Биофизическое и медико-техническое обоснование локальных воздействий на ткани мозга для стереотаксической нейрохирургии

Низковолос, Владимир Беньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биофизическое и медико-техническое обоснование локальных воздействий на ткани мозга для стереотаксической нейрохирургии
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Биофизическое и медико-техническое обоснование локальных воздействий на ткани мозга для стереотаксической нейрохирургии"

На правах рукописи

003057865 Низковолос Владимир Беньевич

Биофизическое и медико-техническое обоснование локальных воздействий на ткани мозга для стереотаксической

нейрохирургии.

03.00.02-Биофизика

Авторефераг диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 2007 год.

003057865

Работа выполнена в институте мозга человека РАН

Научный консультант доктор медицинских наук,

лауреат государственной премии СССР Аничков Андрей Дмитриевич

Официальные оппоненты-

Доктор технических наук

профессор Лежнев Энрик Иванович

Доктор технических паук

профессор Козлов Александр Петрович

Доктор медицинских наук

профессор Олюшин Виктор Емельянович

Ведущая организация:

С-Петербургский институт ядерной физики им БП Константинова

Защита состоится_2007 г в_часов на заседании

диссертационного совета Д212 229 25 при ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет по адресу 195251 Санкт-Петербург ул Политехническая д 29

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО Санкт-Петербургского политехнического университета по адресу Санкт-Петербург ул Политехническая д 29

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук /¿^Власова О Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы-

Стереотаксис - медицинская техшшмия, обеспечивающая малотравматичные щадящие доступы к глубоким образованиям мозга человека с целью диагностики, лечения и изучения сложных заболеваний и поражений центральной нервной системы

Появление во второй половине прошлого столетия компьютерной рентгеновской и магнитно-резонансной томографии значительно повысило информативность диагностики заболеваний центральной нервной системы (ЦНС) Это привело К диспропорции между точной диагностикой и общепринятым в то время в нейрохирургии подходом, когда оперативное вмешательство осуществлялось на основе субъективных знании анатомии и пространственном воображении нейрохирурга Сложившееся положение стимулировало развитие малоиивазивных инструментальных методов лечения ряда заболеваний ЦНС, использующих современную томографическую диагностику и основанных на сгереотаксических принципах (Leksel L 1980, Аничков А Д и др 1999, Трофимова ТН 1998, Холявин А И 2001, Шустин В А 1998) В арсенале нейрохирургов появился ряд коммерческих стереотаксических систем, позволяющих нацеливаться на внутримозговые мишени с помощью томографов и оказывать на них локальные воздействия в клинических целях (Brown RA 1975, Leksel L 1985, Birg W, 1985, Chapter J 1999, Аничков А Д и др 1998) Все это привело к более широкому применению сгереотаксиса Был разработан ряд хорошо зарекомендовавших себя стсреотаксических методик, которые стали широко применяться в нейрохирургии Особую роль в настоящее время играет стереотаксис для диагностики и лечения опухолей головного мозга, прежде всего диагностированных на ранних стадиях В большинстве случаев хирургическое лечение опухолей головного моз! а с помощью традиционных «открытых» нейрохирургических вмешательств производится, когда объем опухоли уже достаточно велик В случае малого размера опухоли, расположенной в глубине мозга, только стереотаксис может позволить нейрохирургу отыскать ее, уточнить диагноз путем биопсии и осуществить адекватное лечение (Mundinger F 1984,1985, Ostcrtag В 1980, Голапов AB 1998) В обзоре, посвящеппом состоянию стереотаксиса в мировой нейрохирургии (Gildenberg Р L , Franklin Р О 1993) показано, что за 17 лет число биопсий мозговых опухолей возросло более чем в 6000 раз, эвакуаций гематом более чем в 800 раз, аспираций кист и абсцессов - более чем в 400 раз К сожалению, деструктивные стереотаксические методики, которые можно было бы использовать для лечения опухолей мозга, в настоящее время используются недостаточно широко Такое положение связано в основном с отсутствием у нейрохирургов - стереотаксистов методов локального деструктивного воздействия, в достаточной мере удовлетворяющих требованиям малоинвазивной нейрохирургии - это прежде всего локальность и предсказуемость биологических параметров действия на ткани мозга

Локальное воздействие на стереотаксическую мишень - заключительный этап в диагностике и стереотаксическом лечении нейрохирургических больных Предшествующие этапы могут быгь скорректированы при подготовке и проведении операции, воздействие же на мишень ставш оконча!ельную точку в стереогаксической процедуре и, соответственно, может привести стереотаксическое вмешательство к успеху или неудаче (Кандель Э И 1972, 1981) Анатомические особенности мозга, где компактно расположены жизненно важные и функционально значимые структуры, вносят жесткие пространственные ограничения на геометрические параметры воздействия Высокие требования к точности наведения С1ереогаксического итлрумента на мишень дотжны быгь соизмеримы с требованиями к знанию физических и биологических параметров воздействия на ткани мозга, позволяющих получать планируемый клинический эффект Современное состояние медицинской техники не всегда позволяет локализовать патологический очаг или функционально-значимую структуру и селективно воздействовать на них с целью объемной деструкции, в то время как потребность нейрохирургии в технологиях подобного рода достаточно высока Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется необходимостью разработки новых малоиивазивных методов локального воздействия на здоровые и патологические структуры мозга, определения их медико-биологических параметров, что имеет важное

теоретическое и практическое значение для повышения эффективности и качества медицинской помощи населению

Целью настоящего исследования является Обоснование и разработка комплекса методов и технических средств стсреотаксического лечения заболеваний головного мозга.

Для достижения цели решались следующие задачи.

1 Разработать методы локального низкотемпературного воздействия на ткани мозга Исследовать биофизические и медико-биологические параметры криовоздействия на патологические и здоровые ткани мозга с точки зрения возможности применения разработанной аппаратуры в клинике стереотаксической нейрохирургии

2 Дать медико-биологическое обоснование возможности применения в нейрохирургии имплантируемого радиоактивного источника низкоэнергетического Гамма-излучения на базе Те-125т

3 Разработать стереотаксические системы, предназначенные для локализации внутримозговых мишеней с помощью современных интроскопических методов и наведения на них инструмента локального воздействия ита узких пучков высокоэнергетического излучения

4 Исследовагь биофизические особенности воздействия на ткани мозга пучков протонов с энергией 1000 МэВ с целью определения возможности применения их для дистанционной стереотаксической радионейрохирургии

5 На основании проведенных исследований разработать стерео гаксические методики малоинвазивных нейрохирургических операций и дать обоснование возможности применения их в клинике для лечения заболеваний головного мозга

Научная новизна*

Впервые в эксперименте изучено локальное действие температур около -70°С на патологические и здоровые ткани мозга Дано медико-биологическое обоснование применения эгого метода для стереотаксической нейрохирургии

Впервые исследована и внедрена в клиническую практику новая стереогаксическая методика лечения неоперабельных глиапьных опухолей мозга Методика основана на экспериментально показанном феномене - функциональной неоднородности глиальных опухолей - наличии в них локальных зон гичерметаболизма, сопровождающегося интенсивной пролиферацией Методика заключается в локализации с помощью позитронно-эмиссионного томографа пролиферативно-аетивпьгх зон опухоли мозга, которые затем подвергаются стереотаксической криотомии

Впервые изучены физические параметры и морфологические особенности действия гга ткани мозга имплантируемых источников низкоэнергетического гамма-излучения на базе изотопа Те-125М, экспериментально показана возможность применения источников в нейроонколог ии

Для проведения малоинвазивных операций на мозге человека разработаны и внедрены в клиническую практику оригинальные стереотаксические системы, обладающие адаптивностью, универсальностью и автономностью относительно интроскопических установок

Впервые с помощью биодозимегрических тестов исследованы дозиметрические и медико-биологические параметры пучков протонов с энергией 1000 МэВ от синхроциклотрона ПИЯФ РАН, дано обоснование возможности применения данного излучения для целей дистанционной стереотаксической радионеирохирургии

Разработаны методы и устройства, предназначенные для локализации внутримозговых мишеней с помощью КТ, МРТ и ангиографа при подготовке к стереотаксическим шгвазивным вмешательствам и стереотаксическому обтучению этих мишеней узкими пучками высокоэнергетическою из гучения

Практическая значимость В работе сформулированы требования к методам локального воздействия на ткани мозга, а также принципы их использования Проведен сравнительный анализ нескольких методов локального воздействия, разработано техническое обеспечение клинических методик, позволившее применить их для лечения

забочеваний центральной нервной системы Все разработки, представленные в диссертации, предназначены для использования их в клинических учреждениях нейрохирургического профиля В разработках учтены специфические особенности отечественной медицины, что позволило широко внедрить их в клиническую практику ряда медицинских учреждений нашей страны и ближнего зарубежья

Основные положения, выносимые на защиту

1 Мсдико-биологичсские параметры действия криозондов с температурой - 70°С и имплантируемых источников на базе Те-125м позволяют потучать ограниченные зоны некроза тканей мозга в нпанируемом объеме

2 Меюд лечения глиальных опухолен мозт, сосюищии из стерео!аксической локализации иролиферативно-активных зон с помощью нозитронно-эмнссионного томографа и криодеструкции этих зон, применим на опухолях, не допускающих открытое вмешательство Это малоинвазнвный ненрохирургичсскни метод, обеспечивающий сохранение качества жизни пациентов после операции

3 Биофизические и медико-биологичеекие параметры пучков протонов с энергией 1000 МэВ позволяют использовать этот вид излучения в медицине, а применение разработанных с гереотакснческих устройств обеспечивает возможность проведения радпохпрургнческих операций на мозге

4 Разработанные стсреотакспчсскне системы и методы локализации внутрнмозговых мишенеп с наведением на них стереозаксическою инструмента излучения позволяют pemait задачи малоннвазнвнон нейрохирургии

Апробация и внедрение результатов работы Результаты научного исследования доложены ц обсуждены на I международном семинаре по использованию протонных пучков в лучевой терапии (М 1979), па III и IV совещаниях по использованию новых ядерно-физических методов для решения научно-технических и народно-хозяйственных задач (Дубна 1979,1982), The international symposium "Physiological and biochemical basis of bram activity" (Санкт-Пегербург 1994), на международной научной конференции «Актуальные вопросы лучевой диагностики и интервенционной радиологии» (Спб 1997), International MRY simposium (Dusseldorf 1997), Congress of Baltik Neurosurgeons (Riga 1993), I, II, и III съездах нейрохирург ов (1995, 1998, 2002), на V и VI симпозиумах «Повреждения мозга (минимально инвазивные технологии)» (1999, 2001 С-Петербург), VII международном симпозиуме «Новые технологии в нейрохирур! ии» (Санкт-Петербург, 2004), на всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения» (апрель 2005), на международной научно-практической конференции «Малоинвазивная нейрохирургия» (май 2006) и в ряде дру1 их о1ечественны\ и международных форумах

Разработанные методы внедрены в клиническую практику Института мозга человека РАН, Российской Военно-медицинской академии, Центрального научно-исследовательского рентгено-радиологического института Росздрава, психоневрологического НИИ им В М Бехтерева, клинической больницы № 26 г С Петербурга, Спб-МАПО, Республиканской клинической больницы г Каунаса, Областной клиническом психиатрической больницы г Ярославля, ГИДУВ Новокузнецк, Областной больницы г Брянск, городской клинической бопьницы N1 г Омска, больницы неотложной медицинской помощи г Омска, Мурманской областной больницы, Областной клинической больницы i Рязань, I осударствеггного института лазерной хирургии г Челябинск, больницы скорой помощи г Алматы, Казахстан, Городской больницы N5 гТольягти, Российского нейрохирургического института им А Л Поленова, Удмуртского республиканскою нейрохирургического центра (г Ижевск), В этих клинических учреждениях использую гея разработанные нами методики и оригинальная аппаратура при стереотаксическом течении тяжелых заболеваний головного мозга К настоящему времени проведено более 2000 малоинвазивных операций с использованием криометода и стереотаксическои техники С помощью узких протонных иучков синхроциклотрона ПИЯФ на базе клиники ЦНИРРИ МЗ РФ к настоящему времени пролечено около 1500 больных с диагнозами «аденомы гипофиза» и «аргерио-венозные мальформации»

Публикации По теме диссертации имеется 61 печатная работа, в центральных отечественных и зарубежных журналах - 16, патентов и авторских свидетельств - 11, в материалах конференций, симпозиумов и сборниках научных трудов - 31, монография -1, учебно-методическое пособие -1, информационное письмо МЗ и МП -1 Объем н структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, пяти глав с описанием результатов собственных исследований и их обсуждений, выводов, списка литературы и приложения Работа содержит 12 таблиц, 96 рисунков Список литературы включает 235 источников, из которых 121 отечественных авторов и 164 зарубежных Машинописный гекст диссертации изложен на 286 страницах Основное содержание работы Введение

Во введении сформулированы направления работы, ее цели и задачи, обоснована актуальность исследований и разработок, показано ее научно-практическое значение Глава! Современное состояние проблемы

Локальное воздействие на стереотаксическую мишень является важнейшим заключительным этапом в технологической цепочке диагностики и стсрсотаксического лечения нейрохирургических больных В связи с эгим знание специфичности воздействия и возможность управления его пространственными параметрами столь же важны и необходимы для стереотаксиса в целом, как точность локализации стереотаксических мишеней и наведения на них инструмента Метод локального воздействия на ткани мозга должен отвечать следующим требованиям

1 Минимальная травматизация мозга при осуществлении подхода к внутримозговой мишени, 2 Высокая повторяемость биологических параметров воздействия при сохранении физических параметров применяемого метода, 3 Возможность планирования и оптимизации воздействия на внутримозговую мишень до операции, исходя из экспериментальных и теоретических данных о методе и применяемом инструменте, 4 Возможность динамичного управления физическими и пространственными параметрами воздействия и прекращения его непосредственно во время операции, 5 Обеспечение максимальной сохранности сосудов мозга и тканей, не входящих в рассчитанные объемы, подлежащие стереотаксическому воздействию, 6 Безопасность использования метода, как для пациента, так и для персонала

Проведенный анализ методов локального инвазивпого воздействия на ткани мозга показал, что наиболее приемлемым с медико-биологических позиций является криохирургический метод При выборе криохирургического метода дня использования его в стереотаксической нейрохирурги мы исходили из счедующих положительных качеств, отмеченных при применении его п других областях медицины 1 Криовоздействие на ткани сопровождается иммуностимулирующим эффектом, 2 Метод абластичен, 3 Не обчадает кумулятивным эффектом, 4 Обеспечивает сохранность кровеносных сосудов 5 Большой диапазон объемов воздействия

Однако, несмотря на то, что этот метод изначально разрабатывался для целей нейрохирургии, в настоящее время в этой области медицины он практически не применяется Объясняется это тем, что криоприборы, традиционно работающие на жидком азоте, которые применялись для крионейрохирур1 ии, обладали следующими недостатками 1 Резкое испарение жидкого азота в охлаждающей камере крио зонда приводило к работе с высоким давлением, что было потенциально опасно, 2 Использование криозондов, сочлененных с резервуаром для жидкого азота, делало процесс охлаждения абсолютно неуправляемым - его невозможно было ни регулировать, ни остановить до полного выкипания азота, 3 Криозонды, к которым азот подавался по шлангам, становились трудноприменимы на нейрохирургической операции, из-за малоподвижных термостатированных шлангов, 4 Охлаждение тканей мо!га до температур жидкого азота иногда приводило к тканевым переломам и последующим внутримозговым гематомам Причем охлаждение до сточь низких температур не имело смысла, т к при температурах ниже -100°С значительно ухудшалась адгезия материала зонда с тканью, 5 Для термоизоляции корпуса криозондов использовался глубокий вакуум, что с учетом

миниатюрных размеров этих устройств было достаточно сложной технической задачей, еще сложней было сохранить этот вакуум в условиях использования зондов в операционной, 6 Стереотаксическая криодеструкция опухолей мозга в 60-70х годах прошлого столетия проводилась с мапоинформативным интраскопическим методом - рентгенографией, что могло приводить к низкой ЮЧНОСШ наведения на мишень и повреждениям функционально-важных структур мозга Перечисленные недостатки дискредитировали метод, и 01 его применения в нейрохирургии практически отказались

Из радиационных методов локального воздействия на ткани мозга наиболее распространенными являются - внутриткансвый радиохирургический метод с применением имплантируемых радиоактивных источников на базе изоIопои низкоэнергиического Гамма-излучения и дистанционная радиохирургия узкими пучками фотонов и тяжелых заряженных частиц Из имплантируемых радиоактивных источников наиболее часто применяются источники на базе радиоизотопа 1-125 Однако у этих источников есть существенный недостаток Источники из 1-125 разового использования - в случае, если их не используют в течение промежутка времени, когда активность еще обеспечивает терапевтическую дозу, их уничтожают Это качество приводит к значительному удорожанию метода, и в результате применяют подобные источники в стсреотаксической нейрохирургии достаточно редко

Дистанционная стереотаксическая радиохирургия узкими пучками тяжелых заряженных частиц и мегавольтного тормозного излучения от линейных ускорителей электронов - эффективный метод лечения таких заболеваний, как аденомы гипофиза, сосудистые патологии мозга и небольшие, рано диагностированные опухоли Главным достоинством стереотаксических систем, построенных на применении узких пучков высокоэпергетического излучения, является нсинвазивность применяемого воздействия Однако эти системы также не лишены недостатков Отсроченный клинический результат -этот недостаток делает ограниченно применимой дистанционную радиохирургию при лечении быстро растущих опухолей, и особенно при проведении функциональных операций, где очень важно иметь возможность проведения тестовых воздействий Наличие кумулятивного эффекта ограничивает возможности этого метода по количеству и объему воздействий у одного пациента, сдерживающим фактором является интегральная радиационная нагрузка на мозг У этих методов отсутствует обратная связь с врачом во время процедуры лечения Это серьезный недостаток, который даже при максимально тщательной подготовке к лечению может привести через некоторое время к нежелательным функциональным нарушениям у пациента Метод дистанционной радиохирургии имеет неоспоримые преимущества при лечении таких сосудистых патологий мозга, как артерио-вспозпые аневризмы Однако столь полезная особенность при лечении сосудистых патологий, как искусственно вызываемая облитерация сосудов при облучении их в определенных дозах, становится недостатком при лечении опухолей мозга В зону действия облитерирующих доз при облучении опухоли могут попадать крупные сосуды мозга, что может привести к ишемизации его объемов и сопутствующим неврологическим нарушениям Одним из недостатков следует отметить и высокую стоимость метода при приобретении и эксплуатации оборудования

Приведенный анализ мирового опыта малоинвазивной стереотаксичсской нейрохирургии позволил обосновать направление исследований, сформулировать цечи и задачи работы, комплексное решение которых расширит показания к применению стереогаксической нейрохирургии и воплотится в клинические методики, с помощью которых можно лечить ряд тяжелых заболеваний центральной нервной системы

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1-ИНВА311ВНЫЕ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКИГ МЕТОДЫ Глава 2. Методы локальною воздействия на ткани мозга

Для локального воздействия на образования мозга в данной работе мы использовали следующие методы Криохиругия, высокочастотная гипертермия, анодный лизис, брахи терапия с помощью источников низкоэнергетического Гамма-излучения, дистанционная радиохирургия узкими пучками протонов с опершей 1000 МэВ и мегавольтного тормозного излучения от линейного ускорителя электронов

2 1 Локальная криохирургия образований мозга.

