет, что уменьшало проточное отверстие артерий и вен.
В Рижском НИИТО разработан в эксперименте метод тромбирования аневризм при помощи ферромагнитных мелкодисперсных суспензий, предупреждающих опасную тромбоэмболию сосудов головного мозга и применен новый малогабаритный керамический магнит. Керамические магниты, изготовленные из ферритовых материалов, имели форму цилиндра с внутренним каналом и подводились к стенке аневризмы открытым способом. Суспензия вводилась в течение 30 сек в количестве от 0,2 до 1,0 мл в зависимости от размеров аневризмы. В сроки от 2 недель до 6 месяцев определялась организация тромбов за счет разрастания фиброзной ткани, укрепление стенок аневризмы и облитерация ее полости (Кадыш С.А., 1976).
R.Rand (1973) и J.Masso (1972) предложили для тромбирования сосудов применять ферромагнитный силикон, удерживая его в необходимом месте сильным магнитным полем сверхпроводящего магнита. Использовался 5% раствор силикона, к которому добавлялся порошок карбонильного железа в соотношении 5:1,5 - 5:2, смесь перемешивалась до состояния суспензии. Сильное внешнее магнитное поле надежно удерживало шарики железного ферроксилина в необходимом месте, пока не завершалась вулканизация и не образовывалась окклюзирующая «пробка». В дальнейшем применялась смесь силикона и карбонильного железа в соотношении 15:1. Описано 6 случаев довольно успешного лечения гемангиом тромбированием ферроксилином.
К.Н.Цацаниди с соавт. (1979 г.) в экспериментальной работе удалось уточнить напряженность магнитного поля, необходимую для полной обтурации сосуда ферромагнитным порошком в зависимости от диаметра сосуда, линейной скорости тока жидкости и давления в нем.
Не вызывает сомнений перспективность дальнейшей разработки ферромагнитной эмболизации сосудистых патологических образований, поскольку такого рода эмболы могут быть созданы в строго локализованном участке и при этом хорошо контролироваться за счет своей высокой рентгеноконтрастности.
Локальная ферромагнитная эмболизация (ФМЭ) в нашей клинике произведена у 14 больных. Среди них было 10 (71,4%) женщин и 4 (28,6%) мужчин. Возраст пациентов варьировал от 36 до 65 лет (средний - 52,2 г.).
Солитарная форма гемангиоматоза встретилась у 8 (57,1%) человек, множественно-очаговая у 6 (42,9%). При множественных гемангиомах количество опухолевых узлов различалось от 2 до 4. Кавернозные гемангиомы имелись у 11 (78,7%) пациентов, капиллярные у 1 (7,1%). смешанные у 2 (14,2%). Диаметр опухолей варьировал от 2,5 до 12,5 см (средний 7,0 см), объем от 8,0 см3 до 976,0 см3 (средний 284,9 см3). Расположение опухолей по сегментам печени представлено в табл. 11.
Таблица 11
Распределение гемангиом по сегментам печени
| Локализация по сегментам | SI | SII | SIII | SIV | SV | SVI | SVII | SVIII |
| Число наблюдений | ||||||||
| Частота случаев, % | 2,8 | 8,6 | 8,6 | 17,1 | 14,3 | 5,7 | 22,9 | 20,0 |
В клинической картине заболевания болевой синдром имел место у 9 (64,2%), синдром инородного тела у 3 (21,4%), диспепсический у 3 (21,4%), синдром общего недомогания у 2 (14,2%). Жалобы отсутствовали у 1 (7,1%) больного.
При физикальном осмотре увеличение печени отмечалось в 8 (57,1%) случаях, болезненность в проекции печени в 7 (50,0%).
С целью локального тромбообразования и склерозирования сосудистых опухолей печени в нашей клинике у всех 14 больных применялась взвесь гексаферрита бария. При этом использовалось от 2,0 до 40,0 г препарата смешанного с 20,0 - 200,0 мл основы (физиологический раствор, полиглюкин, желатиноль, 10% раствор альбумина).
