Exposure of human body tissues to development of cryogenic technologies

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Гемангиомы кожных покровов и слизистых оболочек – доброкачественные сосудистые образования, очень часто встречающиеся среди различных опухолей мягких тканей у детей. Несмотря на то, что гемангиомы по своей природе доброкачественные, они имеют признаки злокачественного процесса. Даже пятно и очень маленькая ангиома у новорожденных могут очень быстро разрастаться до больших размеров, поражая половину лица или большую часть поверхности тела. Несмотря на возможное самовосстановление и остановку роста с последующей инволюцией, дальнейший процесс их развития не прогнозируется. В клинике проводились наблюдения детей с гемангиомами, лечение которых было затруднено из-за значительного роста опухоли, в особенности тех гемангиом, которые располагались на лице, в области уха или во влагалище. В таком случае нет возможности полагаться на спонтанную регрессию, а пустая трата времени не пойдет на пользу пациенту. Гемангиомы ребенка в возрасте шести месяцев с локализацией в голове и шее растут очень быстро. При этом возможны два сценария их лечения: стандартная криоаблация и криоаблация с предварительным микроволновым прогревом. В настоящем исследовании обобщен опыт инженеров и врачей по разработке и клиническому применению методов предварительного прогрева, применения лазера и криоаблации для лечения гемангиом у детей.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Аппарат КМ-01 использовался для лечения [1–3]. В качестве хладагента использовался жидкий азот при температуре кипения минус 196ºС. Оптимальное время криовоздействия на гемангиомы, расположенные на коже, составляет 20–25 секунд. Оптимальное время криовоздействия на опухоли, расположенные на слизистых оболочках, составляет 7–10 секунд. Общая поверхность, подвергаемая криовоздействию, не должна превышать десяти квадратных сантиметров. При размещении гемангиом в местах, подверженных травмирующим воздействиям, особенно в области ягодиц и промежности, площадь криовоздействия не должна превышать пяти квадратных сантиметров. При очень больших гемангиомах лечение проводят в несколько этапов с интервалом 10–14–21 день. В промежутках местная реакция в зоне криовоздействия успокаивается и лечение можно повторить. Наиболее выраженный перифокальный отек наблюдается после криовоздействия на гемангиомы, расположенные на лице, веках, сгибательных поверхностях, а также на слизистой оболочке губ и половых органов. Образование сухого струпа наблюдается на 3–4-й день, эпителий под струпом формируется в течение 2–3–4 недель.

Первым важным преимуществом криоаблации является получение хороших косметических и эстетических результатов благодаря особенностям регенерации кожи после криовоздействия. Второе – заключается в том, что создаются условия для сохранения кожных покровов, что положительно влияет на кожу лица, особенно с учетом дальнейших пластических и реконструктивных операций. Немаловажно и то, что благодаря этому методу сохраняются нервы, мышцы, контуры конкретных тканей, особенно на лице. Данным методом было вылечено более 2000 детей разного возраста. Показаниями к такому лечению были: наличие кавернозных и комбинированных гемангиом, имеющих выраженную подкожную часть и располагающихся в сложных анатомических областях, а также невозможность их лечения другими методами [4]. В реальной практике криоаблация имеет определенные ограничения, так как большие опухоли имеют пределы возможной абляции. Существует группа больных, у которых мертва только поверхностная часть патологического образования, а глубокая часть продолжает расти. Предложен способ увеличения криогенной деструкции предварительным воздействием электромагнитного поля СВЧ на локальную область промерзания, а также применение воздействия лазером [5]. Гипотеза эффекта предварительного нагрева заключается в том, что такое воздействие структурирует внутриклеточную воду. Поэтому временно увеличивается теплопроводность биологических тканей.