При разработке криохирургического прибора, с использованием в качестве хладагента твердой двуокиси углерода, мы исходили из того, что температуры сухого льда -79°С достаточно для деструкции тканей мозга Сухой лед - доступный, достаточно безопасный и удобный в работе материал При температуре сухою льда обеспечивается хорошая адгезия криозонда с тканью, и в то же время не образуются ледяные переломы ткани, чреватые образованием гематом В качестве хладоноситечя была выбрана жидкость с высокой, слабо меняющейся при низких температурах текучестью - ацетон Температура отвердевания ацетона -95°С, температура кипения +56,2°С В результате охлажденный ацетон не затвердевает при температуре сухого льда и не закипает при контакте со стенками охлаждающей камеры, имеющеи температуру ткани Таким образом осуществляется хороший температурный контакт хладоносителя с охлаждающей камерой зонда и затем с тканью мозга в зоне воздействия

Криозонды являются наиболее счожными и ответственными элементами криоприбора В зондах, работающих с жидким азотом, для обеспечения термоизоляции двойного корпуса используется глубокий вакуум На наш взгляд, это недостаток зонда, т к при нарушении вакуума (что возможно в условиях операционной) корпус зонда будет замораживать ткань по всей траектории ею но1ружения В связи с этим был проведен анализ возможности использования для термоизоляции низкого вакуума, или просто герметизированного двойного корпуса, заполненного воздухом с нормальным давлением При низком вакууме, в диапаюне давлений Р= 1-0,0013 ат теплопроводность воздуха X практически не зависит от давления при условии

Ткр < Т и Рг < 2/ЗТг, где

Ткр - (критическая температура воздуха) = 133 К (-140°С)

Т - (температура хладоносителя) = 203К (-70°С)

Рг=Р/Ркр, Тг=Т/Ткр

Ркр - (критическое давление воздуха) = 38,5 ат

Ткр < Т - 133К<203К

Рг=1/38,5 = 0,026, Тг= 203/133 = 1,53

0,026 < 2/3 1,53, 0.026<1,02 -Те соблюдается условие, при котором X не зависит от давления и, следовательно, организовывать вакуум в показанном диапазоне давлений не имеет смысла

При среднем вакууме, в диапазоне давлений 0,0013-0,0013 10"3 ат еще действуют законы для идеального газа, и тогда X можно представить в виде

" \Fjrd4 110 КТ л~ ^с13№Р2

где Я - универсальная газовая постоянная, Тг- температура воздуха в корпусе зонда, Р2 - давление воздуха в корпусе зонда, N3 - 6,022 1023 - число Авогадро, ¿1 - диаметр молекул

Исходя из того, что в результате действия законов для идеального газа при постоянном объеме Т2/Р2 = Т1/Р1, а остальные члены приведенного выражения - константы, то изменение давления в указанном диапазоне слабо оказывает влияние на значение коэффициента теплопроводности и, следовательно, в этом диапазоне давлений организовывать вакуум для термоизоляции корпуса зонда также не имеет смысла При высоком вакууме, в диапазоне 0,0013 10 3-0,0013 10'7, X практически пропорциональна давлению, а при еще более высоком вакууме, приближается к нулю В результате был сделан вывод, что для обеспечения термоизоляции корпуса криозонда необходимо или обеспечить высокий вакуум, или экспериментально определить величину зазора между трубками корпуса с воздухом нормального давления, достаточного для термоизоляции Эксперимент показал, что при нормальном давлении воздуха в межстеночном пространстве, уже при

зазоре между трубками 0,4 мм температура наружной трубки составляет около 0°С, и с увеличением зазора температура наружной трубки повышается

Исходя из приведенных теоретических и экспериментальных данных, было принято решение изготавливать криозонды с двойным корпусом, заполненным воздухом с нормальным давлением, и зазором между трубками около 0,5 мм Низкая температура корпуса зонда, контактирующего с тканью (около 0°С) полезна, г к , не приводя к деструкции ткани, она может оказывать местное гемостатическое действие

Теоретически был определен необходимый диапазон давлений воздуха при прокачке ацетона через криозонд Главным условием приняли сохранение ламинарности потока ацетона в каналах зонда, т к нежелательное избыточное давление можег приводить к турбулентности потока ацетона с ухудшением контакта хладоносителя со стенками охлаждающей камеры Исходя из преобразованного выражения универсальной формулы Всисбаха - Дарси, потеря давления жидкости Р1-Р2 на отрезке трубчатого канала, диаметром с! и длинной Ь при скорости движения жидкости уср равна

где ц - динамическая вязкость ацетона

В связи с тем, что ацетон после криозонда выливается в большую емкость - Рг=0, р=ир, где и- кинематическая вязкость, р - плотность, тогда р _ 32^_(2_к_ уср

у1р находим из критерия Рсйнольдса

, _ 32 УР 1. сР

С учетом того, что ламинарность потока сохраняется при значениях критерия Рейнольдса Яе<2300 и динамическая вязкость ацетона = 0,322 мПа с, давление для сохранения ламинарного режима должно быть Р<2 2 Кг/см2

Исходя из приведенных теоретических предпосылок, был создан криохирургический прибор (патент РФ № 2115377, 1908), основными элементами которою являются холодообменник (1) и криозонд (3) (Рис 1) Применяемые криозонды представляют собой канюли до 200 мм длинной и диаметрами от 1,5 мм до 6 мм Корпус зонда двойной с межстеночным зазором около 0,5 мм Охлаждающие камеры в зондах (4) изготовлены тех же диаметров, что и корпус зонда, но в зависимости от назначения зонда разной длины Хладопоситель может поступать в охлаждающую камеру по тонкой внутренней трубке или по зазору между внутренней трубкой и корпусом зонда Холодообменник состоит из термостатированного резервуара для сухого льда (5), в котором расположены две цилиндрические емкости для ацетона

Криозонд соединяется с емкостями через конусные разъемы (8) с помощью тонких шлангов из фторопласта (7) Воздух под давлением может подаваться компрессором (10) в одну из емкостей, в зависимости от положения переключающего краника (11) Контроль температуры и давтения воздуха осуществляется прямопоказывающими приборами в бчоке управления (9)

Для получения на конце зонда низкои температуры в резервуар с охлажденным ацетоном подается воздух под давлением окото 1 атмосферы Под действием давления ацетон, охтажденпый до -79°С, поступает по центральной трубке в охлаждающую камеру и затем по зазору между корпусом и центральной трубкой поступает к пустую емкость холодообменника Для повторения цикла охлаждения краник переключается, воздух подается во вторую емкость, и ацетон прокачивается в обрашом направлении Эш циклы по мере необходимости можно повторять, меняя направление подачи ацетона в охлаждающую камеру В качестве датчика температуры использован микротермистор (6), встроенный в охлаждающую камеру Показания термистора выводятся на прибор, отградуированный в градусах Цельсия в диапазоне ±100°С с погрешностью ±0,5°С

Измерения температурных параметров зоны замораживания производились на яичном белке. Данное вещество по своим физическим свойствам (плотности, теплопроводности, теплоемкости к др.) близко к нормальной мозговой ткани и поэтому может считаться адекватной моделью. На рисунке (Рис.2) представлена кривая радиального распределения температуры, измеренная в зоне замораживания (а) и типичная кривая зависимости температуры криозоида от времени при проведении криодеструкции (б). Кривые измерен 1.1 термоизмерителем от криозонда с охлаждающей камерой диаметром 2,5 мм, при использовании для криодеструкции холодообмешшка с объемом емкостей хладоносителя -100 см3.

А Б

Рис.2 Распределение температурь: радиально стенке охлаждающей камеры (А) и зависимость температуры зонда от времени при криодеструкции (Б).

Из рисунка (Б) видно, что скорость охлаждения составляет около 10 Град/с. Зона (а) -это зона обратимого воздействия, о это время удерживается температура около -20°С для определения физиологического отклика на воздействие. Зона (Ь), состоящая в данном случае из двух циклов, предназначена для осуществления криодеструкции ткани. В этой зоне поддерживается температура около - 70°С, экспозиция деструкции обеспечивается количеством циклов, в приведенном случай длительность одного цикла составляет около минуты. Далее идет самопроизвольное нагревание зонда до температуры окружающей ткани. Очень важно, что всеми зонами этой зависимости, кроме зоны (ф, можно активно управлять.

Важной особенностью криоприбора является возможность регулирования температуры криозонда изменением давления компрессора. На рисунке (Рис. 3) приведена

измеренная на модельной среде зависимость температуры криозонда от давления, под которым подается ацетон в охлаждающую камеру

Рис 3 Зависимость температуры криозонда от давления компрессора Перед применением криоприбора в клинике, нами была проведена серия экспериментов на биоло1 ических объектах (ш vivo) с целью решения следующих задач

1 Определение пространственных параметров зоны замораживания, образующейся в нормальной мозговой ткани,

2 Измерение скорости объемного кровотока в зоне замораживания и на различных расстояниях о i границы ледяной сферы,

3 Определение характера и размеров первичного некроза, образующегося в нормальной мозговой ткани после оттаивания ледяной сферы

Опыты проводи чись на беспородных собаках - самцах весом от 7 до 12 кг, в центральной научно-исследовательской лаборатории С -Петербургского государственного медицинско1 о университета

Показатели минутного мозгового кровотока (ММК) снимались па лабораторной установке методом водородного клиренса до, во время и после криодеструкции локального участка мозга В качестве датчика ММК использовался витой четырехканальный электрод, сделанный из четырех фрагментов изолированной фторопластом платиновой проволоки Активные поверхности на каждом фрагменте дтиной 1мм располагались на расстоянии 1, 2, 3 и 4 мм от конца электрода Параллельно, с помощью мипографа, измерялись показатели артериального давления (АД) и центрального венозного давления (ЦВД)

Для криодеструкции использовался зонд диаметром 2,5 мм с контролем температуры в охлаждающей камере Температура вбтизи криозонда измерялась с помощью миниатюрного герморезистора В опьпах измерялись показатели ММК и распределение температуры радиально оси криозонда в зоне образования ледяного массива и за его пределами Порученные результаты приведены в Табчице 1, где L мм - расстояние терморезистора от оси зонда, Т°С - температура в точках нахождения терморезистора, R кОм - сопротивление терморезистора в точках измерения, (}фон - значение ММК до замораживания, Qt - значение ММК при замораживании и сразу после оттаивания, Qtl -значение ММК через 30 минут после оттаивания Показатели системного артериального давтения и центрального венозного давления экспериментальных животных во всех случаях находились на неизменном физиологическом уровне до воздействия, во время и после криодеструкции локального участка мозговой ткани Из этого можно заключить, что криодеструкция не оказывала существенного влияния на центральную гемодинамику

При замораживании все электроды, находящиеся в области ледяной сферы показывали снижение кровотока до нуля Через 30 минут после оттаивания мозговой ткани в большинстве случаев в области, подвергнутой замораживанию, кровоток пе восстанавливался Это можно объяснить локальным спазмом мелких сосудов, их эмболизацией, тромбозом или разрушением В одном случае имело место появление кровотока на более низком уровне, что, по-видимому, объяснимо возобновлением тока крови по крупным сосудам после опаивания "ледяного тромба"

Особый интерес представляет гемодинамика и изменение температуры в

перифокальной зоне замораживания В момент замораживания отмечалось параллельное снижение температуры и ММК Величина зоны со снижением кровотока от 0 по краю ледяной сферы до исходного за пределами участка гипотермии составляла 2-3 мм После оттаивания в этих участках мозга, ММК достаточно быстро восстанавливался Именно в этой зоне можно ожидать временного гемостатического эффекта

Ь мм ТиС Я ком 0 фон 011

Воздух +23 3,12

15 +25 2,72

10 +23 3,12

9 +22,6 3,3

8 +22 3,5

7 +21,8 3,83

б +20,6 4,10 12,0 12,0

5 +8,5 7,90 18,0 10,0 8,0

4 -6,7 лед 9 18,0 0 6,0

3 -14 лед 20 14,0 0 0

2 -29 лед 37 7,0 0 0

1 -70 лед 260 0 0

Табл 1 Распределение температуры и уровня мозгового кровотока в зоне замораживания

и 20 О

л 20 о.

ео ■80

Рис 4 Распределение температуры в мозге животного радиально оси криозонда

Полученные результаты проведенных исследовании показали, что локальная криодеструкция белого вещесгва мозга объемом ~1 см3 в остром эксперименте у собаки на стыке лобной, теменной и височной долей

а) не оказывает практически никакого влияния на центральную гемодинамику,

б) значения ММК в перифокачьнои зоне криовоздействия снижается, однако, через 30 минут после оттаивания ткани мозга отмечается 1енденция к восстановлению исходных значений ММК,

в) непосредственно в зоне образования ледяной сферы ММК не восстанавливался через 30 минут после оттаивания, за исключением одного случая и не до начального уровня

Морфологические исследования ткани, подвергнутой криодеструкции, показали, что применение криозонда с температурой воздействия -70°С приводило к тотальному разрушению замороженного объема ткани, формированию асептического крионекроза При микроскопическом исследовании ткани мозга после криодеструкции выявлены изменения в мелких сосудах (артериолач, венулах, капиллярах) При резком снижении температуры возникала их окклюзия вследствие криогенного тромбоза Сосудистая стенка артериот и веиул подвергалась крионекрозу, вокруг сосудов образовывались мелкие диапедезивные кровоизлияния, которые не выходили за зону ледяного массива Крио1енный тромбоз в

мелких сосудах приводил к прекращению интраоперационного кровотечения, чго отмечалось во время открытых оперативных вмешательств Зона деструктивного воздействия на ткань мозга имела достаточно четкие границы, перифокальный клеточный отек в ближайшее время после воздействия был не выражен и распространялся не более, чем на 1-2 мм Линейные размеры полученного крионекроза отличались от размеров ледяного массива, полученного при тарировании зондов на яичном белке не более чем на 1 мм

Полученные экспериментальные данные послужили обоснованием возможности применения разработанною метода для локальных деструктивных воздейС1вий на ткани мозга

Криохирургический метод и разработанная аппаратура в течение 14 лет применялись в функциональной и в нефункциональной сгереотаксической нейрохирурши С применением этого метода в институте мозга человека РАН были проведены около 400 функциональных стереотаксических операций (более 1000 деструкции) у больных, страдающих паркинсонизмом, эпилепсией, некоторыми формами психопатологических расстройств (абсессивно-компульсивный синдром, болезнь Туретта), неукротимыми болями, хронической паркозависимостыо На базе нейрохирур1 ических клиник ИМЧ РАН и военно-медицинской академии с применением криометода проведены 72 стереотаксические и 67 открытых операций по поводу опухолей мозга, а также 76 трансфеноидальных криогипофизэктомий Кроме этого, метод внедрен в клиническую практику еще 16 нейрохирургических отделений клиник нашей страны и ближнего зарубежья

На основании накопленного опьгы проведенных криохирургических операций были сдетэны следующие выводы относительно разработанного криометода

Досгоинс1ва.

1 Это малоинвазивныи метод, что минимизирует такие осложнения хирургии, как боль и крово1ечсние,

2 Большая вероятность успеха вмешатсльс1вл но сравнению с обычной хирургией,

3 Укороченный послеоперационный период,

4 Отсутствие кумулятивного эффекта, поэтому процедура в случае необходимости может быть повторена без особого вреда для пациента,

5 Совместно с криохирургией может использоваться любой друюй метод (радиационный, общехнрургическнй, химиотерапия),

6 Метод ¡11.14111 слыю дешевле в обеспечении и эксплуатации, а также безопаснее для персонала по сравнению с другими методами, применяемыми для аналогичных целей

Недостатки1 Отсутствие надежных иашсшческих данных об отдаленных результатах криохирургических вмешательств

2 2 Электрические методы воздействия на ткани мозга

1) Высокочастотная гипертермия Нами разработан прибор, позволяющий осуществлять высокочастотную гипер1ермию от генератора с частотой 250 Кгц и с регулируемой мощностью до 20 Вт Нагрев осуществляется с помощью биполярного электрода с встроенной в него медь-константановой термопарой, потенциал от которой измеряется с помощью автоматического потенциометра с записью на диаграмной ленте Предусмотрена возможность переключения прибора на низкочастотный генератор, позволяющий посредством того же биполярного электрода проводить электростимуляцию биполярными импульсами в диапазоне до 200 Гц при токе 1-11 мА Прибор использовался для локальной деструкции ядер таламуса и медиального членика бледного шара при лечении паркинсонизма

Деструкция ограниченного объема ткани мозга осуществляется поддержанием температуры в этом объеме в диапазоне 60-70°С в течение трех минут При длительном воздействии такой температуры, клетки тканей мозга гибнут в результате некроза цитоплазмы, разрушения клеточных мембран, нарушения кровообращения в объеме воздействия

Достоинствами этого метода являются простота в эксплуатации, доступность, возможность многоцелевого использования электродов, возможность практически мгновенного прекращения воздействия в случае острой необходимости

Из недостатков метода самыми существенными являются 1) вероятность повреждения сосудов головного мозга, что может принести к кровоизлиянию, или спровоцировать образование аневризмы, 2) малые объемы деструктивных воздействий, что ограничивает показания к его применению 3) невозможность оказания тестовых обратимых воздействий на внугримозговые мишени В связи с этими недостатками метод высокочастотной гипертермии для сгереотаксических воздействий применяется ограниченно и только для функциональных операций

2) Анодный электролизис тканей мозга Для анодного лизиса используется стабилизированный источник постоянного тока и интрацеребрапьные долговременные многоканальные электроды из золота, толщиной 0,1 мм Площадь активной поверхности одного канала составляет 0,1-0,2 мм2 При силе тока 5 мА в одном канале электрода и экспозиции 300 секунд количество этектричества, прошедшее через зону деструкции составляет 1,5 кулона Эксперимент, проведенный на тканях мозга подопытных животных, показал, что при таком воздействий зона деструкции представляет собой ограниченный объем с линейными размерами 4-5 мм Метод применяется для локальной деструкции зон мозга как самостоятельный, гак и при сочетанном использовании с другими методами для лечения больных паркинсонизмом, эпилепсиеи психическими расстройствами и др

Метод обладает практически теми же достоинствами, что и высокочастотная гипертермия, кроме этого он может сопровождаться длительными электрофизиологическими исследованиями от имплантированных долговременных многоканальных электродов

К недостаткам следует отнести 1) большую вариабельность объемов деструкций при стабильных физических параметрах воздействия, 2) отсутствие обратной связи, с помощью которой можно было бы следить за процессом деструкции, 3) маленький диапазон объемов деструкций, 4) высокая вероятность повреждения сосудов мозга

2 3 Имплантируемые шогопные источники для целен радиоиейрохирургии Мировой опыт применения брахитерании в нейроонкологии показал, что по своим параметрам для целей внутритканевой нейрорадиохирургии наиболее пригодными являются источники на базе радиоактивного йода - 1-125 Однако Э1и источники обладают рядом недостатков, которые обусловили их ограниченное применение Совместно с сотрудниками Петербургского института ядерной физики им Б П Константинова РАН нами разработана технотогия изготовления имплантируемых источников низкоэпер!етического Гамма-излучения на базе радиоизотопа Те-125ш с параметрами, близкими к параметрам 1-125 (Патент РФ № 1570539, 1993) Использование в качестве радиоактивного материала Те-125т вместо 1-125 позволяет значительно упростить технологию их изготовления В качестве исходного ма!ериала в данном случае используется Те-124 высокой очистки Основные операции по изготовлению источника проводятся с неактивными материалами, и только после сборки источника проводится его активация на ядерном реакторе с целью получения Те-125т по ядерной реакции Те-124 (п,у) Те-125т Все партии источников, изготовленных на базе реактора ПИЯФ, были подвергнуты тщательному спектральному и дозиметрическому анализу На рисунке (Рис 5) представлен спектр гамма-излучения источника Те-125т в рентгеновском диапазоне энергий Сравнение показало практическую идентичность потученного спектра со спектром источника па базе 1-125 В нем также присутствуют линии рентгеновского Ка. и Кр. изтучения теллура с теми же энергиями и линия гамма-излучения Тс-125т с энергией 35,46 КэВ Сходство обеспечено близкими характеристиками распада этих радионуклидов

Для исследования дозиметрических характеристик источников проводились измерения кривых дозного поглощения в тканеэквиваленшой поглощающей среде Измерения проводились с помощью термолюминесцентного дозиметра с детекторами ТЛД-1лР В качестве поглотителя использовался разъемный блок из материала Мк-Э, в центре которого располагался источник, а вокруг него по развертывающейся спирали десять детекторов ТЛД (1-Х) на расстояниях 2-60 мм Измерения проводились 6 раз в течение 4 месяцев Для этого

с промежутком около 20 дней собирался поглотитель с источником и детекторами По истечении 24 часов детекторы извлекались, и по их показаниям определялась поглощенная в течение суток доза в месте их расположения На рисунке (Рис 6) приведены радиальные дозные распределения вокруг источника Те-125т, измеренные б раз в течение 4 месяцев

V® 27 2 27 4 КЭВ

Т» 35 «8

» "Т ? 1 « I я к

Рис 5 Спектр гамма-излучения источника на базе Те-125т (рентгеновский диапазон)

Рис 6 Радиальные дозные распределения от источника Те-125т На основании спектрометрических и дозиметрических исследований был сделан вывод - с помощью разработанной технологии получены источники низкоэнсргетического I амма-излучения по своим физическим параметрам пригодные для внутритканевой радиохирургии

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКА

1 Рабочий радионуклид Те-125т, Е=28 КэВ, Т=60 дней,

2 Исходный материал - диоксид теллура, с содержанием Те-124 - (90,8%),

3 Количество исходного материала в источнике около 3 мг,

4 Капсула закрытого источника выполнена из титана, внутренний диаметр 0,7мм, внешний 0,8 мм, длина 3,5 мм,

5 Способ герметизации - лазерная сварка,

6 Облучение источников в канале реактора с плотностью потока тепловых нейтронов 1014 п/см2с в течение 10-15 дней, дает возможность получения источников с активностью до 5 мКи,

7 Через 15 дней вклад в общую активность примесных радионуклидов составляет <0,5%,

8 Основной вклад в суммарную активность вносит Те-125т с удельным значением 1-1,5 мКи/мг,

9. Гамм а-постоянная Те-125т - 1.28 Рсм2/ч, мКи;

10. Суммарная поглощенная доза от источника около 100 Гр/мКи на расстоянии 6 мм от его центра.

Экспериментальное исследование параметров воздействия радиоактивных источников Те-12 5т на ткани мол а (in vivo).