Локальная ФМЭ выполнялась во время лапаротомии у 11 (78,5%) пациентов. При этом она комбинировалась или сочеталась с резекцией печени в 2 наблюдениях, с перевязкой собственной ПА в 4, с резекцией печени и перевязкой правой ПА в 1 наблюдении. Прицельная чрескожно-чреспеченочная пункция гемангиом под контролем сонографии с целью выполнения ФМЭ была произведена у 3 (21,5%) пациентов.
Показаниями к выполнению лапаротомии послужили быстрое увеличение гемангиом, отсутствие убедительных данных о доброкачественном характере опухоли (с учетом результатов тонкоигольной аспирационной биопсии), сопутствующая желчно-каменная болезнь, хронический калькулезный холецистит. Среди прооперированных нами больных в 3 случаях ранее уже предпринимались попытки выполнения резекции печени в других гепатохирургических центрах.
Во время операции, выполнявшейся под общим обезболиванием, производилась чреспеченочная прицельная пункция гемангиомы под визуальным контролем. Кратковременным пережатием сосудов печеночно-двенадцатиперстной связки с одновременным сдавлением опухоли извне достигалось частичное опорожнение от крови сосудистых лакун гемангиомы. Вслед за этим в опухоль по игле вводилась взвесь гексаферрита бария с подведением к образованию постоянного магнита, напряженность магнитного поля которого в месте распределения препарата превышала 0,25 Тл, с экспозицией до 2 минут.
Возможность использования гексаферрита бария для внутрисосудистого введения ранее была изучена сотрудником нашей клиники В.Ю.Деркачом с целью эмболизации варикознорасширенных вен пищевода.
Для образования эмбола во внешнем магнитном поле и для сохранения компактной системы после удаления источника внешнего магнитного поля необходимо, чтобы материал имел возможно большую коэрцитивную силу (магнитную восприимчивость). Использованный в работе гексаферрит бария соответствует ГОСТу 24063-80 и имеет состав BaO.6Fe2O3 (ПФБ 07-12-1175) ТУ 6-09-4788-79, с размерами частиц от 0,5 до 10 мкм и магнитными характеристиками: Нсв-170 кА/м, Нсм-240 кА/м, 1/2 ВН макс.-14 кДж/м3, Br-0,38 Тл. Отличительными его свойствами являются: рентгеноконтрастность, позволявшая производить контроль за положением и изменением структуры, высокая магнитная восприимчивость, стабильная остаточная намагниченность, инертность к химически агрессивной среде, нетоксичность.
Как показали проведенные ранее В.Ю.Деркачом (1989) экспериментальные исследования, попадая в просвет сосуда, взвесь гексаферрита бария, намагничиваясь и концентрируясь в зоне действия внешнего магнитного поля, перекрывала кровоток. Частицы ферромагнетика ориентировались вдоль силовых линий магнитного поля и создавали тромбоэмбол с устойчивой пористой структурой, обладавший уже собственным магнитным полем, которое меняло отрицательный заряд стенки сосуда и форменных элементов крови, что способствовало быстрому образованию фиксированного тромба.
Пористость структуры, образованной из гексаферрита бария, была связана с неправильной формой его частиц и отличиями в их размерах. Удержанию форменных элементов крови способствовала и лабиринтная структура пор.
В качестве материала для постоянного магнита применялось интерметаллическое соединение SmCo5 (сплав К-37), создававшее вокруг себя постоянное магнитное поле с индукцией ни менее 0,25 Тл, то есть достаточное для намагничивания порошка из гексаферрита бария.
Имеются сообщения о выборочном разрушении опухолей высокими температурами, создаваемыми высокочастотными волнами. F.Storm (1979) описывает результаты воздействия локальной гипертермии на злокачественные образования и прилегающие к ним участки нормальной ткани у 30 пациентов с 10 различными видами опухолей. Гипертермия создавалась высокочастотными волнами 13,56 МГц с помощью контактных электродов. На месте опухолей, как правило, образовывался фиброз различной степени при небольших изменениях объема. Также были отмечены случаи центрального разжижения. Автором высказывается мнение, что сопутствующий сосудистый некроз и тромбоз, возникающий при высоких температурах, препятствует рассасыванию опухоли и приводит лишь к ее фиброзному замещению через определенный промежуток времени. Вот почему для оценки терапевтического эффекта гипертермии в случаях опухолевых поражений внутренних органов более предпочтительна прямая биопсия, а не замеры протяженности пораженных участков. По заключению F.Storm (1979) все подвергшиеся гипертермии поверхностные нормальные ткани и внутренние органы, при правильном применении высокочастотной терапии, проявили адаптационную способность по отношению к высоким температурам.