В ряде случаев по индивидуальным показаниям целесообразно было использовать СВЧ-обработку, например, для новорожденного с опухолью относительно большого объема. Метод предварительного микроволнового нагрева достаточно прост, проводится амбулаторно и не требует анестезии. Область гемангиомы облучают микроволновым полем с помощью контактного излучателя с последующей криоаблацией. Выбор режима облучения и аппарата для облучения зависит от объема гемангиомы и ее высоты над уровнем кожи. При размерах гемангиомы 2х2х2 см рационально использовать аппарат «Луч-2» или «Термик» при диаметре излучателя 35 мм [6]. Это связано с тем, что длина волны в воздухе составляет 12,6 см, а в тканях уменьшается в 9 раз, поэтому проникающей способности электромагнитного поля достаточно для дестабилизации внутриклеточной воды биологических тканей на глубине около 2 см. Оптимальная мощность излучения составляет 1,2–1,5 Вт/см², а продолжительность действия – 4–5 минут. При проведении СВЧ-излучения необходимо увеличивать плотность потока мощности постепенно в течение 1–1,5 минут, что позволяет избежать неприятных ощущений и получить равномерный прогрев опухоли. При размерах гемангиомы 3х3х3 см и более предпочтительно применять аппарат «Яхта» [7]. Аппарат имеет набор контактных излучателей. Длина волны 33 см, глубина определенного прогрева до 4 см. Мощность излучения может варьироваться от 5 до 200 Вт. Плотность потока мощности для таких гемангиом колеблется от 2 до 2,5 Вт/см², а продолжительность СВЧ-облучения составляет 5–6 минут. После микроволнового облучения проводят местное замораживание опухоли. При размерах гемангиомы 2х2х2 см продолжительность криовоздействия составляет 3–4 минуты. При размерах 5х3х5 см продолжительность криовоздействия составляет 5–6 минут, при размерах 5х4х5 см — 6–8 минут. Если поверхность гемангиомы и ее объем значительно больше, то целесообразно действовать поэтапно, но площадь одного криовоздействия должна быть не более 10 см². Несмотря на то, что дети хорошо переносят предварительный микроволновый прогрев, применение лазера и криоаблацию, мы наблюдали более выраженную реакцию мягких тканей. Объемный перифокальный отек, который не наблюдается после локальной криоаблации, не исчезал в течение 3–5 дней. В месте криовоздействия на 2–3-й день формируется сухой струп, отпадающий на 2–3-й неделе. На месте опухоли после микроволнового и криогенного воздействия формируется мягкий депигментированный бело-розовый рубец. Через 6–8 месяцев область криоаблации отличается от окружающих тканей лишь незначительной депигментацией. Осложнения наблюдаются только в 2% случаев. Общих реакций детского организма на рассматриваемое лечение не наблюдается.

ДИСКУССИЯ

Вероятно, универсального метода лечения гемангиом не существует. Хотя морфологические данные доказывают опухолевую природу гемангиом, простые и эффективные хирургические и парахирургические методы лечения дают положительные результаты. Одним из методов является предварительный микроволновый нагрев, использование лазера и криовоздействие. Опыт лечения гемангиом у детей позволяет распространить этот подход на другие области криоаблации. Далее следует междисциплинарное изучение криохирургических методов, включающее медицинские, биологические, инженерные, математические и другие подходы. Необходимо, учитывая и исследуя все стороны сложных процессов, протекающих в биологической ткани, при воздействии на нее низкой температуры, разрабатывать надежные криогенные хирургические устройства, отвечающие всем требованиям. Дополнительно возможен микроволновый мониторинг локальных областей протаивания [8] и сочетание оптических и криометодов [9]. Это может повысить эффективность комбинированного криолечения в будущем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Локальная криоаблация с помощью ручных переносных криохирургических аппаратов с использованием в качестве хладагента жидкого азота (минус 196 °С) является практически применимым методом лечения простых гемангиом и позволяет получить хорошие функциональные и косметические результаты. Все виды простых мелких гемангиом любой локализации подлежат лечению независимо от возраста ребенка. Представленный метод позволяет полностью или частично отказаться от сложных оперативных вмешательств, особенно при размещении небольших гемангиом на лице, шее, в области уха, а также получить хорошие результаты (98%).

Предварительное микроволновое облучение и последующее использование лазера позволяют увеличить возможности криовоздействия в 4–6 раз по глубине гемангиомы по сравнению с простой криоаблацией. Этот метод сохраняет все полезные особенности криоаблации. Он перспективен для лечения кавернозных и комбинированных гемангиом, имеющих выраженную подкожную часть и зачастую сложную локализацию. Этот подход потенциально полезен в других приложениях криовоздействия.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с проведенным исследованием и публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования и подготовке публикации.

ADDITIONAL INFORMATION

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Funding source. This study was not supported by external sources of funding.

About the authors

Antonina V. Butorina

Author for correspondence.
Email: avbutorina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8465-0593
SPIN-code: 8832-1995

Dr. Sci. (Med.), Professor

References

Supplementary files