С целью определения характера воздействия источников Te-125ni на биологическую ткань, нами был проведен биологический эксперимент на животных -полугодовалых быках. Учитывая приоритетную ценность метода для нейрохирургия, тканыо-мшпеяью был иыбраи головнщ мтау. После стандартных нейрохирургических манипуляций с получением трепан анионного фрезевого отверстия опытным животным имплантировали в мо-зг источники, оставляя их на разной глубине погружения -соответственно на 0,5 см, 1 см, 2 см, 3 см и 5 см от коры. Наблюдение за состоянием животных включало клинико-гематологическое исследование, оценку поведения и моторики с интервалом в 2 недели.

В течение 4 месяцев заметных нарушений поведения, моторики не наблюдали, за исключением одного животного, поведение которого изменилось спустя два месяца после имплантации, оно ослепло и перестало принимать пищу. Животное по истечении трех месяцев после имплантации источника отдано на убой, при вскрытии обнаружено, что капсула (имплантированная на глубину 5 о.ч) находилась на 1 см выше и литерал ьнее хиазмы зрительных нервов.

По истечении 4 месяцев остальные животные отданы на убой, черегга некрыты. Во всех случаях макроскопических изменений поверхности головного мозга не обнаружено. Суммарная поглощенная доза от имплантированных источников составила 375 Гр. на расстоянии б мм от их центров.

Рис.7 Микропрепарат участка мозга животного, непосредственно прилежащего к источнику Те-125т.

Во время эксперимента у 4 животных не было обнаружено никаких клинических изменении. Очаговой симптоматитики, изменений двигательной активности либо каких-нибудь других повреждений гомеостаза и мозга в целом не наблюдалось. Из этого факта МОЖНО сделать вывод, что воздействие достаточно локально.

На основании клинических и лабораторных наблюдений за животными, а также анализа макро- и микропрепаратов, были сделаны следующие выводы:

-Клинические проявления воздействия Имплантированных источников на организм животных в целом не выявлены;

- Имплантируемые источники в титановой капсуле нетоксичны для вещества мозга и не вызывают неспецифических реакций со стороны организма;

В окружности капсулы отмечено развитие некроза до полости размером 5x8мм;

Характер специфических повреждений стандартен для имплантируемых низкоэнергетических источников;

- Зона деструкции хорошо локализована (Рис 7), что позволяет проводить прицельное воздействие на мишени;

- Поскольку воздействие ионизирующего излучения является ¡«специфичным для живого организмы, морфологические признаки данного рода поражений универсальны для различных воздействий. Таковыми являются:- репаративно-продуктйвный васкулит; -демиелипизация;- пролиферация микроглии. Обращает на себя внимание отсутствие, либо задержка репарационных процессов, вызванная длительным воздействием ионизирующего излучения, разрушающего образующуюся капсулу.

Исследованные физические параметры и экспериментально полученные гистологические данные дали основание сделать вывод о пригодности источников на базе изотопа Те-!25т для локального деструктивного воздействия на мозг человека. Глава 3 Стерео т аксичешие системы ннвашвиого егере »та к сися: Для решения задач ни паз и иного стереотаксиса были разработаны две стереотаксические системы - НИЗАН н 1ЮАНИК, предназначенные для использования их с современными интраскопическнми установками при подготовке стереотаксических операций, и проведения этих операций в условиях нейрохирургической клиники

3.1 Система НИЗАН ( патент РФ №2125835, 1999)(Рие.8) предназначена в большей степени для проведения нефункциональных стереотакенческих операций.

.Рис. 8 Схема стереотжксяческого манипулятора системы НИЗАН, сборка 1(a); сборка

2(6); сборка 3(п).

Сборка 1 - подготовка к томографическому исследованию с атравматичной и жесткой фиксацией головы ;

Сборка 2 моделирование наведения инструмента настерсотаксическом фантоме;

Сборка 3 - введение инструмента в мишень при атравматичной и жесткой фиксации головы.

Для разделения во времени подготовительных этапов и самой операции используются индивидуальные маски из термопластика «Поливик» с оттиском зубон пациента, которые позволяют атравматично и воспроизводимо фиксировать голову при томографическом

исследовании и в ходе операции Манипулятор НИЗАН (как и другие аппараты компьютерного стерсотаксиса) выполнен в виде совокупности отдельных функциональных узлов, которые могут соединяться в различных вариантах сборки (Рис 8) в зависимости от реализуемого этапа процедуры

Локализация внутримозговои мишени с помощью КТ и наведение на нес етереотаксического инструмента осуществляется следующим образом Голова пациента фиксируется маской на аппарате в положении сборки 1, подается в гентри томографа и производится сканирование Из полученных томограмм выбирается одна, наиболее информативная для внутримозговой мишени На этой томограмме кроме изображения среза головы пациента получаются срезы локапизатора ав и с1к (Рис 9) На изображении среза головы ставится точка 1, обозначающая центр сюреотаксическои мишени Между изображениями срезов локализатора проводится линия ас1, к которой затем проводится перпендикуляр После этого, устанавливая курсор на точки, измеряются расстояния ас!, 1с, ас, аЬ, «1к, по которым определяются координаты точки-мишени I в плоскости сканирования Расстояние а<3 конструктивно постоянное, поэтому при его измерении осуществляется дополнительная проверка точности измерения расстояний с помощью программных возможностей томографа

Использование НИЗАН с позитронно-эмиссионным томографом производится по программе «адаптер» Контрастность боковых граней локализаюра создается путем размещения на них стальных трубок, заполненных на время исследования радиоактивным раствором с изотопом Ь18, с обьемной активностью около 0,01 тСг/гп!

Рис 9 Получение координатных данных с К1 и ПЭГ томограмм и преобразование их

в координаты фантома Для локализац",! внутримозговой мишени с помощью программы «адаптер» па серию ПЭТ томограмм пациента накидываются томограммы локализатора Применение для фиксации головы пациента индивидуальной маски обеспечивает неизменное положение головы пациента при исследованиях на КТ, МРТ, и ПЭТ, что позволяет совмещать полученные томограммы с целью повышения информативности исследований На рисунке (Рис 10) приведены ПЭТ (а), КТ(б) и совмещенные томограммы (в)

Полученные с помощью КТ или ПЭТ координатные данные преобразуются в систему координат фантома (сборка 2), на коюром производится моделирование внутримозговой мишени в системе координат фанюма

По завершении фантомного модепирования на вертикальной стороне фантома закрепляется вторичная рама с дугой (Рис 8 б) и, испотьзуя степени свободы наводящего устройства, производится нацеливание етереотаксического инструмента на имитатор точки-мишени После совмещения конца инструмента с имитатором точки-мишени, на инаруменге фиксируют ограничителем полученную на модели глубину ею погружения Затем вторичная рамка с дугой и направляющим устройством снимается с фантома и переносится на первичную рамку, закрепленную на основании аппарата (Рис 8 в) После

наложении фрезевот отверстия, инструмент погружается в мозг пациента на фиксированную глубину, при этом кончик инструмента совмещается с точкой-мишенью. Все описанные манипуляция основаны на возможностях компьютерного томографа и не требуют дополнительного программно-математического обеспечения.

а б в

Рис 10. Локализация внутри мозга вой мишени иа аппарате НИЗАН с помощью ПЭТ (а), КТ (б) и совмещение томограмм (в). На фантоме можно моделировать не только абстрактную точку-ми тень, но и структуру (новообразование) в целом, путем переноса ее томографического изображения 15 натуральную величину на вертикальную пластину. Набор нескольких изображений новообразования, полученных на серии томограмм, перенесенный на вертикальную пластину (каждой томограмме соответствует своя координата X на фантоме) позволяет моделировать опухоль в пространстве фантома и осуществлять объемное планирование воздействия на опухоль.

В случае применения для подготовки к стереотаксической операции магниторезонансного томографа, в произвольном месте на маске, фиксирующей голову пациента, закрепляются несколько контрастных меток (п), которые в дальнейшем используются в качестве ренериых точек. Относительно этих меток производится расчет координат точки-мишени в системе координат стереотаксического манипулятора. В зафиксированном положении голова пациента подается в ген три томографа и осуществляется стандартное сканирование На полученных томограммах отыскивается реперные точки, и определяются их координаты в системе координат томографа рй, У),2:), затеи идентифицируется ни утр им о ч го на я мишень, у которой также определяют координаты (X.У.7.). Координаты реперных точек преобразуются затем а координаты фантома @(рК Ур>. 2р1) н определяются координаты точки-мишени в системе координат фантома (Хф. Уф, ?.ф): Хф\ =Хр1-(Х-Щ- Уф! = УрЦУ-П); 2ф1 = 2ри$гИ) Хф= 1ХФ'''"; УФ"I Уф1/п; ¿ф=У ЪфУп

Параллельно вертикальной стороне фантома, па расстоянии Хф от нее, устанавливается вертикальная перемещаемая пластина фантома, и па ней обозначается точка, имитирующая точку-мпшень с координатами Хф Уф, 2ф. Далее наведение инструмента на мишень и проведение операции осуществляются так же, как после подготовки на КТ. Система НИЗАН обладает следующими положительными характеристиками: Высокая адаптивность - она может быть использована с любым современным ннтроскопическйМ устройством; универсальность возможность

использования как безрамную систему (атравматичное крепление) и как рамную (травматичное крепление); автономность манипулятор крепится иа собственную деку, поэтому он легко размещается на столе томографа и операционном столе. 3.2 Система ПО АНИК,

В результате совместных работ ИМЧ РАН н ЦНИИ «Электроприбор» была разработана и изготовлена стереотаксическая система «ПОЛ НИК», состоящая из

механического манипулятора «Ореол», програмно-математичсского обеспечения, томографических локализаторов и набора стереотаксического инструмента (Рис 11) Система изначально предназначалась для проведения точных операций на мозге с использованием многократных наведений на внутримозговые мишени, в основном при операциях функционального плана

В компьютерной стереотаксической системе "ПОАНИК" удалось добиться разделения процедур локализации стереотаксических мишеней и проведения стереотаксических операций, с помощью специальных устройств - стереотаксических локализаторов (Рис 12) Для MP Г используются точечные локализаторы, для КГ - точечные и диагональные локализаторы Стерсотаксический точечный локализатор представляет из себя легкую конструкцию, состоящую из пласшны в форме полудуги и трех перпендикулярно крепящихся на ней стержней, на которых располагаются реперные точки У точечных локализаторов, предназначенных для использования на МРТ (Рис 12-1), стержни заканчиваются шариками диаметром 4 мм, которые заполнены контрастным для томографа веществом - жидким маслом Для КТ в качестве реперных точек используются металлические шарики (Рис 12-2) Использование в качеств наполнителя шариков йодсодержащего масляного раствора позвочяет изготовить универсальный локализатор, реперные точки которого одинаково хорошо видны на КТ и МРТ томограммах Ila КТ может использоваться диагональный локализатор (А С СССР №1736438, 1992)(Рис 12-3), который представляет собой легкую конструкцию из оргстекла с ориентирующими линиями, контрастированными с помощью нихромовой проволоки, диамегром 0,3мм Локализаторы с помощью специального лотка и зубной оггискной массы крепятся на зубах пациента, создавая с помощью контрастных меток или линий локализатора общую с мозгом пациента систему координат При каждом прикусывании пациентом лотка с оттиском зубов, локализатор занимает строго одно и то же положение, воспроизводимое относительно черепа, а следовательно и мозга Все локализаторы крепятся па один лоток с оттиском зубов, что обеспечивает нахождение элементов локализаторов в одной системе координат с неизменными геометрическими параметрами относительно дру1 друга Это позволяет проводив с1ереотаксическую подготовку на ра)ных томографах (КТ, MP Г), сопоставляя затем результаты томографических исследований, что способствует повышению информативности диагностики Использование локализаторов в качестве внешней части координатной системы, надежно воспроизводимой в пространстве, позволило разделить процедуру стереотаксической операции на четыре независимых друг от друга этапа

Первый этап - томографическая подготовка к операции На этом эгапе проводится томографическая диагностика моз1а пациента с паралтельным определением координат реперных точек и внутримозговой мишени На втором этапе проводится компьютерный расчет - преобразование полученных на томографе координат в систему координат фантома Гретии этап - фантомное моделирование На этом эгапе, на фантоме создается модель головы пациента с обозначением реперных точек и точки - мишени Затем с помощью наводящего устройства на модель внутримозговой мишени наводится инструмент Четвертый oian - операция Наводящее устройство переносится на основание аппарата, закрепленное на голове пациента, сверлится фрезевое отверстие, и инструмент вводится на рассчитанную глубину, осуществляя там запланированное воздействие

Рис, 11 Схема стереотакснческого манипулятора ОРЕОЛ системы ПОАНИК. (а) - Основание аппарата (3) и локализатор (1); (б) - направляющее устройство (4,5) с дугой (7) и микроподачей (8); (в) - фантом (15) с ориентирующим устройством (10)

Рис.12 Локализаторы системы ПОАНИК.

ГЛАВА 4 Инвазивные стереотаксические нейрохирургические методики.

Стереотакснческие системы ПОАНИК и НИЗАН, обладая гибкой внутренней организацией, обеспечивают разнообразие в решении конкретных лечебных и исследовательских задач функционального и нефункционального стереотаксиса. Многокомпонентная гибкая методическая конструкция систем реализуется с помощью оригинальных стсрсотакеических манипуляторов. программно-информационного обеспечения (способов наведения И методов расчетной интраскопни), и комплекса с те реота кшческих инструментов.

С помощью разработанных стереотакснческих систем и методов локального воздействия проводились инвазивныс стереотаксические операции по поводу следующих заболеваний:

1. Функциональные заболевания - паркинсонизм, эпилепсия, неукротимые боли, психические расстройства (навязчивые состояния, болезнь Жиля де ля Ту репа, опиатиая наркомания)

2. Нефункциональные заболевания головного мозга - опухоли мозга, внутри мозговые гематомы, абсцессы и кисты.

Для осуществления этих операций нами были разработаны следующие инвазивныс клинические методики, технически обеспеченные специальным оборудованием и инструментами:

I. Стереотаксическая локальная крцодеструкщш. проводилась при лечении перечисленных выше функциональных заболеваний и при лечении опухолей мозга.

Лечение глиальных опухолей головного мозга является одной из сложнейших задач нейроонкологии, /(ля решения этой задачи чаще всего применяется комбинированный метод лечения, состоящий из хирург ической операции, химиотерапии и лучевой терапии.

Однако встречаются опухоли, которые расположены в Недоступных для открытого хирургического вмешательства местах, в связи с высоким риском послеоперационных осложнений. В таких случаях, как правило, ограничиваются проведением курса лучевой и химиотерапии, что малоэффективно* Средняя выживаемость при злокачественных глиомах, леченных консервативно, но данным ряда авторов составляет 14 - 17 недель. Альтернативой хирургического удаления при комбинированном лечении является стереотаксис, для которого характерна малотравматичность инвазии, высокая локальность и точность воздействий на структуру-мишень. С помощью стереотаксиса можно локализовать глубоко расположенные опухоли мало то размера и оказать на них локальное воздействие. При применении стереотаксиса на опухолях большего размера очень важно определить зону опухоли, воздействие на которую может привести к максимальному клиническому эффекту.

При диагностике глиальных опухолей с помощью позитронного эмиссионного томографа и рад и «фармпрепарата (РФП) 11С-Ь-метионина была отмечена однозначная зависимость накопления препаратов в тканях опухолей от их злокачественности (Медведев С.И. ¡997,1999; Скворцова Т.Ю. и др. 2002; Бродская З.Л. и др. ЖЗ.Костенников. Н.А. 2004. Nariai Г. et al 2005, Pirotte et al. 2004, Sungeun Kim el al. 2005, Van Laere K. et al. 2005) На рисунке (Рис.13) приведены л слученные гремя авторами зависимости индекса накопления фармпрепарата от злокачественности новообразования.

АСЦ-11 AHACLHTI ГЁ-IV

Рис. 13 Зависимость индекса накоплении 1|С-метиошша от вида заболевания.

Повышенное накопление препарата происходит в результате гипермегаболизма аминокислот в опухо.тевь:х клетках, сопровождаемого активной пролиферацией.

Было отмечено также, что чаще всего РФП в глиальных опухолях накапливается неравномерно, в объеме опухолей есть зоны максимального накопления препарата, т е активно пролиферирующие зоны, которые шрают основную роль в динамике роста опухоли Определение этого феномена привело к выводу, что в случае стереотаксической деструкции опухоли, следует разрушать, прежде всего, зоны максимального накопления фармпрепарата, т с зоны активной пролиферации Особенно оправдан такой подход при глубоко расположенных опухолях большого размера, когда невозможно провести тотальную деструкцию всего объема из-за опасности возникновения массированного отека мозга В эгом случае частичное воздействие на наиболее активную часть опухоли позволяет замедлить или остановить процесс ее роста Такой подход менее травматичен, чем с применением резекции опухоли на первом этапе ее лечения, что даег возможность начать комбинированное лечение с оперативного вмешательства и в то же время в значительной степени сохранить качество жизни пациента В результате нами была разработана методика локализации пролиферашвно-активных зон опухолей мозга и их стереотаксической деструкции (патент РФ №2250087, 2004)

Методика заключается в следующем Нейроонкологический больной поступает в клинику с данными К1 или МРТ исследований и выявленным новообразованием мозга Если по внешним признакам новообразование подпадает под категорию, пригодную к стереотаксическому лечению, то следующим этапом проводится томографическая подготовка пациента на КТ, МРТ или ПЭТ с применением стереотаксических систем Если обьем опухоли не превышает 20см3, планируется ее тотальная деструкция Форма и обьем деструкции, а также количество и расположение траекторий введения зонда выбираются оптимальными, исходя из соображении максимальной сохранности пациента Если объем опухоли превышает 20см1, и препарат при ПЭТ исследованиях накапливается в опухоти неравномерно по ее объему, то зона его максимального накопления определяйся в качестве виутримозговой мишени Мишень локализуется с помощью стереотаксических расчетов, проводится планирование воздействия на эту зону, исходя из ее геометрических размеров и размеров одной криодеструкции, а затем проводится стереотаксичсская операция Перед первой криодесгрукциеи осуществляется биопсия опухоли и в место взятия биоптата имплантируется титановый маркер После проведения цитологического экспресс-анализа опухоль подвергается криодеструкции Тактика проведения стереотаксических вмешательств при лечении опухолей мозга представлена на схеме 1 Таким образом, при больших объемах опухоли, когда невозможно провести тотальную деструкцию новообразования (Рис 14), мы проводили частичную стереотаксическую криодеструкцию только пролиферативно-активных зон (Рис 15) Суммарный объем частичной деструкции составлял от одной четверти до одной трети общего объема опухоли При лом скорость опухолевого роста, судя по данным периодически проводимых контрольных MPI и ПЭТ-исследований, существенно замедлялась, в ряде случаев удавалось достичь стабилизации и прекращения дальнейшего роста опухоти

Это давало возможность в дальнейшем перейти на другие этапы комбинированного лечения - химиотерапию и лучевую терапию В ближайшем послеоперационном периоде у пациентов практически не отмечалось нарастания очаговой симптоматики На месте очагов криодеструкции в послеоперационном периоде происходило формирование некроза, а затем ликворных кист, размеры которых, как правило, несколько увеличивались с течением времени На Рис 16 приведен пример лечения глиалыюи опухоли мозга (анапластической астроцитомы), где в качестве первого этапа комбинированного лечения применена частичная крнодеструкция опухоли с учетом ее пролиферативной активности

Рис. 15 Частичная криодеструЯшя опухоли. Локализация с помощью ПЭТ и аппарата НИЗАН нролиферативно-ахтивных зон опухоли и результат их криодеструкции.