Для создания локальной гипертермии при лечении злокачественных опухолей обычно применяются неинвазивные микроволновые излучатели. По утверждению F.Waterman (1988) с помощью микроволновых излучателей терапевтически значимый показатель температуры удается создать в опухоле лишь на глубине не более 2-3 см. Создание высокой температуры на большей глубине теоретически возможно с применением радиочастотных излучателей.
Ю.П.Воронцов (1985) в качестве генератора микроволнового излучения при локальной гипертермии гемангиом использовал прибор «Плот» с большим диапазоном мощности (до 200 Вт) и длиной волны 33 см, применяя контактные излучатели, преимущества которых заключались в большой точности центрирования и высоком коэффициенте полезного действия.
Известно, что гексаферрит бария в интервале температур от 40 до 500 переходит из ферромагнитного состояния в парамагнитное, что дает возможность поддерживать температуру нагрева в месте его локализации на фиксированном уровне. Как было показано ранее в экспериментальной работе сотрудника нашего института Е.Р.Зильбермана (1994) воздействие электромагнитного излучения частотой 460 МГц при мощности генератора 25 Вт в течение 30 минут на ферромагнитный комплекс, образованный из частиц гексаферрита бария в опухоле печени экспериментальных животных, приводит к подъему температуры в данной области до 42-440С, что обусловливает развитие некроза опухолевой ткани.
Все перечисленные свойства гексаферрита бария позволили использовать его в нашей работе для локальной ферромагнитной эмболизации гемангиом, а также в качестве теплового индуктора для проведения локальной гипертермии этих сосудистых образований с целью достижения некроза гемангиоматозной ткани, тромбоза сосудистых лакун опухоли с последующим фиброзным ее замещением (Патент № 1818730 выдан 15.05.95 г.).
Использование взвеси гексаферрита бария в условиях создаваемого постоянного магнитного поля в зоне гемангиомы обеспечивало надежную эмболизацию опухоли за счет создания в ней компактной магнитной системы, исключающей ее дезагрегацию и рассеивание частиц ферромагнитного вещества по сосудам в другие органы. Образованная компактная магнитная система, обладая пористой структурой, резко замедляла кровоток в сосудистых лакунах опухоли с последующим оседанием форменных элементов крови в ячеистых ее структурах и развитием смешанного тромба. В последующем это приводило к замещению тромбированных участков гемангиомы фиброзной тканью. Этот процесс усиливался магнитными свойствами самой структуры из гексаферрита бария, который после воздействия на него внешнего магнитного поля приобретал так называемую остаточную намагниченность.
Для усиления явлений тромбообразования в сосудистых лакунах гемангиомы с последующим склерозированием «пульпы» опухоли и замещения ее фиброзной тканью у 8 пациентов в дополнение к ферромагнитной эмболизации нами применялась методика локальной опосредованной гипертермии с использованием в качестве индуктора электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона аппарата «Ранет - ДМВ 20».
После пункционного введения в «пульпу» гемангиомы взвеси гексаферрита бария к опухоле (или к брюшной стенке в ее проекции) подводился излучатель диаметром от 4 до 10 см, в зависимости от размеров очагового образования. С помощью аппарата “Ранет - ДМВ 20” на композицию гексаферрита бария осуществлялось воздействие электромагнитными полями частотой 460 МГц, при мощности излучения 10-15 Вт и времени излучения 3-5 минут. Температура нагрева контролировалась с поверхности опухоли термисторным датчиком и удерживалась на верхнем пороге значений в пределах 42-440 С. Создаваемый таким образом локальный гипертермический эффект приводил к коагуляции крови, денатурации белка плазмы, разрушению эндотелия сосудистых лакун, некрозу стромы опухоли и образованию смешанного тромба, в составе которого находился гексаферрит бария.
