Ультразвук издавна служил методом диагностики. Однако его применение в качестве терапевтического лечения относительно ново. В этом процессе ультразвуковые волны сильно концентрируются, чтобы разрушить больные ткани, в частности опухолевые клетки, и сделать их безвредными.
Сфокусированное ультразвуковое исследование приносит пациентам несколько преимуществ. Терапия полностью неинвазивна и может проводиться без анестезии, при этом отсутствуют операционные раны.
Однако до сих пор этот метод был одобрен только для ограниченного числа показаний, таких как лечение рака простаты, метастазов в кости и миомы матки. Для лечения органов, которые двигаются при дыхании пациента, метод применим лишь частично.
Врачам приходится полагаться на то, что пациенты задерживают дыхание или помещают их под наркоз, чтобы они могли контролировать дыхание пациента.Ученые, работающие в проекте TRANS-FUSIMO EU (см. Инфобокс), координируемом Институтом обработки медицинских изображений MEVIS им. Фраунгофера в Бремене, идут другим путем.
Они перенаправляют ультразвуковой луч на движение печени, чтобы эффективно достичь опухоли, сохраняя при этом окружающие здоровые ткани. Основная технология, необходимая для этого метода, теперь готова. Исследователи представят важные предварительные результаты в рамках отраслевого симпозиума на Европейском радиологическом конгрессе (ECR) в Вене 1 марта.
Согласно этой концепции терапии, во время процедуры пациент лежит в МРТ-сканере. Каждую десятую долю секунды сканер выдает изображение, показывающее текущее положение печени. Ультразвуковой преобразователь, устройство, оснащенное более чем 1000 небольших ультразвуковых передатчиков, располагается на животе пациента. Их можно направить так, чтобы их волны сходились точно в точке размером с рисовое зерно.
Там они проявляют свой разрушительный эффект — опухолевые клетки полностью готовятся. Сканер МРТ контролирует процесс, измеряя температуру в печени и обеспечивая достаточный нагрев нужных участков.
Программное обеспечение в реальном времени, которое может заглянуть в ближайшее будущееРуководитель проекта Сабрина Хаазе, математик из Fraunhofer MEVIS, объясняет проблему. «Создание изображения положения печени каждую десятую секунды недостаточно быстро для надежного направления ультразвукового луча. Вот почему мы разработали программное обеспечение, которое может заглядывать в ближайшее будущее и рассчитывать следующее положение обработанной области». Программа определяет путь, по которому сфокусированные ультразвуковые волны достигают опухоли печени, даже когда пациент двигается во время дыхания.
Разработка программного обеспечения была довольно сложной задачей: оно должно работать как с высокой степенью надежности, так и в режиме реального времени.Еще одна трудность, с которой столкнулись ученые, заключалась в том, что ребра лежали перед печенью. Чтобы лучи не повредили ребра, элементы в ультразвуковом преобразователе, которые могли бы попасть в ребра, были отключены, что очень похоже на блокировку отверстий в насадке для душа, которая распыляет воду в нежелательном направлении.
«Мы завершили этап технической разработки и уже провели предварительные испытания», — говорит Хаазе. В ходе испытания роботизированная рука перемещала модель геля вперед и назад в МР-сканере, чтобы имитировать движение печени внутри тела. В то же время гелевый фантом подвергался воздействию сфокусированного ультразвука, а МРТ-сканер отслеживал распределение температуры. «Результаты соответствуют нашим ожиданиям», — говорит Хаазе. «Теперь мы можем сделать следующие шаги».Первые тесты TRANS-FUSIMO на пациентах запланированы на середину 2018 года.
После этого в сотрудничестве с отраслевым партнером можно заняться сертификацией медицинской продукции. Если этот метод оправдает себя, в будущем можно будет лечить другие органы, которые двигаются вместе с дыханием, такие как почки, поджелудочная железа или даже легкие.