Рис. I б Диагностированная на МРТ опухоль мозга - анапластическая астроцитома(а), результат лечения через год (б) и через 6 лег (в)

Описанный метод лечения глияльных опухолей обладает следующими преимуществами;

1. Метод позволпет проводить оперативные вмешательства на опухолях, которые невозможно оперировать традиционными нейрохирургическими методами;

2. Метод позволяет выявить и деструктировать наиболее пролнферативно-активную зону опухоли;

3. Позволяет получать положительный результат лечения, подвергая деструкция не век» опухоль, а только часть ее объема;

4. Позволяет остановить или замедлить роет опухоли, что даст возможность перейти па другие этапы комбинированного лечения заболевания;

5. Позволяет учитывать индивидуальные особенности анатомии мозга пациента и проводить лечение опухолей вблизи функционально опасных зон;

6. Повышает эффективность лечения опухоли при меньшей травмятнзация

мозга, что способствует сохранению качества жизни пациента

2 Стереотаксическая эвакуация гематом, абсцессов, кист Эта методика применялась при лечении геморрагических инсультов, посттравматических гематом и абсцессов Для системы ПОАНИК была разработана методика ургентной подготовки к операции с помощью КТ, с маркировкой внутримозгового образования накожными маркерами, расположенными в аксиальной плоскости (Патент РФ № 2257178, 2005) Методика значительно сокращает время подготовки и проведения операции

3 Стереотаксическая биопсия проводилась с целью уточнения диагноза при лечении новообразований мозга В институте мозга человека для биопсии использовались стереотаксические системы с оригинальной биопсиипой канюлей собственной разработки Наведение на мишень осуществлялась с ПЭТ и МРТ под1 отовкой

4 Стереотаксическая вентрикулопункция проводилась с помощью системы НИЗАН для контрастирования желудочков мозга в диагностических целях

5 Стереотаксическое шунтирование кист и желудочков мозга проводилось при выраженном гипертензионном синдроме в результат гидроцефалии и злокачественного кисгообразования Шунтирование осуществлялось с помощью сис1емы НИЗАН с КГ подготовкой

6 Стереотаксическая навигация - Цель навигации заключается в определении оптимальной, наиболее безопасной, траектории подхода к новообразованию во время открытой нейрохирургической операции С помощью стереотаксической системы НИЗАН, исходя из данных томографического исследования, по заранее запланированной траектории в мозг по направлению к опухоли имплантируется катетер-трассер, который в таком положении фиксируется Затем, ориентируясь по установленному катетеру, неирохирург осуществляет доступ к новообразованию и удаляет его Метод позволяет обозначить точный, наименее травматичный доступ к новообразованию, обеспечивая, таким образом, малотравматичность и эффективность проведения открытой нейрохирургической операции

7. Имплантация радиоактивных источников и долговременных электродов -Долговременные электроды стереотаксически устанавливались в функционально значимые структуры для уточненного диагноза при лечении эпилепсии Радиоактивные источники имплантировачись в опухоли мозга

8 Интраоперационное измерение субкортикогралш - При лечении эпилепсии по траектории доступа к функционально значимой структуре измерялись субкортикограммы с помощью биполярного электрода и энцефалографа Эта методика позволяет в некоторых случаях уточнить положение эпилептет енного фокуса и повысить эффективность операции II - НЕИНВАЗИВНЫЕ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ГЛАВА 5 Дистанционная стсреотаксичсскап радиохнрургия

Эта часть работы выполнена автором в ЦНИРРИ МЗ СССР

Для стереотаксической радионейрохирургии использовались узкие пучки протонов с энергией 1000 Мэв синхроциклотрона ПИЯФ РАН Применение для медицинских целей протонов столь высокой энергии потребовало решения следующих задач 1) Теоретически и экспериментально обосновать возможность использования протонов такой энергии в целях дистанционной радионейрохирургпи, 2) Разработать и изготовить дозиметрическое оборудование, пригодное для pa6oiw на таких пучках, 3) Разработать и изготовить специальное оборудование для ротационно-конвергентного облучения внутримозговых мишеней, 4) Исследовать параметры сформированных протонных пучков и дозных полей, 5) Разработать методики стереотаксической локализации внутримозговых мишеней и центрирования их на пучке протонов

Основным препятствием исподьзованию в медицине протонов с энергией 1000 МэВ могло считаться наличие вторичных компонентов излучения, рождающихся в результате ядерных взаимодействий протонов с ядрами поглощающего вещества Поэтому были проведены теоретические и экспериментальные исследования пространственного распределения и относительной биологической эффективности излучения В приближении однократного рассеяния были рассчитаны дозные распределения от первичного точечного пучка протонов и сопутствующих ему вторичных протонов и нейтронов На рисунке (Рис 17)

приведены полученные теоретически пространственно-энергетические спектры вторичных протонов и нейтронов и дозные распределения от них (Рис 18)

а б

Рис 17 Пространственно-энергетические спсктры вторичных нейтронов (а) и протонов(б)

На основании полученных теоретических данных на периферии начального пучка прогонов при прохождении его через поглотитель следовало ожидать увеличения относительной биологической эффективности, г к в этой области поглощенную дозу обеспечивают в большей степени вторичные протоны и нейтроны

Для определения специфичности действия протонов с энергией 1000 МэВ и сопутствующего вторичного излучения на биологические объекты были проведены биологические эксперименты на нескольких тестах Наибольший интерес представчяют исследования, выполненные на гаплоидном прототрофном штамме дрожжевых клеток по тесту Ь0-50 Этот биологический тест оказался наиболее удобным для работы на узких пучках ускоренных протонов 1) Материал можно использовать в очень малых количествах, почучая при этом достаточно объемный статистический материал, 2) Дрожжами легко повторять форму и объемы, применяемых дозиметрических датчиков, что снижает погрешности за счет их разной геометрии, 3) 1ес1 выживаемости дрожжевых клеток имеет чиненную зависимость от поглощенной дозы в довольно большом диапазоне доз 10-100 Гр, 4) Тест имеет однозначную зависимость ог линейных потерь энергии излучения в диапазоне 5-100 КэВ/м Эти особенности позволили применить дрожжи в целях биодозиметрии, что дало возможность определить качественные характеристики исследуемого излучения На рисунке (Рис 19) приведены кривые зависимости выживаемости дрожжевых клеток от поглощенной дозы, измеренные в тканеэквивалентном фантоме на пучке протонов с

энергией 1000 МэВ с линейными размерами Д=14 мм (ширина на полувысоте) Отдельно исследовалась зона первичного пучка (а) и отдаленная периферия (б)

выжмяаеиость

0(Гр)

хю

г!Г 5о ЙГмп

Вьгкиогемостъ % хЮ

Рис 19 Зависимость выживаемости дрожжевых клеток от дозы протонного излучения (а - зона первичного пучка, б - периферийная зона с преобладанием вторичных компонентов

излучения )

Проведенные биологические исследования по нескольким тестам показали, что среднее значение ОБЭ в зоне первичного пучка равно 0,8б±0,05, а на периферии (расстояние более ЗЛ от центра пучка) ОБЭ равно 1,38 ± 0,07 Повышенное значение ОБЭ на периферии пучка протонов объясняется тем, что в этой зоне большую часть излучения составляют вторичные частицы (нейтроны, протоны, мезоны) с более высоким коэффициентом ОБЭ Однако повышенное значение ОБЭ на периферии не нарушает локальность действия протонных пучков, так как в исследуемой зоне поглощается менее 1% от дозы в центре пучка

Приведенные исследования дали радиобиологическое обоснование возможности применения узких протонных пучков с энергией 1000 МэВ для целей радионейрохирургии

Для осуществления двухосевого подвижного облучения областей головы человека был создан специальный стол (Рис 20) Стол предназначается для проведения радиохирургических вмешательств на внутримозговых мишенях человека Он представляет собой механическое устройство с пятью степенями свободы в месте расположения головы пациента - тремя поступательными движениями вдоль осей координат и двумя вращательными изоцелтрическими движениями вокруг осей У и Ъ

Рис 20 Схема с гола облучения

Для облучения виутримозговых мишеней пациентов применяется метод - напролет с ротационно-конвергентным способом формирования глубинных дозных полей путем двухосевой ротации объекта облучения относительно неподвижного пучка протонов Используются протонные пучки с начальной энергией 1000 МэВ с линейными размерами 3-6 мм (полуширина радиального дозного распределения) (Рис 21)

Рис 21 Схема ротационного облучения Главную роль в формировании глубинного дозного поля с локализованным максимумом па глубине играет вращение объекта вокруг оси Y на угол 2а, при этом точка его поверхности (С) описывает относительно пучка траекторию ABC При достижении крайней точки траектории (А) объект поворачивается вокруг оси Z на угол 2(5/п и пучок описывает траекторию KED Переход из точки А в точку D происходит со скоростью, значительно превышающей скорость поворота вокруг оси Y В результате, эта часть траектории оказывает мало влияния на формирование глубинного дозного распределения, в итоге отто суммируется из отдельных полей, потученных поворотами объекта вокруг оси Y на угол 2а

При повороте объекта на угол 2а через каждую точку оси (Y1) своим центром пройдет пучок с одним и тем же распределением, но с разной линейной скоростью Тогда распределение дозы вдоль оси X - Dm(x) можно выразить

,ах'

J D(Z)

Dm(x) = D(x) rj--

Где D(z) - функция распределения дозы в направлении z, а - уюл поворота объекта вокруг оси Y (рад), V - линейная скорость точки объекта облучения относительно оси пучка протонов, D(x) - функция распределения дозы вдоль оси пучка протонов при статическом облучении,

V= 2лх'ш

Где ю - угловая скорость поворота объекта облучения относительно пучка протонов, ч' - текущая координата точки

При распределении дозы в пучке, близком к нормальному закону

Dm(x)=D(x)—--

D(x) -слабо меняющаяся вечичина при прохождении пучком протонов с энергией 1000 МэВ толщин < 20г/см2 Экспериментально получено, что для пучков с Д = 4-5 мм и начальным утлом сходимости, равным 15'-20', с погрешностью <10% эту величину можно

принять за 1 С той же погрешностью ст2 и оу можно считать постоянными, равными их значению в точке О

Исходя из сделанных предпосылок, дозу в любой точке плоскости (ХУ) можно представить как произведение функции Бт(х) на функцию плотности нормального распределения вдоль оси У

/-ах' 1/ г у

о/ е" , .рг-^-р/

(>Л)Т ХЫ

Дозу в любой точке плоскости (х,г) с координатами X', 2' можно получить из выражения

С*(ху)=0(х)2 и -------

■ <Т2У(х'}2+

На рисунке (Рис 22) приведены нормированные в максимуме на 100% и представленные в виде последовательности изоуровней дозные поля, полученные теоретически в плоскостях ХУ и XX от пучка протонов с Ду и Аг - 6 мм, полученные одним поворотом объекта на угол 2а

Рис 22 Дозное распределение, сформированное одним поворотом вокруг оси У На рисунке (Рис 23) приведены схема двухосевою подвижного облучения и дозное распределение, измеренное в тканеэквивалентном фантоме, в плоскостях ХУ и Уг Распределение получено облучением фантома пучком размером Ду = Дг - 5мм с углами поворота 2а=54° и 2р/п=7° при п=10

В связи с тем, что мишени облучения, как правило, имеют разные размеры и форму, возникает необходимость дифференцированного подхода при их облучении, т е формирования дозиых полей сложных форм н различными размерами области высоких уровней доз Для получения дозных полей дру1 их размеров и форм применялись следующие методы

1 Стыковка двух и более обычно полученных полей с ротацией вокруг соответствующего количества полюсов При стыковке полей 50%-ми уровнями в направлении У или Ъ получаются поля округлой формы, при стыковке в направлении X получаются вытянутые поля

2 Эксцентричное ротационное облучение При этом методе ось протонного пучка (X), отцентрированного на центр мишени облучения (0), сдвинута относительно полюса ротации иола облучения (0'), и находится на некотором расстоянии от него (Я) На рисунке (Рис 241,11) полученное таким образом поле представлено изодозами в плоскостях ХУ и ХУ1 Как

видно из рисунка, в результате произведенного смещения область 50%-го уровня увеличилась и приобрела форму полумесяца В дозных полях, полученных таким образом, практически сохраняется градиент начального пучка в направлениях У и X

3 Комбинированный метод Для угаирения области высоких изодоз два поля, полученных смещениями полюса ротации в разные стороны и на равные расстояния о г оси пучка протонов, стыкуются на 50%-м уровне В результате получается поле, симметричное относительно оси X, значительно расширенное в области высоких доз и практически сохранившее градиент узкого пучка в направлениях У, 7 (Рис 24-Ш)

Рис 24 Дозные поля, полученные двухосевым ротационным эксцентричным облучением на пучке протонов с Дх=Л=6мм

ГЛАВА 6 Сравнительный анализ источников излучения, применяемых цчч дистанционной радпонеирохирургии.

В главе проведен анализ радиационных источников, применяемых для дистанционной стереотаксической радионейрохирургии Исследованы возможности источников с узкими пучками тяжелых заряженных частиц, установок Gamma-knife с источниками Со-60, и источников на базе линеиных электронных ускорителей с узкими пучками вторичных фотонов Показано, что наиболее предпочтительными физическими параметрами обладают источники тяжелых заряженных частиц, а лучшими эксплуатационными качествами обладают источники с узкими фотонными пучками

выводы

1 Сравнительный анализ трех инвазивных методов локального воздействия на ткани мозга - высокочастотной гипертермии, анодного лизиса и деструктивной гипотермии показал, что последний обладает предпочтительными биофизическими и медико-биологическими параметрами, позволяющими создавать строго локальные повреждения тканей мозга при сохранности крупных кровеносных сосудов Замораживание участка мозх а криозондом с температурой - 70°С при экспозиции >5 минут приводит к некрозу тканей мозга в замороженном объеме

2 Отмеченный при ПЭТ диагностике головного мозга синдром, присущий злокачественным образованиям, включающий их гиперметаболизм аминокислот и повышенную пролиферативную активность клеток, у глиальных опухолей в большом количестве случаев соответствует не всему объему опухоли, а преимущественно отдельным локальным зонам Биоисия этих зон наиболее объективно отражает морфологические особенности новообразования, а их стереотаксическая криодеструкция позволяет получать положительный клинический эффект при частичном разрушении опухолей большого объема

3 На основании физических и медико-биологических исследований показано, что разработанные имплантируемые источники низкоэнергетического Гамма-излучения па базе радионуклида Те-125т по своим параметрам отвечают требованиям, предъявляемым к подобным устройствам для брахитерапии новообразований мозга Источники обладают следующими преимуществами их изготовтение не требует обеспечения радиационно-защищенных условий, допускается реставрация распавшихся источников перезарядкой на ядерном реакторе, источники хорошо видны на рентгенограммах и КТ без использования специального контрастирования

4 Разработанные оригинальные стсреотаксические системы отличаются адаптивностью, универсальностью и автономностью относительно используемых интроскопических устройств, что позволяет разделить по времени и месту проведения процедуры компьютерной подютовки к операции и самой операции Благодаря этому, системы можно использовать в медицинских учреждениях, не оснащенных компьютерными томографами, используя для подготовки ботьных возможности диагностических центров Такая технология способствует более широкому применению малоинвазивной стереотаксической нейрохирургии для лечения заболеваний головного мозга

5 Стереотаксические исследования глиальных опухолей мозга с помощью магнитно-резонансного томографа и позитронно-эмиссионного томографа с иС-Ь-метионином показали, что зоны максимального накопления радиофармпрепарата при ПЭТ - диагностике опухолей, по форме и пространственному положению могут не соответствовать МРТ изображениям опухоли

6 Предлагаемые методы локализации внугримозговых мишеней с помощью ПЭТ, MPT, КТ и апгиографа позволяют планировать и эффективно проводить инвазивные стереотаксические операции, а также прицельное облучение этих мишеней методами дистанционной радиохирургии

7 Биодозиметрические и радиобиологические исследования, проведенные на пучке протонов с энергией 1000 МэВ, показали, что среднее значение ОБЭ на периферии (расстояние более ЗД от центра пучка) ~ в 1,5 раза выше, чем в зоне первичного пучка Повышенное значение ОБЭ на периферии не нарушает локальность действия протонных пучков, так как в исследованной периферийной зоне поглощается менее 1% от дозы в центре пучка Этот вывод послужил обоснованием возможности использования пучков протонов с начальной энергией 1 ООО МэВ в целях дистанционнои стереотаксической радиохирургии

8 Разработанные методы двухоссвого почвижного облучения внутримозговых мишеней узкими пучками высокоэнергетических протонов позволяют формировать хорошо локализованные глубинные дозпые поля разчичных размеров и сложных форм

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

1 Низковолос В Б , Конов Б А , Сеничев И Я , Карлин Д Л Дозиметрия протонов с энергией 1000 МэВ в медико-биологических исследованиях// Мед Радиология - 1975 - №5 -С 19-24

2 Карлин Д Л , Конов Б А , Низковолос В Б , Виноградов Б В , Кузнецов Э А Медицинский протонный тракт синхроциклотрона Ленинградского института ядерной физики// Мед Радиология -1975 - №7, С 13-19

3 Konnov В A, Nizkovolos VB, Karlin DL, Komarov EI, Kojina TN Radiobiologische Charakteristik fur das medizinische protonenbundel mit einer energie von lOOOMeV//Radiobiologie Radiotherapie -1981 -vol22-p 225-232

4 Концов Б A , Низковолос В Б , Шустин В А , Мельников Л А Первый опыт применения пучка протонов с энергией 1000 МэВ в лучевой терапии// Сб Советская онкология Под редакцией ак II H Блохина-М -"Медицина" -1981-С 99-101

5 Карлин Д Л , Коннов Ь А , Низковолос В Б , Абросимов H К , Воробьев А А , Куликов А В , Рябов Г А Состояние и перспективы развития медицинского протонного тракта на синхроциклотроне в г Гатчине // Мед Радиология - 1983 -№3 -С 28-32

6 Низковолос В Б , Кузнецов Э А , Хазова Т В , Дианииа Е С Дозиметрический контроль дозных полей при облучении опухолей почости рта// Мед радиология - 1983 - б -С 15-16

7 НизковолосВ Б , Абросимов НК, Воробьев А А, Елисеев В А, Иванов ЕМ, Михеев Г Ф , Рябов Г А , Жербин Е А , Карлин Д Л , Конов Б А , Мельников Л А Клинические и физико-технические исследования на синхроциклотроне ЛИЯФ АН СССР// Мед Радиология - 1987 -№8, С 10-16

8 Shoustin V А , KorzenevA V , Amchkov A D , Polonsky Y Z Nizkovolos V В , Oblypin A V Differential Approach to psychosurgery of obsessive disorders// Stereotactic and Functional Neurosurgery - 1997 -vol 68 - P 226-230

9 ТрофимоваТ H , Аничков А Д , Полонский Ю 3 , Низковолос В Б , Водянов А В Возможности MP Г в обеспечении стереогаксических операций на юловном моз!е// Медицинская визуализация - 1998 -№7 -С 6-10

10 Аничков А Д, Полонский 10 3 , Низковолос В Б , Обляпин А В Функциональная стереотаксия с МРТ наведением// Вопросы нейрохирургии - 1998 -№3 - С 8-10

11 Trofimova Т , Anichkov А , Polonsky Y , Nizkovolos V MRY- Guiding in stereotactic operations on brain// Europian Radiology - 2000-vol 10 - №2 - p 136-139

12 Аничков АД, Полонский ЮЗ, Низковочос ВБ, Обляпин А В Стереотаксис в неврологии, нейрохирургии, психиатрии// Нейроиммуночогия - 2004 - №1 - С 29-35

13 Аничков АД, Можаев СВ, Спирин АЛ, Низковолос ВБ, Плотникова ИВ, Полонский Ю 3, Обляпин А В Диагностика и стереотаксическое лечение височных эпилепсий// Нейрохирургия - 2004 - №3 - С 12-18

14 Ушакова I А, Низковолос В Б Афанасьев Ы1 Дозиметрический контроль при внутриполостнои радиационной терапии больных раком тела матки// Медицинская радиология и радиационная безопасность -2006 - Т-51 - №4 -С 58-62

15 КазаченкоА В , Низковолос В Б , Иванов В А , Полонский 10 3 , Гвоздев С С Локализатор в компьютерной томографии// Научно-технический вестник - Физические процессы, системы и технологии точной механики - ИГМО (технический университет) -СПб - 2001,- Вып 3(197),-С 176-182

16 Низковолос В Б Криохирургический метод в стереотаксическом лечении опухолей мозга// ИЗВЕСТИЯ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» -серия «Биологические системы в медицине и экологии» - вып 2/ 2006 -С 52-60

17 Низковочос В Б Коннов Б А, Карлин ДЛ Физико-технические средства обеспечения прогонных стереотдксических операций на гипофизе и головном мозге// IY Совещание по использованию новых ядерно-физических методов для решения научно-технических и народно-хозяйственных задач - 1982 - Дубна - С 372-375

18 Абросимов Н К , Волченков В А , Карлии Д Л ,Виноградов Б В Низковолос В Б Модернизация медицинского протонного тракта синхроциклотрона ЛИЯФ // Препринт ЛИЯФ- 1981 -№723

19 Низковолос В Б , Коннов Б А , Лобаев И А , Рыжков В К , Мельников Л А Метод предлучевой подготовки больных аневризмами головного мозга при планировании стереотаксической протонной терапии// Вопросы клинической дозиметрии - 1982 - Л - С 8-9)

20 Молоканов А Г , Савченко О В , Низковолос В Б , Ломанов М Ф Сравнительная дозиметрия медицинских протонных пучков ШЭФ ГКАЭ, ЛЯП ОИЯИ, и ЦНИРРИ МЗ СССР// Препринт ОИЯИ - 1982 - Дубна - 16-18-876

21 Низковолос В Б , Коннов Б А , Мельников Л А А С 942687 СССР, МКИ3 А 61 В 6/00 Способ маркировки структур головного мозга/ (СССР)- №2990754/28-13, заявл 09 07 80, опубл 15 07 82, Бюл №26 -2С

22 Лобаев И А , Коннов Б А , Гармашов Ю А , Низковолос В Б Выключение артерио-венозных аневризм головного мозга облучением протонным пучком// Актуальные проблемы невропатологии - 1981 - Иркутск - вып 155 - С 56-59

23 Абросимов Н К , Воробьев А А , Конов Б А , Карлин Д Л , Низковолос В Б Использование проюнпого пучка синхроциклотрона ЛИЯФ в стереотаксической нейрохирургической практике// Основные результаты исследований в ЛИЯФ АН СССР за 1981-1985 г- 1986 -Л-С 100-112

24 Низковолос В Б , Малов Ю А АС 1228665 СССР, Позиционно-чувствитсльная ионизационная камера/ (СССР), заявитель Ленинградский институт ядерной физики им Б П Константинова - № 3782120/12, заявл 15 08 84, зарег 03 01 86