При необходимости, локальная гипертермия повторялась после операции в ближайшем или отдаленном периоде наблюдения. Излучатель (индукционная катушка) аппарата “Ранет-ДМВ 20” устанавливался на грудную или брюшную стенку в проекции минимального расстояния гемангиомы от поверхности кожи. Режимы проведения локальной гипертермии оставались прежними. Температурный контроль осуществлялся с поверхности кожи, так как между температурой нагрева поверхностных мягких тканей и опухоли существовала прямая корреляционная зависимость. Режимы проведения гипертермии и экспозиционные дозы приведены в табл. 12.
Интервал между локальной ФМЭ и первым сеансом гипертермии варьировал от 1 суток до 4,5 месяцев (средний - 1,1 мес). В одном наблюдении локальная гипертермия проводилась во время операции. Промежуток времени между последующими сеансами колебался от 1 суток до 8 месяцев (средний - 2,9 мес), причем в одном наблюдении кратность процедур достигала 4.
Таблица 12
Режимы проведения локальной гипертермии при гемангиомах печени
| № наблюдения | Интервал между процедурами | Продолжительность процедуры, минуты | Мощность излучения, Вт | Кратность процедур | Примечание |
| 1 сут. | 30.0 | 15.0 | |||
| 13 сут. | 7.0 | 10.0 | с двух полей | ||
| 1.5 мес | 25.0 | 15.0 | |||
| 19 сут. | 5.0 | 25.0 | |||
| 5 сут. | 15.0 | 15.0 | с трех полей | ||
| 25 сут. 7 сут. 7 мес | 15.0 15.0 5.0 | 20.0 20.0 25.0 | |||
| 4.5 мес 1 сут. 1 сут. 8 мес | 5.0 5.0 5.0 15.0 | 15.0 15.0 15.0 10.0 | с двух полей | ||
| на операции 2.5 мес | 5.0 10.0 | 25.0 20.0 |
Для иллюстрации возможностей рассмотренного способа лечения приводим клиническое наблюдение.
Больная М., 47 лет (ист. № 1990), поступила в клинику 01.11.94 г. с жалобами на постоянные неприятные ощущения и дискомфорт в эпигастральной области.
11.03.94 г. пациентка перенесла экстирпацию матки с придатками по поводу фибромиомы. После операции при УЗИ впервые была выявлена опухоль в верхних отделах живота, которая первоначально расценивалась как забрюшинная. Через 6 месяцев при повторном УЗИ установлена принадлежность опухоли к печени и увеличение ее размеров за прошедший период.
При поступлении в клинику общее состояние больной было удовлетворительным. Живот мягкий, безболезненный. Печень и селезенка не увеличены.
10.11.94 г. выполнено УЗИ. В левой доле печени обнаружена капиллярно-кавернозная гемангиома размерами 8,4х4,7 см.
14.11.94 г. при КТ в хвостатой доле печени выявлено объемное образование 4,0х8,0х10,0 см, четко очерченное, негомогенное, плотностью 25-31 ед.Н. Образование имело значительный внепеченочный компонент, тесно прилегало к внутрипеченочному сегменту нижней полой вены. По результатам этого исследования было дано заключение о наличие капиллярно-кавернозной гемангиомы I сегмента печени (Рис. 25 а).
16.11.94 г. произведена верхне-срединная лапаротомия. При ревизии печени обнаружена кавернозная гемангиома размерами 10,0х7,0х5,0 см, исходившая из I сегмента и выступавшая за пределы печени на 3/4 своего объема. Широкое основание опухоли практически замещало собой ткань хвостатой доли и распространялось вдоль передней стенки внутрипеченочного сегмента нижней полой вены.
В связи с высоким риском удаления опухоли, было решено от резекции печени воздержаться и выполнить локальную ФМЭ гемангиомы. Под визуальным контролем произведена пункция гемангиомы с введением в ее «пульпу» 4,0 г гексаферрита бария на 60,0 мл полиглюкина. В момент введения взвеси ферромагнетика к опухоле на 2 минуты подведен самарий-кобальтовый магнит.
|
При контрольном осмотре через 4 месяца отмечала эпизодические боли в верхних отделах живота с иррадиацией в спину.
