Обоснование эффективности и безопасности термических и радиационных способов лечения онкологических заболеваний
Под эгидой ООО «Моделирующие системы» проводится научно-исследовательская работа по обоснованию термических и радиационных способов лечения онкологических заболеваний, в частности, способа лечения при метастазах злокачественных опухолей в позвоночник – стабилизирующей термо-радионуклидной вертебропластики. Способ заключается в том, что подавление (прекращение или ограничение) опухолевого роста обеспечивается сочетанием локального гипертермического (при температуре 41 oС – 60 oС) воздействия на очаг опухолевого роста и локального облучения β-частицами (или комбинированного облучения β-частицами и γ-квантами), испускаемыми радиоактивным изотопом, равномерно распределенным в костном цементе – полиметилметакрилате, доставляемом к очагу опухолевого роста в теле позвонка методом чрескожной вертебропластики, позволяющей обеспечить утраченную из-за роста опухоли опорную способность позвоночника.
Гипертермическое воздействие на очаг опухолевого роста обеспечивается экзотермической реакцией полимеризации костного цемента. В цемент вводится радионуклид, изготовленный по специальной технологии. Готовится цементная масса, содержащая радионуклид, равномерно распределенный по объему костного цемента. Введение в тело позвонка, пораженного опухолью, костного цемента, обладающего гипертермическим эффектом, способностью локального облучения опухоли β-частицами, а также восстанавливающего опорную способность позвоночника, оказывает многофакторное воздействие, что сопровождается выраженным паллиативным эффектом.
В рамках научно-исследовательской работы проводятся расчетно-экспериментальные исследования с целью получения оценок и доказательств эффективности и безопасности предлагаемого способа.
Для оценки разогрева костной ткани проведены измерения тепловыделения и теплопереноса в изолированном позвонке, а также предложен и апробирован расчетный аппарат, позволяющий прогнозировать тепловые процессы.
Представлены фотография и 3D-реконструкция томографических снимков позвонка с термопарами.
Приведены графики, полученные в серии экспериментов при заполнении костным цементом полости в позвонке. Графики иллюстрируют зависимость температуры от времени в центре ядра костного цемента, на его поверхности, граничащей с костной тканью, а также в костной ткани на разном расстоянии от поверхности костного цемента. Сравнение расчетного распределения максимальной во времени температуры в костной ткани позвонка с распределением, полученным в серии экспериментов, представлено на последнем рисунке.
Предложен метод расчета дозных полей для выбранного радионуклида или их комбинации. Обоснована дозовая нагрузка на радиохирурга при радионуклидной вертебропластике.