25 Абросимов Н К , Карлин Д Л , Низковолос В Б Глубинные дозные поля при подвижном облучении пучками протонов с энергией 1000 МэВ // Препринт ЛИЯФ АН СССР-№203 -Л - 1986

26 Низковолос В Б Исследование и формирование дозных полей с высоким пространственным градиентом от пучков протонов с энергией 1000 Мэв// Автореферат дис на соискание ученой степени кандидата физ -мат Наук - Л - 1984

27 Зайцев В М , Гусельников В С , Низковолос В Б , Алексеев Е Г Создание макетного и экспериментального образцов имплантируемого источника низкоэнсргетического гамма-излучения// Отчет ЛИЯФ- 1992 - Гатчина- УДК 539 166 3 615 849

28 Гусельников ВС, Зайцев В М, Низковолос ВБ, Кузин В И (СССР) АС 1570539 СССР, МКИ G 21 G 4/08 Способ изготовления имплантируемого закрытого терапевтического источника низкоэнергетического Гамма-излучения/ заявитель Ленинградский институт ядерной физики им Б П Константинова - №4464367/31-25, заявл 21 07 88, экз №152, зарег 09 07 93

29 АиичковА Д , Никитин М А , Низковолос В Б , Обляпип А В , Полонский Ю 3 , Попов А Б Новая универсальная стереотаксическая система// Актуальные вопросы нейрохирур! ии эпилепсии - 1993 - РНИИН им проф А Л Поленова - С 177-186

30 Низковолос В Б , Аничков А Д (СССР ) А С 1736438 СССР, МКИ А 61 В 6/00 Стереоадаптер/ - №4834042/14, заявл 03 04 90, опубл 30 05 92, Бюл №20 - 2с

31 Snarskis V, Nizkovolos V, Amchkov A, et al Resals of experemental Te-125M-sources implantation// The problems oi Veterenary today - 1993 - Materials of conference -Kaushidopus

32 Snarskis V , Nizkovolos V , Amchkov A , ct al Experimental brain inplantation of sources Te-125M // The 6-th Congress of Baltik neurosurgeons - 1993 - Collection of papers Riga, p 112-114

33 Snarskis V , Nizkovolos V , Amchkov A , et al Experimental investigation of Te-125M sources// Optimization of radio diagnostik and radiotherapy of canzcr dieseases - 1993 Palanga-p 43-45

34 Низковолос ВБ, Аничков АД, Можаев С В Применение криодеетрукции при хирургии опухолей головного мозга// Материалы международного симпозиума "Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности мозга" - 1994 - С -Петербург

35 Ушакова Г А , Низковолос В Б (СССР) АС 1782615 СССР, МКИ А 61 N 5/00 Способ дозиметрического контроля при лучевой терапии органов области таза и устройство для его осуществления/ - № 4481074/14, заявл 04 07 88, опубл 23 12 92, Бюл № 47 -2с

36 Шустип В А , Аничков А Д , Корзенев А В , Низковолос В Б , Обляпин А В Психохирургия (современный этап в современной психоневрологии)// Первый съезд нейрохирургов России - 1995 - Екатеринбург - с 322

37 Низковолос В Б , Аничков А Д Патент 2115377 Российская Федерация, МПК7 А 61 В 17/36 Устройство для криохирургического воздействия/ №94008033/14, заявл 02 03 94, опубл 20 07 98, Бгол №20 - Зс

38 Аничков А Д , Низковолос В Б , Обляпин А В Применение криоинструмента при нейрохирургических операциях// Первый съезд нейрохирургов России - 1995 -Екатеринбург - с 186

39 Гусельников ВС, Зайцев ВМ, Кузин ВИ, Низковолос В Б Патент 1570539 Российская Федерация МПК7 G 21 G 4/08 Способ изготовления имплантируемого закрытого терапевтического источника низкоэнергстического Гамма-излучения/, заявитель и патентообладатель Ленииградскии институт ядерной физики им Ь П Константинова -№4464367, заявл 21 07 88,опуб 09 07 93, Бюл №2 -Зс

40 Аничков АД, Шустин В А, Корзенев А В, Низковолос ВЬ, Полонский ЮЗ, Обляпин А В Способы хирургических вмешательств при некоторых медикаментозно-ггекурабельггьгх психопатологических синдромах// Информационное письмо МЗ и МП России Спб ПИ Психоневрологический институт им В М Бехтерева - 1995

41 Низковолос В Б , Аничков А Д Патент 2125835 Российская Федерация, МПК7 6 А 61 В 6/08 Стерсотаксическая система/ №94008031, заявл 02 03 94, опубл 10 02 99, Ьюл №4 - 4 с

42 Аничков А Д , Низковолос В Ь , Можаев С В , Полонский Ю 3 Диагностика и лечение полифокальнои эпилепсии с использованием компьютеризированной стсрсотаксичсской системы 1ТОАНИК // Первый ежегодный Российско-Американский симпозиум " Эпилепсия Клинические и социальные аспекты" - 1996 - СПб - Россия

43 Аничков А Д , Полонский Ю 3 Низковолос В Б , Трофимова Т Н Патент 2130759 Российская Федерация, МПК7 6 А 61 В 19/00 Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку/ №97121222/14, заявл 23 12 97, опубл 27 05 99, Бюл №15 -5с

44 Аничков А Д , Полонский 10 3 , Трофимова Т Н , Низковолос В Б МРТ в стереотаксггческггх операциях гга головном мозге// Международная конференция "Магнитный резонанс в медицине" Казань - 1997 - С 33

45 Аничков А Д , Полонский Ю 3 , Низковотос В Б , Трофимова 1 Н Методика подготовки пациентов к стереотаксическим операциям на диагностических магнитно-резонапеных томографах// Материалы международной научной конференции "Актуальные вопросы лучевой диагностики и интервенционной радиологии" - 1997 - СПб - С 17

46 Anrchkov А , Trofimova Т , Polonsky Y , Nizkovolos V MRT - Guidmg in stereotactic operations on brain// 2-d International MRY Sumposium - 1997 - Dusseldorf - p 1176-1178

47 Аничков А Д, Трофимова T H, Полонскии Ю 3, Низковолос В Б Стереотакснческая магнитно-резонансная томография// II съезд нейрохирургов Российской Федерации - 1998 - II Новгород - с 212

48 Аничков А Д , Трофимова Т Н , Полонскии 10 3 , Низковолос В Б , Халиков А Д , Обтяпии А В Использование магнитно-резонансной томографии п стерсотаксической нейрохирургии// Учебное пособие - Министерство здравоохранения РФ -1999

49 Аггичков А Д , Можаев С В , Низковолос В Б , Спирин А Л Диагностика и стереотаксическое лечение височной эпилепсии// международный симпозиум "Повреждения мозга" - 1999 - Санкт-Петербург - с 389-390

50 Луцик А А , Аничков А Д , Полонский Ю 3 , Низковолос В Б Стереотаксический метод в комплексном лечении опийной наркомании// 5-й международный симпозиум "Повреждения мозга" - 1999 - Санкт-Петербург - С 394-396

51 Низковолос В Б, Аничков А Д Параметры криовоздеиствий// 5-й международный симпозиум "Повреждения мозга" - 1999 - Санкт-Петербург С 398-401

52 Можаев С В , Низковолос В Б , Субботин А Е , ОчколясВ Н Криохирургия опухолей головного мозга// 6-й международный симпозиум «Современные минимально-инвазивные технологии - 2001 -Спб - с 262-264

53 Мартынов Б В , Парфенов В Б , Говенько Ф С , Низковолос В Б , Холявин А И Стереотаксическая локальная криотомия в комбинированном лечении пиальных новообразований головного мозга// Ш Съезд нейрохирургов России - 2002 -Спб - с 125

54 Низковолос В Б Реализация возможггостей стерео гаксических манипуляторов "Ореол" и "Низап" для решения клинических задач// III Съезд нейрохирургов России -2002 - Спб - с 472-473

55 Полонский Ю 3 , Холявин А И , Низковолос В Б , Казаченко А И , Назинкнпа Ю В Расчетная компьютерная томография при стереотаксической билатеральной цингулотомии // III Съезд нейрохирургов России - 2002 -Спб -с 665

56 Холявин А И , Халиков А Д , Трофимова Т Н , Полонскии Ю 3 , Низковолос В Б Расчетная стереогаксическая М-Р томография при подготовке к стереотаксической билатеральной цингулотомии// III Съезд нейрохирургов России - 2002 -Спб - с 675

57 Гайдар Б В , Парфенов В Е , Низковолос В Б , Медведев С В , Аничков А Д , Мартынов Б В , Холявин А И Патент 2250087 Российская Федерация, МПК7 А 61 В 18/02, 6/03 Способ лечеггия глиальных новообразований мозга/ заявитель и патентообладатель Институт мозга человека РАН - №2004118100/14, заявл 16 06 2004, оиубт 20 04 2005, Бюл№11 - 5с

58 Низковолос В Б Патент 2257178 Российская Федерация, МПК7 6 А 61 В 19/00 Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку головною мозга/ №2004И8099/14, заявл 16 06 2004, опубл 27 07 2005, Бюл №21 - 9с

59 Парфенов В Е , Свистов Д И , Фокин В Н, Холявин А И, Низковолос В Б Роль стереотаксической криотомии в лечении глиобластом// IV съезд неирохирургов России -Москва-2006 - С 195

60. Низковолос В Б Стереотаксис в нефункциональной нейрохирургии// Международная научно-практическая конференция «малоинвазивная нейрохирургия» -Спб - 2006 - С 37-55

61. Аничков АД, Полонский ЮЗ, Низковолос В Б Стереотаксические системы// Монография - «НАУКА» -Спб -2006 -142 стр

Подписано в печать 16 04 2007 г Формат 60x90, 1/16 Обьем2пл Тираж 100 экз Заказ№258

Отпечатано в ООО «Фирма КОСТА» 195213, Санкт-Петербург, Новочеркасский пр , 58, т 445-10-02 www koslaprint ru

Содержание диссертации, доктора технических наук, Низковолос, Владимир Беньевич

1.Введенне

ГЛАВА 1 Современное состояние проблемы.

1.1 Методы локального инвазнвного воздействия на ткани мозга:

1.1.1 Криохирургический метод;

1.1.2 Высокочастотная гипертермия тканей мозга;

1.1.3 Анодный лнзис тканей мозга;

1.1.4 Лазерная хирургия тканей мозга;

1.1.5 Имплантируемые радиоактивные источники для целей радионейрохнрургии;

1.1.6 Редко используемые методы локального инвазнвного воздействия.

1.2 Стереотакеические устройства.

1.3 Методы локального неннвазивного воздействия на ткани мозга:

1.3.1. Раднохнрургня пучками тяжелых заряженных частиц;

1.3.2. Радионейрохнрургня на установке Gamma-Knife;

1.3.3. Раднохнрургня с помощью узких фотонных пучков;

1.4. Выводы из анализа литературных данных и постановка задач исследования.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ I- ИНВАЗИВНЫЙ СТЕРЕОТАКСИС

ГЛАВА 2 Методы локального воздействия на ткани мозга:

2.1 Локальная криохирургия образований мозга:

2.1.1 Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности использования криохирургического прибора для локальных деструкции ткани мозга:

2.1.2 Исследование параметров действия криозонда на ткань мозга (in vivo).

2.2 Электрические методы локального воздействия на ткани мозга

2.3 Имплантируемые изотопные источники для целей раднонейрохирургни:

2.3.1 Исследование радиационно-фнзических характеристик источников Те-125ш;

2.3.2 Экспериментальное исследование параметров воздействия радиоактивных источников Те-125ш па ткани мозга (in vivo).

ГЛАВА 3. Стереотаксическне системы:

3.1 Стереотакснческая система НИЗАН;

3.2 Стереотакснческая система ПОАНИК.

ГЛАВА 4 Инвазивные стереотаксическне нейрохирургические методики.

4.1 Стереотакснческое лечение глнальных опухолей с применением крнодеструкцни;

4.2 Предоперационное планирование стереотаксической крнодеструкцни;

4.3 Недеструктнвные стереотаксическне методики.

II - НЕИНВАЗИВНЫЙ СТЕРЕОТАКСИС

ГЛАВА 5 Дистанционная стереотакснческая радиохирургия

5.1 Дистанционная раднонейрохирургни узкими пучками протонов с энергией 1000 МэВ.

5.1.1 Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности применения протонных пучков с энергией 1000 МэВ для раднонейрохирургни;

5.1.2 Формирование локальных глубинных дозных полей;

5.2 Стереотакснческая раднонейрохнрургня н радиотерапия с помощью высокоэнергетнческнх фотонных пучков.

ГЛАВА 6 Сравнительный анализ источников излучения, применяемых для дистанционной радионейрохирургии.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биофизическое и медико-техническое обоснование локальных воздействий на ткани мозга для стереотаксической нейрохирургии"

Стереотаксис - медицинская технология, обеспечивающая малотравматичные щадящие доступы к глубоким образованиям мозга человека с целью диагностики, лечения и изучения сложных заболеваний и поражений центральной нервной системы. С момента появления первого стереотаксического прибора - энцефалометра Д.Н. Зернова прошло более ста лет (Zemov D. 1890). За этот промежуток времени было несколько попыток создания стереотаксических систем, которые предназначались для исследований функций мозга и снижения сопутствующей травматизации мозга при проведении нейрохирургических операций. На средину прошлого столетия приходится максимальное развитие клинического стереотаксиса. Стереотаксическая аппаратура этого периода применялась в основном для проведения операций с исследовательской целью. При помощи этой аппаратуры пытались локализовать функционально-значимые структуры мозга и воздействовать на них различными физическими или химическими методами. К этому же периоду времени относятся первые попытки применения стереотаксиса в нефункциональной нейрохирургии, т.е. для лечения очаговых поражений головного мозга - опухолей, гематом, абсцессов. С тех пор, постоянно усовершенствуя стереотаксическую технику и методы локального воздействия на структуры мозга, исследователи старались приблизиться к идеалу стереотаксической операции -планируемому воздействию на внутримозговую мишень при полной сохранности зон, не подлежащих воздействию.

Успехи экспериментальной ядерной физики того периода, создание ускорителей элементарных частиц и разработка технологий получения искусственных радиоактивных изотопов, дало в руки врачей методы неинвазивного воздействия на глубинные структуры тела человека, которые в частности стали применяться в стереотаксической нейрохирургии.

Следующим событием, давшим толчок развитию стереотаксиса, стало появление в медицине в 70-80-х годах прошлого века компьютерных томографов и персональных компьютеров. Рентгеновские и магниторезонансные компьютерные томографы позволили нейрохирургам -стереотаксистам увидеть внутримозговые структуры, которые подлежали воздействию, что значительно облегчило задачу их локализации. При использовании обычной рентгенографии эти структуры оставались невидимыми, а для их локализации использовались внутримозговые ориентиры и специальные стереотаксическне атласы. Координаты внутримозговых структур рассчитывали, исходя из метрических данных, полученных для усредненного мозга и использованных для построения атласа, не учитывая при этом индивидуальные анатомические особенности мозга пациента. Большинство современных стереотаксических систем оснащены специализированными математическими программами, которые дали возможность проводить расчеты координат целевых точек, на основе полученных томографических данных, и осуществлять наведение на них стереотаксического инструмента, или пучка высокоэнергетического излучения.

К настоящему времени значительно расширились показания к применению стереотакстиса. Во многих нейрохирургических центрах продолжается применение стереотаксиса в функциональной нейрохирургии. Стереотаксис эффективно используется у больных, страдающих паркинсонизмом, органическими гиперкинезами, эпилепсией, неукротимыми болями, некоторыми психическими нарушениями (в том числе наркоманией). Однако сейчас стереотаксис в большей степени применяется для целей нефункциональной нейрохирургии - это стереотакснческая навигация при различных операциях на мозге, стереотакснческая биопсия новообразований мозга, стереотакснческая деструкция опухолей мозга, стереотакснческая эвакуация гематом, абсцессов, инородных тел и т.д. По данным обзора (Gildenberg 1994), посвященного состоянию стереотаксиса в странах Европы и Северной Америки, за 17 лет число стереотаксических биопсий мозговых новообразований выросло в 6000 раз, эвакуации гематом более чем в 800 раз, аспираций кист и абсцессов - более чем в 400 раз. Стереотаксис в ряде случаев позволяет заменить «открытые» нейрохирургические операции щадящими стереотаксическими вмешательствами, когда вместе с искусством нейрохирурга к успеху приводят использование возможностей современной интроскопической техники, точный математический расчет и техническое совершенство применяемой аппаратуры.

Стереотаксис можно условно подразделить на инвазивный и неинвазивный. Инвазивный стереотаксис подразумевает нарушение целостности тканевых покровов головы пациента, проникновение во внутримозговую мишень специальным инструментом и оказание на эту мишень специфического воздействия. Неинвазивный стереотаксис основан на применении для воздействия на структуры мозга дистанционных радиационных источников высокой энергии, без нарушения целостности покровов головы. Эффективность этого метода при лечении таких заболеваний, как - аденомы гипофиза, артерио-венозные мальформации, опухоли мозга небольших размеров, бывает не ниже, чем при оперативной нейрохирургии, но сопутствующая травматизация мозга значительно меньше. По мнению ведущих специалистов, только в России такие стереотаксические операции показаны не менее чем 1 миллиону больных.

Актуальность темы

Появление во второй половине прошлого столетия компьютерной рентгеновской и магнитно-резонансной томографии значительно повысило информативность диагностики заболеваний центральной нервной системы (ЦНС). Это привело к диспропорции между точной диагностикой и общепринятым в то время в нейрохирургии подходом, когда оперативное вмешательство осуществлялось на основе субъективных знаний анатомии и пространственного воображения нейрохирурга. Сложившееся положение стимулировало развитие малоинвазивных инструментальных методов лечения ряда заболеваний ЦНС, использующих современную томографическую диагностику и основанных на стереотаксических принципах. (Leksel L. 1980, Аничков А.Д. и др. 1999, Трофимова Т.Н. 1998, Холявин А.И. 2001, Шустин В.А. 1998). В арсенале нейрохирургов появился ряд коммерческих стереотаксических систем, позволяющих нацеливаться на внутримозговые мишени с помощью томографов и оказывать локальные воздействия. (Brown R.A.1975, Leksel L. 1985, Birg W., 1985, Chapter J. 1999, Аничков А.Д. и др. 1998). Все это привело к более широкому применению стереотаксиса, причем темпы увеличения числа стереотаксических операций в нефункциональной нейрохирургии значительно превысили их число в функциональной. Был разработан ряд хорошо зарекомендовавших себя стереотаксических методик, которые стали широко применяться в нейрохирургии. Особую роль в настоящее время играет стереотаксис для диагностики и лечения опухолей головного мозга,, прежде всего диагностированных на ранних стадиях. В большинстве случаев хирургическое лечение опухолей головного мозга с помощью традиционных «открытых» нейрохирургических вмешательств производится, когда объем опухоли уже достаточно велик. В случае малого размера опухоли, расположенной в глубине мозга, только стереотаксис может позволить нейрохирургу отыскать ее, уточнить диагноз путем биопсии и осуществить адекватное лечение. (Mundinger F. 1984,1985, Ostertag В. 1980, Голанов А.В. 1998). К сожалению, деструктивные стереотаксическне методики, которые можно было бы использовать для лечения опухолей мозга, в настоящее время используются недостаточно широко. Такое положение связано, в основном, с отсутствием у нейрохирургов - стереотаксистов методов локального деструктивного воздействия, в достаточной мере удовлетворяющих требованиям малоинвазивной нейрохирургии - это прежде всего локальность и предсказуемость биологических параметров действия на ткани мозга.

Локальное воздействие на стереотаксическую мишень заключительный этап в диагностике и стереотаксическом лечении нейрохирургических больных. Предшествующие этапы могут быть скорректированы при подготовке и проведении операции, воздействие же на мишень ставит окончательную точку в стереотаксической процедуре и, соответственно, может привести стереотаксическое вмешательство к успеху или неудаче (Кандель Э.И. 1972, 1981). При клиническом применении методов воздействия на мозг локальность - одно из важнейших условий воздействия. Анатомические особенности мозга, где компактно расположены жизненно важные и функционально значимые структуры, вносят жесткие пространственные ограничения геометрические параметры воздействия. Высокие требования к точности наведения стереотаксического инструмента на мишень должны быть соизмеримы с требованиями к знанию физических и биологических параметров воздействия на ткани мозга, позволяющих получать планируемый клинический эффект. Современное состояние медицинской техники не всегда позволяет локализовать патологический очаг или функционально-значимую структуру и селективно воздействовать на них с целью объемной деструкции, в то время как потребность нейрохирургии в технологиях подобного рода достаточно высока. Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется необходимостью разработки новых малоинвазивных методов локального воздействия на здоровые и патологические структуры мозга, определения их медико-биологических параметров, что имеет важное теоретическое и практическое значение для повышения эффективности и качества медицинской помощи населению.