24.03.95 г. была выполнена КТ: отмечено депонирование ферромагнетика в уменьшившейся гемангиоме, повышение плотности ее ткани, по-видимому, за счет фиброзного замещения.
Для усиления лечебного воздействия на опухоль, больной проведено 3 сеанса локальной гипертермии с интервалом в 1 сутки продолжительностью 5 минут при мощности электромагнитного излучения 15 Вт.
Через 8 месяцев выполнено контрольное обследование. Пациентка отмечала небольшое ощущение дискомфорта в эпигастрии. Проведен сеанс локальной гипертермии с двух полей продолжительностью 10 минут при мощности излучения 15 Вт.
|
За весь период наблюдения за больной (12 мес) объем гемангиомы изменился со 143,0 см3 до 45,0 см3. Таким образом, опухоль уменьшилась на 69% от своего первоначального объема и достигнут хороший результат лечения.
|
Локальная ФМЭ сочеталась с перевязкой или эмболизацией ПА в ранние сроки у 9 пациентов. Результаты лечения в этой группе больных рассматриваются нами отдельно. Среди оставшихся 5 наблюдений результаты лечения были изучены в сроки от 4,0 до 84,0 месяцев (в среднем - 29,6 мес) (табл. 13).
Средний объем гемангиом изменился со 126,40±43,89 см3 до 41,20±10,63 см3 (Р<0,1). Процент уменьшения объема опухолей варьировал от 35,0 до 84,0 (средний - 56,8). Хорошие результаты были достигнуты у 4 (80,0%) пациентов, удовлетворительный у 1 (20,0%).
Таблица 13
Результаты локальной ферромагнитной эмболизации гемангиом печени
| Время после процедуры, мес | Изменение симптомов | Исходный объем опухоли, см3 | Остаточный объем опухоли | Уменьшение опухоли, % | Оценка результата |
| уменьш. | 71,0 | 34,0 | 52,0 | хороший | |
| отсутств. | 275,0 | 45,0 | 84,0 | хороший Ä | |
| уменьш. | 143,0 | 45,0 | 69,0 | хороший Ä | |
| отсутств.* | 12,0 | 8,0 | 35,0 | удовлетв. | |
| отсутств. | 131,0 | 74,0 | 44,0 | хороший |
* - симптомы заболевания отсутствовали до начала лечения.
Ä - в послеоперационном периоде проводилась локальная гипертермия.
|
При гистоморфологических исследованиях была отмечена зональность тканевой реакции вокруг гексаферрита бария. Первая зона, прилежавшая к ферромагнетику, была представлена рыхлой неоформленной соединительной тканью, местами ослизненной, с очаговым кальцинозом, небольшими озерами эритроцитов. Вторая зона состояла из плотной соединительной ткани с увеличенным количеством коллагеновых волокон и мелкими сосудами. Далее следовал слой мало измененной гемангиоматозной ткани. Суммарная ширина двух первых зон варьировала от 0,5 до 0,8 см. По типу расположения ферромагнетика в ткани гемангиомы можно было выделить вариант диффузно-локального и диффузно-диссоциированного распределения.
Несколько больший суммарный эффект фиброзирования отмечался при диффузно-диссоциированном типе распределения препарата в опухоле.
Более высокий процент уменьшения объема гемангиоматозных узлов достигался в тех случаях, где локальная ФМЭ дополнялась гипертермическим воздействием на опухоль. По-видимому, такой эффект был обусловлен ни только тромбозом сосудистых лакун, но и некрозом стромы опухоли.
Полученные нами результаты локальной ФМЭ и гипертермии гемангиом следует рассматривать как дополнение к имеющейся информации, поскольку количество публикаций в открытой печати по данному вопросу явно недостаточно, чтобы судить о влиянии на окружающие ткани и организм в целом постоянного магнитного поля, компонентов, входящих в состав ферромагнетиков, с выяснением возможных морфологических, гистохимических, ультрамикроскопических изменений, возникающих в опухолях после локальной гипертермии в ближайшем и отдаленном периодах наблюдения.