Целью настоящего исследования является: Обоснование и разработка комплекса методов и технических средств стереотаксического лечения заболеваний головного мозга.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Разработать методы локального низкотемпературного воздействия на ткани мозга. Исследовать биофизические и медико-биологические параметры криовоздействия на патологические и здоровые ткани мозга с точки зрения возможности применения разработанной аппаратуры в клинике стереотаксической нейрохирургии.

2. Дать медико-биологическое обоснование возможности применения в нейрохирургии имплантируемого радиоактивного источника низкоэнергетического Гамма-излучения на базе Те-125т.

3. Разработать стереотаксическне системы, предназначенные для локализации внутримозговых мишеней с помощью современных интроскопических методов и наведения на них инструмента локального воздействия или узких пучков высокоэнергетического излучения.

4. Исследовать биофизические особенности воздействия на ткани мозга пучков протонов с энергией 1000 МэВ с целью определения возможности применения их для дистанционной стереотаксической радионейрохирургии.

5. На основании проведенных исследований разработать стереотаксическне методики малоинвазивных нейрохирургических операций; и дать обоснование возможности применения их в клинике для лечения заболеваний головного мозга.

Научная новизна:

Впервые в эксперименте изучено локальное действие температур около -70°С на патологические и здоровые ткани мозга. Дано медико-биологическое обоснование применения этого метода для стереотаксической нейрохирургии.

Впервые исследована и внедрена в клиническую практику новая стереотакснческая методика лечения неоперабельных глиальных опухолей мозга. Методика основана на экспериментально показанном феномене -функциональной неоднородности глиальных опухолей - наличии в них локальных зон гиперметаболизма, сопровождающегося интенсивной пролиферацией. Методика заключается в локализации с помощью позитронно-эмиссионного томографа пролиферативно-активных зон опухоли мозга, которые затем подвергаются стереотаксической криотомии. и

Впервые изучены физические параметры и морфологические особенности действия на ткани мозга имплантируемых источников низкоэнергетического гамма-излучения на базе изотопа Те-125М, экспериментально показана возможность применения источников в нейроонкологии.

Впервые с помощью биодозиметрических тестов исследованы дозиметрические и медико-биологические параметры пучков протонов с энергией 1000 МэВ от синхроциклотрона ПИЯФ РАН, дано обоснование возможности применения данного излучения для целей дистанционной стереотаксической радионейрохирургии.

Разработаны методы и устройства, предназначенные для локализации внутримозговых мишеней с помощью КТ, МРТ и ангиографа при подготовке к стереотаксическим инвазивным вмешательствам и стереотаксическому облучению этих мишеней узкими пучками высокоэнергетического излучения.

Практическая значимость: В работе сформулированы требования к методам локального воздействия на ткани мозга, а также принципы их использования. Проведен сравнительный анализ нескольких методов локального воздействия, разработано техническое обеспечение клинических методик, позволившее применить их для лечения заболеваний центральной нервной системы. Все разработки, представленные в диссертации, предназначены для использования их в клинических учреждениях нейрохирургического профиля. В разработках учтены специфические особенности отечественной медицины, что позволило широко внедрить их в клиническую практику ряда медицинских учреждений нашей страны и ближнего зарубежья.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Медико-биологические параметры действия криозондов с температурой - 79°С и имплантируемых источников на базе Те-125м позволяют получать ограниченные зоны некроза тканей мозга в планируемом объеме.

2. Метод лечения глиальных опухолей мозга, состоящий из стереотаксической локализации пролиферативно-активных зон с помощью позитронно-эмнсснонного томографа и крнодеструкцни этих зон, применим на опухолях, не допускающих открытое вмешательство. Это малоннвазивный нейрохирургический метод, обеспечивающий сохранение качества жизни пациентов после операции.

3. Биофизические и медико-биологические параметры пучков протонов с энергией 1000 МэВ позволяют использовать этот вид излучения в медицине, а применение разработанных стереотаксических устройств обеспечивает возможность проведения раднохирургических t операций на мозге.

4. Разработанные стереотаксическне системы и методы локализации внутримозговых мишеней с наведением на них стереотаксического инструмента излучения позволяют решать задачи малоинвазнвной нейрохирургии.

Апробация и внедрение результатов работы. Результаты научного исследования доложены и обсуждены на I международном семинаре по использованию протонных пучков в лучевой терапии (МЛ 979), на III и IV совещаниях по использованию новых ядерно-физических методов для решения научно-технических и народно-хозяйственных задач (Дубна 1979,1982), The international symposium "Physiological and biochemical basis of brain activity" (Санкт-Петербург 1994), на международной научной конференции «Актуальные вопросы лучевой диагностики и интервенционной радиологии» (Спб. 1997), International MRY simposium (Dusseldorf 1997), Congress of Baltik Neurosurgeons (Riga 1993), I, И, и III съездах нейрохирургов (1995, 1998, 2002), на V и VI симпозиумах «Повреждения мозга (минимально инвазивные технологии)» (1999, 2001 С-Петербург), VII международном симпозиуме «Новые технологии в нейрохирургии» (Санкт-Петербург, 2004), на всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения» (апрель 2005), на международной научно-практической конференции «Малоинвазивная нейрохирургия» (май 2006) и в ряде других отечественных и международных форумах.

Разработанные методы внедрены в клиническую практику Института мозга человека РАН, Российской Военно-медицинской академии, Центрального научно-исследовательского рентгено-радиологического института Росздрава, психоневрологического НИИ им. В.М. Бехтерева, клинической больницы № 26 г. С.Петербурга, Спб-МАПО, Республиканской клинической больницы г. Каунаса, Областной клинической психиатрической больницы г. Ярославля, ГИДУВ Новокузнецк, Областной больницы г. Брянск, городской клинической больницы N1 г. Омска, ^больницы неотложной медицинской помощи г. Омска, Мурманской областной больницы, Областной клинической больницы г. Рязань, Государственного института лазерной хирургии г. Челябинск, больницы скорой помощи г. Алматы, Казахстан, Городской больницы N5 г.Тольятти, Российского нейрохирургического института им. Поленова, Удмуртского республиканского нейрохирургического центра (г. Ижевск), В этих клинических учреждениях используются разработанные нами методики и оригинальная аппаратура при стереотаксическом лечении тяжелых заболеваний головного мозга. К настоящему времени проведено более 2000 малоинвазивных операций с использованием криометода и стереотаксической техники. С помощью узких протонных пучков синхроциклотрона ПИЯФ на базе клиники ЦНИРРИ МЗ РФ к настоящему времени пролечено около 1500 больных с диагнозами «аденомы гипофиза» и «артерио-венозные мальформации».

Публикации. По теме диссертации имеется 61 печатная работа; в центральных отечественных и зарубежных журналах - 16, патентов и авторских свидетельств - 11, в материалах конференций, симпозиумов и сборниках научных трудов - 31, монография -1, учебно-методическое пособие -1, информационное письмо МЗ и МП -1.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, пяти глав с описанием результатов собственных исследований и их обсуждений, выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 12 таблиц, 96 рисунков. Список литературы включает 285 источников, из которых 121 отечественных авторов и 164 зарубежных. Машинописный текст диссертации изложен на 284 страницах.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Низковолос, Владимир Беньевич

ВЫВОДЫ

1.Сравнительный анализ трех инвазивных методов локального воздействия на ткани мозга - высокочастотной гипертермии, анодного лизиса и деструктивной гипотермии показал, что последний обладает предпочтительными биофизическими и медико-биологическими параметрами, позволяющими создавать строго локальные повреждения тканей мозга при сохранности крупных кровеносных сосудов. Замораживание участка мозга криозондом с температурой - 70°С при экспозиции >5 минут приводит к некрозу тканей мозга в замороженном объеме.

2.0тмеченный при ПЭТ диагностике головного мозга синдром, присущий злокачественным образованиям, включающий их гиперметаболизм аминокислот и повышенную пролиферативную активность клеток, у глиальных опухолей в большом количестве случаев соответствует не всему объему опухоли, а преимущественно отдельным локальным зонам. Биопсия этих зон наиболее объективно отражает морфологические особенности новообразования, а их. стереотаксическая криодеструкция позволяет получать положительный клинический эффект при частичном разрушении опухолей большого объема.

3. На основании физических и медико-биологических исследований показано, что разработанные имплантируемые источники низкоэнергетического Гамма-излучения на базе радионуклида Те-125ш по своим параметрам отвечают требованиям, предъявляемым к подобным устройствам для брахитерапии новообразований мозга. Источники обладают следующими преимуществами: их изготовление не требует обеспечения радиационно-защищенных условий; допускается реставрация распавшихся источников перезарядкой на ядерном реакторе; источники хорошо видны на рентгенограммах и КТ без использования специального контрастирования.

4.Разработанные оригинальные стереотаксические системы отличаются адаптивностью, универсальностью и автономностью относительно используемых интроскопических устройств, что позволяет разделить по времени и месту проведения процедуры компьютерной подготовки к операции и самой операции. Благодаря этому, системы можно использовать в медицинских учреждениях, не оснащенных компьютерными томографами, используя для подготовки больных возможности диагностических центров. Такая технология способствует более широкому применению малоинвазивной стереотаксической нейрохирургии для лечения заболеваний головного мозга.

5.Стереотаксическне исследования глиальных опухолей мозга с помощью магнитно-резонансного томографа и позитронно-эмиссионного томографа с иС-Ь-метионином показали, что зоны максимального накопления радиофармпрепарата при ПЭТ - диагностике опухолей, по форме и пространственному положению могут не соответствовать МРТ изображениям опухоли.

6. Предлагаемые методы локализации внутримозговых мишеней с помощью ПЭТ, МРТ, КТ и ангиографа позволяют планировать и эффективно проводить инвазивные стереотаксическне операции, а также прицельное облучение этих мишеней методами дистанционной радиохирургии.

7. Биодозиметрические и радиобиологические исследования, проведенные на пучке протонов с энергией 1000 МэВ, показали, что среднее значение ОБЭ на периферии (расстояние более ЗА от центра пучка) ~ в 1,5 раза выше, чем в зоне первичного пучка. Повышенное значение ОБЭ на периферии не нарушает локальность действия протонных пучков, так как в исследованной периферийной зоне поглощается менее 1% от дозы в центре пучка. Этот вывод послужил обоснованием возможности использования пучков протонов с начальной энергией 1000 МэВ в целях дистанционной стереотаксической радиохирургии.

8. Разработанные методы двухосевого подвижного облучения внутримозговых мишеней узкими пучками высокоэнергетических протонов позволяют формировать хорошо локализованные глубинные дозные поля различных размеров и сложных форм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нейрохирургия - это особая область медицины, в которой предъявляются самые высокие требования к используемым методам, поэтому именно эта область впитала в себя максимальное количество научно-технических новаций последнего времени. Особое место в современной нейрохирургии занимает стереотаксис, построенный на базе современных компьютерных методов интроскопии и оснащенный новейшими методами локального воздействия на ткани мозга. Используя такой метод, можно сделать нейрохирургические вмешательства менее травматичными, а в некоторых случаях и вообще избежать их, ограничившись уточненной диагностикой заболевания путем биопсии. Приведенный анализ нескольких инвазивных и неинвазивных методов локального воздействия на ткани мозга показывает, что любой из этих методов имеет свои достоинства и недостатки, надо только знать возможности каждого из них для наиболее эффективного использования. По мнению автора, для нужд современной отечественной нейрохирургии наиболее предпочтительным является криометод. По своей простоте и дешевизне он доступен к использованию практически в любом клиническом учреждении, в то же время обладая рядом неоспоримых преимуществ перед другими методами. Наличие же нескольких методов локального воздействия, например, крио и радиационного, позволяет использовать их сочетано, с учетом положительных особенностей каждого, что приводит к большей вероятности успеха при лечении заболеваний головного мозга.

Современный нейрохирургический центр, оснащенный описанными выше методами, может малоинвазивно и малотравматично решать широкий круг задач, решаемых ранее традиционной открытой нейрохирургией.

Библиография Диссертация по биологии, доктора технических наук, Низковолос, Владимир Беньевич, Санкт-Петербург

1. Абраков Л.В. К модификации техники стереотаксических операций// Мат. Объед. Конф. Нейрох. Л., 1964.-С.142-143,.

2. Абраков Л.В. Основы стереотаксической нейрохирургии// Ленинград, Медицина, 1975

3. Абросимов Н.К. Создание и дальнейшее усовершенствование синхроциклотрона на энергию 1 ГэВ ПИЯФ РАН.// Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Спб.- 2004.

4. Аничков А.Д. Множественное стереотаксическое наведение для исследования мозга человека// Автореф. Дис. док. мед. наук. Л.- 1988.

5. Аничков А.Д., Можаев С.В., Низковолос В.Б. Применение криодеструкции при хирургии опухолей головного мозга// Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности мозга: Материалы международного симпозиума (22-24 июня 1994 г).- С.-Петербург.-1994.-С. 59-61.

6. Аничков А.Д., Можаев С.В., Низковолос В.Б. Применение криодеструктора при хирургическом лечении опухолей головного мозга// Второй съезд нейрохирургов Российской федерации (16-19 июня 1998г.).- Н. Новгород, 1998.-С.315-316

7. Аничков А.Д., Низковолос В.Б., Обляпин А.В. Применение криоинструмента в нейрохирургических операциях// Первый съезд нейрохирургов России (июнь 1995).- Екатеринбург, 1995.- стр. 186-187

8. Аничков А.Д., Никитин М.А., Попов А.Б. Стереотаксический манипулятор ОРЕОЛ// Патенты РФ: № 2051620 от 10.01. 96; № 2108068от 10.04.98; № 2028116 от 09.02.99; №2028117 от 09.02. 99; №2028118 от 09.02. 99.

9. Аничков А.Д., Обляпин А.В. Устройство для криохирургического воздействия. // Авторское свидетельство № 1621900-БИ №3.-1991.

10. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Камбарова Д.К. Стереотаксическое наведение//Л.:Наука.- 1995

11. Аничков А.Д., Полонский Ю.З.Низковолос В.Б., Трофимова Т.Н. Патент 2130759 Российская Федерация, МПК7 6 А 61 В 19/00. Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку/ №97121222/14; заявл.23.12.97; опубл. 27.05.99, Бюл.№15.-5с.

12. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. Стереотаксическне системы// Спб, «НАУКА», 2006, -142 стр.

13. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. Диагностика и стереотаксическое лечение височных эпилепсий// Нейрохирургия.- №3.-2004.-С. 12-18

14. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б., Обляпин А.В. Функциональная стереотаксия с МРТ наведением// Вопросы нейрохирургии.-№2,- 1998.- С.8-10,

15. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б., Обляпин А.В. Стереотаксис в неврологии, нейрохирургии, психиатрии//. Нейроиммунология.- №1.- 2004.-С. 29-35

16. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Трофимова Т.Н., Низковолос В.Б. Стереотакснческая магнитно-резонансная томография// II съезднейрохирургов Российской Федерации (Июнь 1998).- Н.Новгород, 1998.-С. 212.

17. Аничков А.Д., Т.Н. Трофимова, Ю.З. Полонский, А.Д. Халиков, Низковолос В.Б., А.В. Обляпин. Использование магнитно-резонансной томографии в стереотаксической нейрохирургии.//Учебное пособие СПб МАЛО.-1999

18. Аничков А.Д., Трофимова Т.Н., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. МРТ в стереотаксических операциях на головном мозге// Магнитный резонанс в медицине: Сб. Матер. Международной конференции.- Казань, 1997.- С. 33

19. Аничков А.Д., Шустин В.А., Корзенев А.В., Низковолос В.Б., Обляпин А.В. Психохирургия (современный этап в современной психоневрологии)// Первый съезд нейрохирургов России (14-16 06. 1995).-Екатеринбург.-1995 .-С.322

20. Аничков А.Д., Низковолос В.Б., Никитин М.А., Обляпин А.В., Полонский Ю.З., Попов А.Б., Новая универсальная стереотаксическая система// Актуальные вопросы нейрохирургии эпилепсии: Спб.- РНИИН им. Проф. Поленова.- 1993.-С.177-186

21. Белоусова И. Э. Криохирургия опухолей мозга// Первый съезд нейрохирургов России (14-16 06.1995).-Екатеринбург.-1995.- С. 187-188

22. Беляев В.В., Иванников Ю. Г., Усов В.В. Метод расчета стереотаксических координат в произвольной системе путем преобразования координат на электронной вычислительной машине// Вопросы нейрохируогии №4.- 1965.-С. 58-61

23. Блохин С.И., Бреев В.М. Дозные поля при конвергентном облучении узким пучком протонов// Мед. Радиология, N7.- 1974.-C.33-39

24. Боженков Ю.Г., Кочетов A.M., Плоскирев В.А., Афанасьев В.А. Остановка кровотечения с помощью замораживания// Хирургия, № 6.-1981.-С. 49-52

25. Бродская 3.JL, Скворцова Т.Ю., Рудас М.С., Гурчин А.Ф., Медведев С.В. Позитронно-эмиссионная томография в предоперационной диференциальной диагностике церебральных астроцитом// III съезд нейрохирургов России (июнь 2002г).- Спб.-2002.- С. 653-654

26. Веркин Б.И., Сипитый Б.И., Медведев Е.М., Муринец Б.Н., Раина C.JI. Криохирургическое лечение опухолей больших полушарий головного мозга// Вопросы нейрохирургии, № 2.- 1977.- С.42-46

27. Вихерт Т.М., Кандель Э.И., Кукин А.В., Купарадзе Г.Р. Изучение очага внутримозговой деструкции после локального замораживания жидким азотом// Вопросы нейрохирургии, №1.-1971.- С.45-48.

28. Волков А.А., Губарева B.C., Зайцев В.М., Гусельников B.C. Обоснование применения закрытых источников 1-125 для внутритканевой лучевой терапии// Медрадиология, N 8.- 1985.-С.30-33)

29. Гайдар Б.В., Парфенов В.Е., Низковолос В.Б., Медведев С.В., Аничков А.Д., Мартынов Б.В., Холявин А.И. Патент 2250087 Российская

30. Федерация, МПК А 61 В 18/02, 6/03. Способ лечения глиальных новообразований мозга/ заявитель и патентообладатель Институт мозга человека РАН. №2004118100/14; заявл. 16.06.2004; опубл. 20.04.2005, Бюл.№11.- 5с.

31. Голанов А.В., Коршунов А.Г. Результаты лечения глиобластом больших полушарий головного мозга// Ш съезд нейрохирургов России (июнь 2002) Спб 2002.-С.88-89

32. Голанов А.В., Меликян А.Г., Коршунов А.Г. достоверность стереотаксической биопсии у больных с новообразованиями головного мозга// II Съезд нейрохирургов России.-Н.Новгород.-1998.-С.129

33. Гусев Н.Г., Дмитриев П.П. Квантовое излучение радиоактивных нуклидов// М.- Атомиздат.-1977

34. Демичев Н.П. Некоторые замечания относительно гемостатического эффекта криодеструкции костных опухолей// Вестник хирургии, №9.-1985.-С. 47-51

35. Джелепов В.П. Применение пучков заряженных частиц и нейтронов высоких энергий в лучевой терапии и диагностике// Фундаментальные науки медицине: АН СССР, АМН СССР.- Наука.-М.-1981.-С. 234-243

36. Джелепов В.П., Савченко О.В., Комаров В.И. Применение протонных пучков в СССР для медико-биологических целей// 4-я международная конференция по использованию атомной энергии в мирных целях: Женева.- 1972.-С. 147-161

37. Зайцев В.М., Гусельников B.C., Низковолос В.Б., Алексеев Е.Г. Создание макетного и экспериментального образцов имплантируемого источника низкоэнергетического гамма-излучения// Отчет ЛИЯФ.- УДК 539.166.3:615.849.- Гатчина, 1992

38. Зернов Д.Н. Энцефалометр прибор для определения положения частей мозга у живого человека// Труды физ. -мед. Об-ва при Моск. Универ., Т2.- М. 1889.- ст. 70-80

39. Иванников Ю.Г. Использование ЭВМ при стереотаксических операциях на головном мозге//Л.,- 1969. 150 с.

40. Казаченко А.В., Низковолос В.Б., Иванов В.А., Полонский Ю.З., Гвоздев С.С. Локализатор для компьютерной томографии\\ Научно-технический вестник.-СПб ИТМО.- Выпуск 3(197).- Физические процессы, системы и технологии точной механики,- 2001.- С. 176-182

41. Кандель Э.И. Криохирургия // М., Медицина.-1974

42. Кандель Э.И. Функциональная и стереотакснческая нейрохирургия// М., Медицина.-1981

43. Кандель Э.И., Биезинь О.А. Криохирургия опухолей головного мозга Вопросы нейрохирургии, № 1.-1971.- С 3-9

44. Кандель Э.И., Кукин А.В. Новый стереотаксический аппарат// Вопросы нейрохирургии, №2.- 1972.-С. 56-58

45. Кандель Э.И., Кукин А.В., Купарадзе Г.Р. Метод криодеструкции при стереотаксических операциях на базальных ганглиях мозга// 1-й Всесоюзный съезд нейрохирургов, Т.-ЗМ.-1971.- С. 206-209

46. Карлин Д.Л., Коннов Б,А., Виноградов Б.В., НизковолосВ.Б., Кузнецов Э. А. Медицинский протонный тракт синхроциклотрона ЛИЯФ// Мед.радиология № 7.- 1975.- С.13-18

47. Коннов Б.А., Волков А.А., Низковолос В.Б., Малевич М.А., Кузнецов Э. А. Методика стереотаксического протонного облучения гипофиза и других отделов мозга// Мед.радиология №10.- 1969.- С.53-62

48. Коннов Б.А., НизковолосВ.Б., Кожина Т.Н., Комаров Е.И., Карлин Д.Л. Радиобиологическая характеристика медицинского пучка протонов с энергией 1000 Мэв// Мед.радиология № 7.-1977.- С.19-24,

49. Коннов Б.А., НизковолосВ.Б., Шустин В.А., Мельников Л.А. Первый опыт применения пучка протонов с энергией 1000 МэВ в лучевой терапии// Сб. Советская онкология: Под редакцией ак. Н.Н.Блохина.-Москва.- Медицина.-1981,- С.99-101

50. Коченов В.И. Криохирургическая практическая онкология// Н.Новгород, 2000 г.

51. Кузьменко А.П., Тодор И.Н., МосиенкоВ.С. Влияние комбинированного применения криохирургии и гипертермии на опухолевый процесс в эксперименте// Экспериментальная онкология №2, т 12.-1990.-С. 60-61

52. Курлянд В.А., Арунгазыева В.В, Киндзельский Л.П. Жизнеспособность клеток после криодеструции опухоли// Вопросы онкологии №3.- 1979.- С.34-36

53. Лалов Ю.В., Савченко А.Ю., Матвеев С.А. Стереотаксический метод в хирургии травматических внутримозговых гематом// Новые технологии в нейрохирургии: Мат. VII междун. Симпозиума.-СПб.-2004.- С.41

54. Лапоногов О.А., Орлов Ю.А., Цымбалюк В.И. Криохирургические операции при артерио-венозных аневризмах// Нейрохирургия №19.1986.- С. 66-68

55. Лапоногов О.А., Цымбалюк В.И., Матюк И.Г. Криодеструкция в лечении заболеваний головного мозга// Криобиология и криомедицина: Тез. Докл. 2-ой Всесоюзной конференции.- т.2.-Харьков.- 1984.- С. 42

56. Луцик А.А., Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. Стереотаксический метод в комплексном лечении опийной наркомании// Повреждения мозга: Сборник 5 международного симпозиума.- СПб.-1999.-С. 394-396

57. Мануковский В. А., Черебило В.Ю., Полежаев А.В. Трансфеноидальная хирургия аденом гипофиза с использованием криодеструкции// III Съезд нейрохирургов России: СПб.- 2002.- С. 125

58. Мануковский В.А. Криодеструкция в трансфеноидальной хирургии аденом гипофиза// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.- СПб.- 2002.

59. Мануковский В.А., Черебило В.Ю., Полежаев А.В. Изменение ткани аденом гипофиза после криовоздействия// III Съезд нейрохирургов России: СП6.-2002.- С. 124

60. Мартынов Б.В., Парфенов В.Е., Говенько Ф.С., Низковолос В.Б., Холявин А.И. Стереотаксическая локальная криотомия в комбинированном лечении глиальных новообразований головного мозга// III Съезд нейрохирургов России: СП6.-2002.-С. 125

61. Матвеев С.А., Гальчикова Т.Д., Калиничев А.Г., Шуляков О.С., Кожедуб С. А. Принципы планирования стереотаксических криодеструкций глиальных опухолей// Новые технологии в нейрохирургии: VII Междун. Симпозиум.-СПб.- 2004.- С. 162-163

62. Медведев С.В., Рудас М.С., Скворцова Т.Ю. ПЭТ диагностика с 11С-метианином некоторых видов церебральных глиом// Лучевая диагностика на рубеже столетий: Сб. статей под ред. Трофимовой Т.Н. СПб.- 1999.- С. 19-20

63. Минакова Е.И., Ломанов М.Ф. Облучение внутричерепных новообразований у мелких животных узким пучком протонов высоких энергий// Мед. Радиология №2.- 1973.-С.29-35

64. Мисюк Н.С. Опыт интрацеребральных инъекций лекарственных веществ// Автореф. Дис. Док. Мед. наук,-1955г.

65. МожаевС.В., Низковолос В.Б., Субботин А.Е., ОчколясВ.Н. Криохирургия опухолей головного мозга// Современные минимально-инвазивные технологии: 6 международный симпозиум.- СПб.- 2001 С.262-264

66. Молоканов А.Г., Савченко О.В., Низковолос В.Б., Ломанов М.Ф. Сравнительная дозиметрия медицинских протонных пучков ИТЭФ ГКАЭ, ЛЯП ОИЯИ, и ЦНИРРИ МЗ СССР// Препринт ОИЯИ 16-18-876: Дубна.- 1982г.

67. МосиенкоВ.С., Кузьменко А.П., Сравнительное изучение эффективности криохирургического и оперативного лечения перевивных опухолей// Вопросы онкологии т. XXXV,№1 l.-l989.-С. 1336-1339

68. Муринец-Маркевич Б.Н.,Красников А.Р., Замошников В.Н., Кузнецова Н.В., Шнее С.Н. Криогенные инструменты и аппараты для стереотаксической нейрохирургии// Криобиология №2.- 1986.- С.44-47

69. Низковолос В.Б. Исследование и формирование дозных полей с высоким пространственным градиентом от пучков протонов с энергией 1000 Мэв.// Автореферат диссертации на соискание уч. ст. к.ф.-м.н.-Ленинград.- 1983г.

70. Низковолос В.Б. Реализация возможностей стереотаксических манипуляторов "Ореол" и "Низан" для решения клинических задач// III Съезд нейрохирургов России: СПб.- 2002.- С.472-473

71. Низковолос В.Б. Патент 2257178 Российская Федерация, МПК7 6 А 61 В 19/00 Способ наведения стереотаксического инструмента на целевуюточку головного мозга/ №2004118099/14; заявл. 16.06.2004; опубл. 27.07.2005, Бюл. №21.- 9с.

72. Низковолос В.Б., Абросимов Н.К., Воробьев А.А., Елисеев В.А., Карлин Д.Л. и др. Клинические и физико-технические исследования на синхроциклотроне ЛИЯФ АН СССР (Гатчина, Ленинград)// Мед. Радиология №8.- 1987.- С.10-16

73. Низковолос В.Б., Абросимов Н.К., Карлин Д.Л. Глубинные дозные поля при подвижном облучении пучками протонов с энергией 1000 МэВ// Препринт ЛИЯФ АН СССР № 203.- Л.-1986

74. Низковолос В.Б., Аничков А.Д. (СССР) А.С. 1736438 СССР, МКИ А 61 В 6/00. Стереоадаптер/.- №4834042/14, заявл. 03.04.90, опубл.30.05.92, Бюл. №20.- 2с.

75. Низковолос В.Б., Аничков А.Д. Параметры стереотаксических криовоздействий// Повреждения мозга (минимально-инвазивные способы диагностики и лечения): мат. 5-го международного симпозиума.- СПб.-1999.-С. 398-400

76. Низковолос В.Б., Аничков А.Д. Патент 2115377 Российская Федерация, МПК А 61 В 17/36. Устройство для криохирургического воздействия/ №94008033/14, заявл.02.03.94, опубл.20.07.98, Бюл.№20 -Зс.

77. Низковолос В.Б., Аничков А.Д. Патент 2125835 Российская Федерация, МПК7 6 А 61 В 6/08. Стереотаксическая система/ №94008031; заявл. 02.03.94; опубл. 10.02. 99, Бюл.№4. -4 с.

78. Низковолос В.Б., Аничков А.Д., Обляпин А.В. Применение криоинструмента при нейрохирургических операциях// Первый съезд нейрохирургов России: Екатеринбург.- 1995.- С. 186

79. Низковолос В.Б., Коннов Б.А., Мельников Л.А. А.С. 942687 СССР, МКИ3 А 61 В 6/00. Способ маркировки структур головного мозга./ (СССР).- №2990754/28-13; заявл.09.07.80; опубл. 15.07.82, Бюл.№26.-2С.

80. Низковолос В.Б., Коннов Б.А., Карлин Д.Л. Дозиметрия протонов с энергией 1000 Мэв в медико-биологических исследованиях// Мед. Радиология №7.- 1975.- С. 19-24

81. Низковолос В.Б., Конов Б.А., Мельников Л.А. Способ маркировки структур головного мозга// Авторское свидетельство на изобретение № 942687 от 16 марта 1982г.

82. Низковолос В.Б., Малов Ю.А. А.С. 1228665 СССР,. Позиционно-чувствительная ионизационная камера/ (СССР), заявитель Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова.- № 3782120/12, заявл. 15.08.84, зарег. 03.01.86.

83. НизковолосВ.Б., Кузнецов Э.А., Хазова Т.В., Дианина Е.С. Дозиметрический контроль дозных полей при облучении опухолей полости рта// Мед.радиология №6.- 1983,- С. 15-16.

84. Низковолос В.Б. Стереотаксис в нефункциональной нейрохирургии\\ Международная научно-практическая конференция «Малоинвазивная нейрохирургия» Сборник трудов.- СПб.- 2006.- С. 37-55.

85. Олюшин В.Е., Улитин А.Ю., Гуляев Д.А. Эпидимиология глиальных опухолей в Санкт-Петербурге// Ш съезд нейрохирургов России: СПб.-2002.- С.136-137

86. Парфенов В.Е., Свистов Д.И., Фокин В.Н., Холявин А.И., Низковолос

87. B.Б. Роль стереотаксической криотомии в лечении глиобластом\\ IV съезд нейрохирургов Россию.- Москва.- 2006.- С. 195.

88. Панаськов А.В., Джетымов В.Д., Василенко В.В. Использование стереотаксического аппарата НИЗАН в нейрохирургической практике// Повреждения мозга. (Минимально-инвазивные способы диагностики и лечения): V международный симпозиум.-СПб.- 1999.- С.400-402

89. Педаченко Г.А., Орлов Ю.А. Криохирургия артерио-венозных аневризм головного мозга// Вопросы нейрохирургии № 6.- 1977.- С. 3-6.

90. Писаревский А.А., Войтына С.В. Криохирургические инструменты // Мед техника.-1972.- С. 44-46.

91. Прохоров Г.Г. Основы криохирургии//СПб.-2004г.

92. Ромоданов А.П., Зозуля Ю.А., Лапоногов О.А., Скляр А.А. Криохирургическое лечение злокачественных опухолей глубоких отделов головного мозга в сочетании с химиотерапией// Вопросы нейрохирургии № 6.-1971,- С. 24-29

93. Ромоданов А.П., Лапоногов О.А. Наш опыт 420 стереотаксических операций// Неврол. психиатр. №5.-1971 С.641

94. Сипитый В.И. Криохирургическое лечение опухолей головного мозга Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук.- Харьков.-1979

95. Скворцова Т.Ю., Бродская З.Л., Рудас М.С., Гурчин А.Ф., Медведев

96. C.В. Мониторинг лечения церебральных глиом в свете позитронноэмиссионной томографии// III съезд нейрохирургов России: СПб.- 2002.-С.154

97. ТрофимоваТ.Н. Лучевая диагностика очаговых поражений головного мозга// Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук.- СПб.- 1998.

98. Тюбиана М., Ж.Дютрекс, А.Дютрекс, П.Жоке Физические основы лучевой терапии и радиологии// Москва.- Медицина.-1969

99. Филиппов Ю.П., Боярский М.Ю., Бродянский В.М., Птуха Т.П. Выбор рабочих температур криоинструментов для локального разрушения биологической ткани// Медицинская техника № 2- 1977.- С. 40-44

100. Ушакова Г.А., Низковолос В.Б. (СССР). А.С. 1782615 СССР, МКИ А 61 N 5/00. Способ дозиметрического контроля при лучевой терапии органов области таза и устройство для его осуществления/ № 4481074/14, заявл.04.07.88, опубл. 23.12.92, Бюл. № 47.-2с.

101. Харьковский Б.С. Определение важнейших параметров криовоздействия при лечении опухолей// Физические факторы в онкологии: Ташкент.- 1989.- С. 88-93

102. Холявин А.И., Халиков А.Д., Трофимова Т.Н., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. Расчетная стереотакснческая М-Р томография при подготовке к стереотаксической билатеральной цингулотомии// III Съезд нейрохирургов России: СПб.- 2002.- С.675

103. Шалимов С.А., Л.В. Кейсевич, А.А. Литвиненко, И.И. Волченкова Криохирургические методы лечения неоперабельных органов брюшной полости// инт.ж. Мужское здоровье.-13.10.03

104. Шальников А.И., Кандель Э.И., Кукин А.В. Дальнейшее усовершенствование прибора для локального замораживания подкорковых структур при стереотаксических операциях// Вопросы нейрохирургии N3.- 1970.-С.51-52.

105. Шустин В.А., Аничков А.Д., Корзенев А.В., Низковолос В.Б., Обляпин А.В. Психохирургия. (Современный этап в отечественной психоневрологии)// Первый съезд нейрохирургов России: Екатеринбург.-1995.- С. 322-323

106. Acampora S., Proteta G. Stereotaxic evacuation of hematomas (letter)// J.Neurosurg №62.-1985.- P 460-461.

107. Adams J.E., Seymour R.J., et. al. Trassphenoidal cryohypophysectomy in acromegaly // Neurosurgery-v.28 .- 1968.-P. 100-104.

108. Altukhov N.V. Encephalometric investigations of the brain relative tu the sex, age, and skul indexes//M. 1891

109. Anichkov A., Snarskis V. Nizkovolos V. Experimental brain inplantation of sources Te-125M//The 6-th Congress of Baltik neurosurgeons. Collection of papers.- Riga.- 1993.-P. 112-114

110. Anichkov A., Snarskis V., Nizkovolos V. Experimental investigation of Te-125M sources// Optimization of radio diagnostik and radiotherapy of canzer dieseases.- Palanga.- 1993.- P. 43-45

111. Anichkov A., Snarskis V., Nizkovolos V. Resalt of experemental Te-125M-sources implantation// The problems of Veterenary today. Materials of conference, Kaushidopus.- 1993.- P. 81-83

112. Anichkov A., Trofimova Т., Vodianov A., Nizkovolos V., Polonsky Y., Egorenkov V. MRT Guiding in stereotactic operations on brain// 2nd International MRI symposium.- Dusseldorf.- 1997.- P. 1176-1178

113. Arndt J. Dose planning of radiosurgical operations perfomed with the Lekssel Gamma unit// International workshop on proton and narrow photon beam therapy.- June 1989.- P. 144-147

114. Backlund E.O. Stereotaxic evacuation of hematomas (letter) J. Neurosurg Vol.62 1985.-P. 460-461

115. Backlund E.O., Hoist H. Controled subtotal evacuation of intracerebral hematomas by stereotactic technigue// Surg Neurol Vol. 9.- 1987.- P. 99-101

116. Bergstrom M., Eriksson L. Head fixation device for reproducible position alignment in transmission CT and positron-emission tomography// Technical note. J.Comput Assist Tomogr Vol.5.- 1989.-P. 136-141

117. Bernstein M., Gutin P.H. Interstetial irradiation of brain tumors// A review.- Neurosurg Vol.9.- 1981.-741-750

118. Betti O.O. Stereotactic radiosurgery with the linear accelerator// Neurosurgery Vol.24.- 1989.- P. 311-321

119. Betti O.O. Trietment of arteriovenous malfomations with a linear accelerator// Appl Neurophysiol. Vol.50.- 1987.- P.262

120. Betti O.O., Dereshinsky V.E. Hyperselective encephalic irradiation with linear accelerator// Acta Neurochir Suppl Vol.33.- 1984.- P. 385-390

121. Birg W., Mundinger F. X-ray and magnetic resonance stereotaxy for functional and nonfunctional neurosurgery// Appl Neurophysiol Vol.48.-1985.-P. 1985 22-29

122. Bjarngard B.E., Tsai J.S., Rice R.K. Doses on the central axes of narrow 6 MeV X-ray beams// Med. Phys. Vol.17.- 1990.- P. 794-799

123. Bova F.J. Radiation physics// Neurosurg. Clin North Am Vol.1.- 1990.- P. 909-931

124. Bova F.J., Friedman W.A. Stereotactic angiography: An inadeguate database for radiosurgery// Int J Radiat Oncol Biol Phys Vol.20.- 1991. P.891-895

125. Brahme A. Optimization of stationary and moving beam radiation therapy technigues// Radiother Oncol Vol.12.- 1988.- P. 129-140

126. British Standart N5288.-1976.

127. Brown R.A. A computerized tomography-computer graphics approach to Stereotactic localization. // J Neurosurg Vol.50. 1979.-P.715-720

128. Brown R.A., Roberts T.S. A Stereotactic frame and computer software for use with CT body scanners. // Szikla G. (ed.). INSERM Symposium №12, Paris, 1978. Elsevier: North-Holland Biomedical Press, 1979.

129. Carol M.P. Technical aspects of dynamic collimation// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery.- Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.-1999.- P. 711-718

130. Carol M.P., Grant W.H. The matchline problem as it applies to the Peacock 3-D conformal sistem for intensity modulation// Int J Radiat Oncol Biol Phys Vol.34.- 1996.- P. 183-187

131. Chandler H.C., Friedman W.A. Saccessful radiosurgical treatment of a dural arteriovenous malformation// Neurosurgery Vol.33.- 1993.- P.139-142

132. Chapter J. The history of stereotactic and functional neurosurgery// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery.- Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P.4-19

133. CoeJ., Ommaya K. Criosurgery of brain tumor// Neurosurgery Vol.11.-1964.- P. 102-109

134. Colombo F., A. Benetti, L. Casentini, F. Pozza Narrow photon beam linear accelerator radiosurgery: a six years experience// International, workshop on proton and narrow photon beam therapy.- June 1989.- P.56-64

135. Colombo F., Benedetti A., Pozza F., et. Al. External stereotactic irradiation by linear accelerator// Neurosurgery Vol.16.- 1985.- P. 154-160

136. Colombo F., Francescon P. Clinical linear accelerator radiosurgeiy// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P.757-762

137. Colombo F., Pozza F., Benetti A. et al. Linear accelerator radiosurgery of three-dimensional irregular targets// Stereot. Funct neurosurg N54-55.- 1990.-P.541-546

138. Colombo F., Pozza F., Chirego M. et al. Linear accelerator radiosurgery of arteriovenous malformations: An update// Neurosurgery Vol.34.- 1994.- P. 14-21

139. Colombo F., Zanardo A. Clinical employ of an original stereotactic apparatus//ActaNeurochir. Supll. Vol.33.- 1984,- P. 569-573

140. Conway L.M. Stereotactic diagnosis and treatment of intracranial tincluding an initial experience with kriosurgery for pinealomas// J. Neurosurgery Vol.38.- 1973.- P.453-460

141. Cooper I.S. Cryogenic cooling and freezing of the basal ganglia// Confin. Neurol. Vol. 22.- 1962.- P. 336-342

142. Cooper J. Chemopallidectomy: An investigative technigue in geriatric parkisonians//Science Vol.121.- 1955.- P. 217-218

143. Cosgrove G.R., Rauch S.L. Psychosurgery. // Neurosurg Clin N Am.-Vol. 6(1). 1995.-P.167-176

144. Cosgrove G.R., Zervas N.T. Interstetial radiosurgery// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.-1999.- P.619-630

145. Cosman E. R. Development and Technical features of the Cosman -Roberts Wells {CRW} stereotactic Sistem// Handbook of stereotactic Usingthe CRW Apparatus.- edited by F.P. Malcolm, G.T. Tjmas.- 1994.- P.l-53

146. Cosman E.R. Advances in CT and NMR stereotaxic systems and related methods of radio frequency and radiation therapy// Advanced technology in neurosurgery.- Ed. Pluchino F., Broggi G. . -Berlin/Heidelberg: Springer-Verlag, 1988.

147. Cosman E.R., Nashold B.S., Bedenbaugh P. Stereotactic Radiofreguency Lesion Making// Ster. und Fan. Neurosurgery. Vol. 46.-1983.- P. 160-166

148. Dinsmore M., Sliski A., Smith d., et al. A new miniature X-ray source for interstitial radiosurgery//Med.Phus. Vol. 1996

149. Dittmar C. Uber die Lage des sogenannten Gefassrentrums in der Medulla Oblongata// Bersaechs Ges. Wis. Leipzig, Math. Phys.№25.- 1873.- P. 449469,

150. Dyck P., Bouzardglov A., Gruskin P. Stereotactic biopsy and brachytherapy of brain tumors// Neurol.Res Vol.9.- 1987.- P.69-90

151. Endo S. Nishijima M. Takaku A. Cryosurgical retraction in the removal of intracranial vascular tumors-technical note// Neurologia Medico-Chirurgica. N33(1):- 1993.- P.44-5,Jap.

152. Ermakov I., Stukovsky 0., Vatnisky S., Chervjakov A., Kivinitty k. Dose measurements of narrow photon beam// International workshop on proton and narrow photon beam therapy: June 1989.- P. 131-137

153. Fabrikant J.I., Liman J.T., Hosobishi Y. Stereotactic heavy ion Bragg peak radiosurgery for intracranial vascular disorders: Method for trietment of deep arteriovenous malfomations// Br J Radiol Vol.57.- 1984.- P. 479-490

154. Fine HA Cancer-1993. Vol.71. - P. 2585-2597.

155. Flickinger J.C., Levine G., Maitz A., Lunsford L.D. Radioisotopes and radiophysics of brachytherapy// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P. 564-568

156. Flickinger JC Dosimetry and dose volume relationship in radiosurgery// Stereotactic radiosurgery. New York, McGraw-Hill, 1993

157. Fox J.L. The use of laser radiation as a surgical light knife// J.Surg Res Vol.9.- 1969.- P. 199-205

158. Friedman W.A., Bova F. J., Biatti J.M. Linac stereotactic radiosurgery. Clinical experience at the university of Florida.// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P.733-753

159. Friedman W.A., Bova F.J. LINAC radiosurgery for arteriovenous malformation//J.Neurosurg Vol.77.- 1992.- P. 832-841

160. Fukagai T. Tazawa K. Higaki Y. Imamura K. Changes in immunoparameters following cryosurgery in prostate cancer//. Hinyokika Kiyo Acta Urologica Japonica. Vol.36(3).- 1990.- P. 307-317

161. Gildenberg P.L. General concepts of stereotactic surgery. // In: Lunsford E.D. (ed). Modern stereotactic neurosurgery. Boston: Martinus Nijhoff Publishing, 1988. - P.l-12.

162. Gildenberg P.L., Kaufman H.H., Murthy K.S.K. Calculation of Stereotactic coordinates from the computed tomographic scan. // Neurosurgery. 1982. - Vol. 10. - P.580-586.

163. Gill S.S., Thomas D.G.T. A relocatable frame. // J. Neurol Neurosurg Psychiatry. 1989.-Vol. 52.-P. 1460-1461.

164. Goerss S.J., Kelly P.J., Kail B.A. A computed tomographic stereotactic adaptation system. // Neurosurgery. 1982. - Vol. 10. - P.375-379

165. Goerss S.J., Kelly P.J., Kail B.A. A computed tomographic stereotactic adaptation system. // Neurosurgery. 1982. - Vol. 10. -P.375-379

166. Granov A.M., Prokhorov D.G., Andreev A.P., Pinaev G.P., Prokhorov G.G.,Vlasova A.V.TEMPERATURE MEASURING AND EVALUATION OF

167. TUMOR CELLS VIABILITY IN DIFFERENT ZONES OF AN ICE-BALL. PRACTICAL APPLICATION OF IN VITRO EXPERIMENTS RESULTS// Pros. First Europian Congress of Cryosurgery, Spain, 04.2000.

168. Gutin P.H., Philips T.L., Wara W.M. et al Brachitherapy of recurrent malignant brain tumors with removable high-activity Iodine-125 sources// J. Neurosurger Vol.60.- 1984.- P. 61-68

169. Hartman G.H., B. Kimming, V. Sturm, W. Sclegel, W.J. Lorenz Convergent beam irradiations with narrow beams at the deutsces krebsforshungszentrum in Heidelberg// International workshop on proton and narrow photon beam therapy.- June 1989.- P.86-91

170. Hartman G.H., Shlagel W., Sturm V. Cerebral radiation surgery using moving field irradiation at a linear accelerator facility// Int. J. Radiat. Oncol. Biol Phys. Vol.11.- 1985.- P. 1185-1192

171. Heilbrun M.P. Image-guided stereotactic surgery: Adjunct technical advances. // In: Wilkins R.H., Rengachary S.S. (eds) Neurosurgery Update II. New York: McGraw-Hill, 1991. P.373-378.

172. Higgins A.S., Nashold B.S. Modification of instrument for stereotactic evacuation of intracerebral hematomas. Technical note.// Neusurgery Vol. 7.1980.- P. 604-605

173. Higgins A.S., Nashold B.S., Cosman E. Stereotactic evacuation of primary intracerebral hematomas: New instrumentation// Appl Neurophysiol N45.-1982.- P. 438-442

174. Hilaris B.S. (ed) Handbook of interstitial brachytherapy// Acton, MA: Publishing Sciences Group N1.-1975

175. Hilaris B.S., Hait G.J., German J. The use of iodine-125 for interstitial implants// DHEM Publication (FDA) 78-8022.- 1975

176. Horsley V., Clarke R.H. The Structure and functions of the cerebellum examened by a new method//Brain Vol.31.- 1908.-P. 45-123.

177. Huhn S.L., Prados M., Gutin P., Sneed P. Brachytherapy boost in adjuvant treatment of malignant glioma// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P. 581-587

178. Kandel E.I., Peresedov v.v. Stereotaxic evacuation of spontaneous intracerebral hematomas//J. Neurosurg VOL.62.- 1985.- 206-213

179. Kelly P.J., Kail B.A., Goers S., Earnest F. Present and future developments of stereotactic technology. // Appl. Neurophysiol. Vol. 48 1985.- P.l-6

180. Kindsley D.P., Bergstrom M., Berggren B. A critical evalution of two methods of head fixation//Neuroradiology Vol.19.- 1980,- P. 1-6

181. Kjellberg .N., Hanamura Т., et al. Bragg peak proton beam therapy for arteriovenous malformations of the brain// N Engl J Med. Vol.309.- 1983.- P. 269-274

182. Kjellberg N. Bragg peak proton radiosurgical hypophisectomy for pituitary adenomas// Использование протонных пучков в лучевой терапии: Труды Первого Международного семинара.- М., Атомиздат.- 1979.- вып.З.- С. 22-36

183. Kobayashi Т., Kida Y., Tanaka Т. et al. Interstitial hyperthermia of malignant brain tumors by implant heating system. Clinical experience// Neurooncol. Vol.10.-1991.- P.153-163

184. Koehler A.M., Preston W.H. Protons in radiationtherapy. Comparative dose distribution for protons, photons, and electrons// Radiology. Vol. 104.1972, P. 191-195

185. Kondziolka D., Dempsey P.K., Lunsford L.D., Kestle J.R.W, Dolan E.J., Kanal E., Tasker R.R. A comparison between Magnetic Resonance Imaging and Computed Tomography for Stereotactic Coordinate Determination// Neurosurgery Vol.30.- 1992.- P.402-407

186. Kondziolka D., Flickinger J.C. Use of magnetic resonance imaging in stereotactic surgery// Stereotact Funct Neurosurg. Vol. 66(4).-1996.-P.193-197

187. Kondziolka D., L.D. Lunsford, J.C. Flickinger Gamma knife radiosurgery: Indications, Technigues, and resuls in 546 patiens with cerebral vascular malformations or brain tumors//Medical Care Int. Vol.1, N1,1991.

188. Kondziolka D., Lunsford L.D., Coffey R.J. Stereotactic radiosurgery of angiograpfically occult vascular malformations: Indications and preliminary experience//Neurosurgery Vol.27.- 1990.- P. 892-900

189. Konnov B.A., Nizkovolos V.B., Kozina T.N. u.a. Radiobiologische charakteristik fur das medizinisce protonenbundel mit einer Energie von 1000 Mev// Radiobiol. Radiother.Vol.22.- 1981.- P. 225-232

190. Kooy H.M., Bellerive M. R., Loeffler J.S. Technical concepts of linac radiosurgery dosimetry// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P. 687-704

191. Krishnaswamy V. Dose distribution around an 125-1 seed source in tissue// Radiology Vol.125.- 1978.- P. 489-491

192. Laitinen L.A. A new Stereoencephalotome//Zbl. Neurochir. Bd. 32 H.l-2.-1971.- P. 67-73

193. Laitinen L.V., Liliequist В., Fagerlund M., Eriksson A.T. An adapter for computed tomography-guided stereotaxis// Surg. Neurol. Vol. 23.- 1985 P.559-566

194. Laperriere J. Radiobiology of brachytherapy Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P. 569-575

195. Larson В., Carlson J., Forsberg J.O., Graffman S., Jung B. Protons in radioterapy-scientific and technical aspects// Использование протонных пучков в протонной терапии: Труды Первого Международного семинара. М. Атомиздат.- 1979.- вып.1.-С. 5-15

196. Lawrense S.H. Proton irradiation of the pituitary// Cancer Vol 10.- 1957.-P. 795-798

197. Leksel L. A stereotaxic apparatus for intracerebral surgery// Acta Chir. Scan. Vol.99, N3.- 1949.- P.229-233

198. Leksel L. The stereotaxic method and radiosurgery of the brain// Acta Chir. Scan. Vol. 102.- 1951.- P. 316-319

199. Leksell L., Jernberg B. Stereotaxis and tomography: A technical note// Acta Neurochir (Wien) Vol. 52.- 1980 P. 1-7

200. Leksell L., Leksell D., Schwebel J. Stereotaxis and nuclear magnetic resonance// J. Neurol Neurosurg Psychiatry Vol. 48. -1985.- P.14-18

201. Leksell L., Lindguist C., Adler J.R. et al. A new fixation device for the Leksell stereotactic system: Technical note// J. Neurosurg Vol.66.- 1987.- P. 626-629

202. Levy R.P., Fabrikant J. I. et al. Charged-particle radiosurgery of the brain// Neurosurg Clin North Am Vol.1.- 1990. P. 955-990

203. Linguist С., d. Prasad, L. Steiner Technical aspects of gamma knife stereotactic radiosurgery// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P. 669-685

204. Lunsford L.D. ed. Modern stereotactic neurosurgery// USA.-1987

205. Lunsford L.D., Flickinger J., Lingner В., Maitz Z.A. Stereotactic radiosurgery of the brain using the first United States 201 Cobalt 60 source gamma knife// Neurosurgery Vol.24.- 1989.-P. 151-159

206. Lutz W., Winston K.R., Maleki N.M. A system for stereotactic radiosurgery with a linear accelerator// Int J Radiat Oncol Biol Phys Vol. 14.1988.- P. 373-381

207. Luxton G., Petrovich Z., Jozself G. et al. Stereotactic radiosurgery: Principles and comparison of treatment methods// Neurosurgery Vol.32.-1993.- P. 241-259

208. Maroon JC. Bailes JE Cryoprobe-assisted removal of spinal cord tumors: technical note// Surgical Neurology Vol. 43(3).- 1995.- P. 265-266

209. Maroon JC. Onik G. Quigley MR. Bailes JE. Wilberger JE. Kennerdell JS. Cryosurgery re-visited for the removal and destruction of brain, spinal and orbital tumours//Neurological Research. Vol. 14(4).- 1992 P. 294-302

210. Matsumoto K., Hondo H. CT-guided stereotaxic evacuation of hypertensive intracerebral hematomas// J Neurosurg. Vol. 61.- 1984.- P. 440448

211. Matsumoto K., Miyako H., Shichijo F. CT-controlled stereotactic surgery// Appl. Neurophys. Vol. 46.- 1985.- P. 39-44

212. Maxvell R.E., Mollman H.D., Lung G. Magnetic resonance directed stereotaxis in functional neurosurgery and neuro-oncology// Dallas.- AANS.- 1987

213. Meeks S.L., Bova F.J., Friedman W.A. Technical aspects of radiation physics// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P. 649-665

214. Metyolkina L. Peresedov V. Transnasal stereotactic surgery of pituitary adenomas concomitant with acromegaly// Stereotactic and Functional Neurosurgery Vol. 65(1-4).- 1995.-P. 184-186

215. Mundinger F Technik und Ergebnise der interstitiellen Hirntumorbestrahlung// In Heilman HP (ed): Handbuch der Medizinischen Radiologie.-Berlin: Springer Verlag.- 1985.-P. 179-214.

216. Mundinger F, Birg W. Stereotactic biopsy of intracranial processes// Acta Neurochir (suppl) (wien) Vol. 33.- 1984.- P. 219-224

217. Mundinger F. CT stereotactic biopsy for optimizing the therapy of intercranial processes// Acta Neurochir (suppl) (Wien) Vol 35.- 1985. P. 7074

218. Nariai Т., Tanaka Y., Wakimoto H., et al. Usefulness of L-methyl-nC. metionine-positron emission tomography as a biological monitoring tool in the treatment of glioma//J Neurosurg Vol 103.- 2005.- P. 498-507

219. Nedzi L.A., Kooy H.M. et al. Dinamic field shaping for stereotactic radiosurgery: A modeling stady// Int J Radiat Oncol Biol Phys Vol. 25.1993.- P. 859-870

220. Norell H.A. A Clinicopatologie analisis of criohypofisectomy in patiens with advanced cancer// CancerVol.25.- 1970.- P. 1050-1060

221. Ostertag В., H.D. Mennel, M. Kiesling Stereotactic biopsy of brain tumor// Surg. Neurol. Vol.14.- 1980.-P. 275-283

222. Ostertag C.B., Grootius D. Experimental data on early and late morphologic effects of permanently implanted gamma and beta sources ( iridium-192, iodine-125 and ytrium-90) in the brain// Acta neurochir (Suppl) (wien) Vol.33.- 1984.- P. 271-280

223. Patronas N.J., De Chiro G.D., et al. Work in progress: F-18 fluorodeoxyglucose and positron emission tomography in the evalution of radiation necrosis of the brain// Radiology Vol.144.- 1992.- P. 885-889

224. Pell M.F., Thomas D.G. Handbook of stereotaxy. Using the CRW apparatus //1994.

225. Pike G.B., Podgorsak E.B. et al. Dose distribution in radiosurgery// Med Phys. Vol. 17.- 1990.- P. 296-304

226. Pirotte В., Goldman S., Massager N. et al. Comparison of 18F-FDG and nC-metionine for PET-Guided stereotactic brain biopsy of gliomas// J Nucl Med Vol 45.-2004,-P. 1293-1298

227. Podgorsak E.B. Physics for radiosurgery with linear accelerators// Neurosurg. Clin North Am Vol.3.- 1992.- P. 9-34

228. Podgorsak E.B., A. Oliever, M.Pia Physical aspects of dinamic stereotactic radiosurgery// APPL Neurophysiol. Vol.50.- 1987.- P. 263-268

229. Podgorsak E.B., A. Oliever, M.Pia, P.Y. Lefebvre Dinamic stereotactic radiosurgery// Int. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol.14.- 1989.- P. 115-125

230. Proceedings from the Xlth World Congress of Cryosurgery Lisbon , Portugal October 5th 7th, 2001 ; FIRST EUROPEAN CONGRESS OF CRYOSURGERY March 30 till April 2, 2000, Palacio Miramar, Donostia-San Sebastian, Spain

231. Rice R.K., Hansen J.I. et al. Measurement of dose distribution in small beams of 6 MV x-rays// Phys Med Biol Vol.32.- 1987.-P. 1087-1099

232. Riechert Т., Mundinger F Stereotaktische Gerate. In: Einfurung in die stereotaktishen Operationen// Bd. I. Stuttgart.- 1959.- P. 436-471

233. Roux F.X., Merienne L. et al. Laser Interstitial thermotherapy in stereotactical neurosurgery// Lasers Med. Ski J. Vol.4.- 1992.- P. 121-126

234. Rowbotam A.K. Extra vascular brain cooling of the brain in man// J. Neurosurg Vol.3.- 1959.- P. 21-27

235. Rubinsky B. Cryosurgery// University of California at Berkeley (Annual Reviews in Biomedical Engineering, 2000).

236. Salcman M. Samaras G.M. Hyperthermia for brain tumors: Biophysical rationale//Neurosurgery Vol.9.-1981.- P. 327-335

237. Salcman M. The use of hypertermia in stereotactic brachytherapy//Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker.- 1999.- P.629-633

238. Shustin V., Anichkov A., Korsenev A., Polonsky Y., Nizkovolos V. Differential Approach to psychosurgery of obsessive disorders// Stereotactic and Functional Neurosurgery Vol.1.- 1998.- P. 226-230

239. Slater J.M., M.D. Fack, The proton treatment center at Loma Linda university medical center: rationale for and description of its development// Int. J. Radiation Oncology Biol.Phys. Vol.22.- 1991.- P.383-389,

240. Slavin K.V., Zija C. Akar, Nadav Dujovny Lasers in stereotactic neurosurgery// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Editors P.L. Gildenberg, r.r, Tasker.- 1999.- P. 381-390

241. Sneed P.K., Gutin P.H., et al. Thermoradiotherapy of recurrent malignant brain tumors// Int J Radiat Oncol Biol Phys Vol.23.- 1992.- P. 853-861

242. Son-Tung Chin Tsoo et.al. Iodine-125 implanted sources// Med. Phys. Vol.17, N5.- 1990.- P. 815-825

243. Spiegel E., Wucis H. Stereoencephalotomy (talamotomy and relatted procedure) pat.l: Methods and stereotaxic atlas of the human brain// New York.-1952

244. Spiegel E.A., H. Wycis Stereoencephalotomy .Methods and stereotaxic atlas of human brain//New York: Grune a. Station.- 1952.- P.206

245. Spiegel E.A., Wycis H.T., Lee A.S. Stereotactic apparatus for operations on the human brain// Science Vol. 106.- 1947.- P. 349-350

246. Sturm V., Kober В., Hover K.H. et al. Stereotactic percutaneons irradiation of brain metastases with a linear accelerator// Int. J. Radiat. Oncol. Biol Phys. Vol.13.- 1987.- P. 279-282

247. Sungeun Kim, June-key Chung, So-Huang Im et al. 11С metionine PET as ab prognosis marker in patients with gliomas comparison with 18F FDG PET// Eur О Nucl Med Mol Imaging Vol 32.-2005.-P.52-59

248. Suvorov L.A., Tchelsov A.N. Nucl. Instr. And Methods in Physics Research.- A-282.- 1989.- P. 286-288

249. Talairach J., Ruggiero G. et. al. A new method of treatment of inoperable brain tumours by stereotaxic implantation of radioactive gold- a preliminary report//Brit. J. Radiol.Vol.28.- 1955.-P.62-74

250. Tatter S.B., W.E. Butler, P.H. Chapman Technical and clinical aspects of proton-beam stereotactic radiosurgery// Textbook of stereotactic and functional neurosurgery. Ed. P.L. Gildenberg, R.R. Tasker 1999.-P. 705-710

251. Ten Haken R.K., Diaz R.F., McShan D.L., et al. From manual to 3-D computerized treatment planning for 125-1 stereotactic brain implants// Int J Radiat Oncol Biol Phys Vol.15.- 1988.- P. 467-480

252. Tobias C.A., Anger A.O., Lawrense J.H. Radiological use high-energy deutrons and alfa particles// Amer.J. Roentgenol, v.67- 1952.- P.l-21.

253. Trofimova Т., Anichkov A., Polonsky Y., Nizkovolos V. MRI stereotactic guidance in functional neurosurgery// Europian Radiology V.10 №2.-Abstracts.-2000.- .p. 136

254. Van Laere K., Ceyssens S., Van Calenberg F. et al. Direct comparison of 18F-FDG and 1 lC-metionine PET in suspected of glioma: sensitivity, inter-observer variabilityund prognosis value// Eur О Nucl Med Mol Imaging Vol 32.- 2005,- P.39-51

255. Williamson J.F. The use of Iodine-125 in radiosurgery/ZMed.Phys. Vol.15, N5.- 1988.-P. 684-694

256. Wilson R.R. Radiological use of fast protons// Radiology Vol.47.- 1946.- P 487-491

257. Winston K.R., Lutz W. Linear accelerator as a neurosurgical tool for stereotactic radiosurgery//Neurosurgery.Vol. 22.- 1988.- P. 454-464

258. Wu A. Physics and dosimetry of the Gamma-knife// Neurosurg. Clin North Am Vol.3.- 1992.-P. 35-50

259. Wu QQ. The application of liquid nitrogen cryosurgery in adjuvant to surgical treatment of spinal tumor//. Chinese. Chung-Hua Wai Ко Tsa Chih [Chinese Journal of Surgery]. Vol. 31(2).- 1993.-P. 85-7

260. Yamamoto M., Jimbo M., Kobayashi M. et al. Long-term results of radiosurgery for arteriovenous malformation. Neurodiagnostic imaging and histological studies of angiographically confirmed nidus obliteration// Surg Neurol Vol.37.- 1992.- P. 219-230

261. Yang S. Freezing cancer cells leaves them more susceptible to attack by anti-cancer drug, new study finds// Media Relations 14.05. 2002

262. Yiggins A.C., Nashold B.S. Stereotactic evacuation of intracerebral hematoma// In Modern stereotactic neurosurgery.- 1987.- P. 217-227

263. Yokote H., Komai N., Nakai E. at al. Stereotactic hyperthermia for brain tumors// Stereot.Func.Neurosurg. Vol.54-55.- 1990.- P. 506-513

264. Zernov D., j. Practic, Vol.19.- 1890.- P. 302

Информация о работе

Низковолос, Владимир Беньевич
доктора технических наук
Санкт-Петербург, 2007
ВАК 03.00.02

Диссертация

Биофизическое и медико-техническое обоснование локальных воздействий на ткани мозга для стереотаксической нейрохирургии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Биофизическое и медико-техническое обоснование локальных воздействий на ткани мозга для стереотаксической нейрохирургии - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы