Способ лечения методом локальной гипертермии и устройство для его осуществления

Способ лечения методом локальной гипертермии и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно для создания локальной гипертермии при лечении онкологических и других заболеваний. Способ для лечения методом локальной гипертермии включает получение ионизацией газов и паров воды ионно-радиационной плазмы и воздействие ею на объект лечения. Ионно-радиационую плазму получают нагревом резистивным током накала коронирующего электрода и последовательно повторяющимися импульсами напряжения короны. Напряжение короны медленно растет до его амплитудного значения и затем резко падает. В ионно-радиационную плазму дополнительно вводят капли ртути и воды. Капли впрыскивают генератором капель посредством электро-гидравлического импульсного давления. Эмиссия капель соответствует частоте переменного тока питающей сети. Плазму ускоряют продольным полем, охватывающим плазменную камеру. Способ осуществляют с помощью устройства для лечения методом локальной гипертермии, содержащего коронирующий электрод с блоком умножения напряжения с возможностью задания пульсации выходного напряжения короны. Коронирующий электрод и капельница установлены в плазменной камере, которая подведена к плазмопроводу магнитного ускорителя. Плазмопровод соединен с гибким зондом с эластичной электрически нейтральной термостойкой иглой на рабочем конце. Катушки электромагнитов плазменной камеры и плазмопровода создают продольное и вращающееся магнитное поле. В результате изобретения достигается получение ионно-радиационной плазмы широкого спектра излучения при повышении эффективности и управляемости процессом терапевтического воздействия. 2 с. п. и 3 з. п. ф-лы., 6 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при изучении энергетического обмена в живой клетке в процессе ее термообработки, нагреве и раскислении крови для создания гипертермии при лечении в онкологии и лечении от СПИДА.

Известен способ для лечения злокачественных опухолей методом локальной гипертермии (US, 5067952, A 61 B 17/36, 1991) заключающийся в том, что создают ионизацией газов и паров воды ионно-радиационной плазму и воздействуют ею на объект лечения. Способ проводят с помощью устройства, содержащего коронирующий электрод,соединенный с блоком умножения напряжения, задающим пульсацию выходного напряжения короны.

Недостатками данного способа являются его сложность, высокая энергоемкость, нетехнологичность и значительная продолжительность как в достижении требуемой температуры, так и в продолжительности сеанса лечения.

Целью изобретения является повышение эффективности и управляемости процессом ионно-радиационной терапии за счет излучения плазмы с широким спектром изучения.

Сущность изобретения заключается в том, что ионизацией газов и паров воды получают ионно-радиационную плазму и воздействуют ею на объект лечения, при этом ионно-радиационную плазму получают нагревом резистивным током канала коронирующего электрода и последовательно повторяющимися импульсами напряжения короны с медленным ростом его до амплитудного значения и затем его резким спадом.

Возможно также введение в плазму капель, которые впрыскивают генератором капель посредством электрогидравлического импульсного давления, при этом эмиссия капель соответствует двойной частоте переменного тока питающей сети, а ионно-радиационную плазму ускоряют продольным магнитным полем, охватывающим плазменную камеру.

В качестве капель возможно использование капель воды и ртути.

Способ основан на том, что злокачественные опухоли и их метастазы характеризуются более повышенными температурами, по сравнению со здоровыми тканями и частями тела человека. При интенсивном окислительном процессе в раковых клетках температура достигает 38-40^oC. Эта температура является оптимальной для роста злокачественных клеток. Рентгеновскими лучами, электротермомерами и тепловизорами можно определить как одиночные, так и множественные раковые новообразования и их метастазы. Приостановить развитие или летализовать раковые клетки возможно с помощью энергообмена в живой клетке гуморальным или нейро-рефлекторным методами. Известно, что водородные связи белков нарушаются при 60^oC. Следовательно, температурный диапазон от развития и роста живой ткани до ее гибели составляет от 36 до 60^oC. При активном развитии злокачественных клеток их температура превышает температуру здоровых клеток на 2-4^oC. При локальной гипертермии, с нагревом раковых и здоровых клеток на 4^oC температура раковых клеток составляет 42-44^oC, а здоровых 40^oC. Если все клетки нагреть до температуры выживания здоровых клеток до 45,5^oC, то температура раковых клеток составит 47,5-49,5^oC. При этой температуре погибнут раковые клетки значительно быстрее, чем при температуре здоровых клеток. Гуморальный теплоэнергетический обмен в раковых клетках обеспечивается снятием окислительного процесса. Поднять окислительные свойства крови можно насыщением ее отрицательными ионами атомарного кислорода. Биоэнергетический обмен в живой клетке при этом облегчается за счет уменьшения затрат энергии на получение кислорода из диссоциированного гемоглобина. Кислород в клетки ткани доставляется практически без диссоциации гемоглобина. Предлагаемый способ позволяют поднять окислительный процесс не только натуральной (больной или здоровой) крови, но и искусственной, без прочной связи отрицательных ионов атомарного кислорода с гемоглобином, даже вне эритроцитов. Режим обогащения крови кислородом осуществляется при температуре не превышающей 40^oC. В этом диапазоне температур, с точки зрения биоэнергетики обеспечивается гуморальный энергообмен в живых клетках. При более высоких температурах и воздействиях ионно- радиационной плазмой происходит энергетическая перестройка аминокислот и белков. Воздействие температурой и ионно-радиационными лучами приводит к диссоциации воды на ионы водорода и гидроксида. А последние создают пептидные связи одних аминокислот с другими. Так, например, присоединение OH^- - аминокислоты глицина с ионом H⁺ аминокислоты аланина образуется новая аминокислота глицилланина и выделение воды, уходящей транспирацией через кожу. Далее могут образовываться троичные соединения и перестройки белков, что приводит к определенным физиологическим процессам в живой ткани и организме в целом. Следовательно, при нейро-рефлекторном энергообмене изменяется биоэнергетика аминокислот при деформации белков. Это приводит не только к разрыву водородных связей, но и полной денатурации белков, клеток и тканей. Предлагаемый способ обеспечивает изменение не только гуморального и нейро-рефлекторного энергообменов в живой клетке, но и ее полную детализацию. Газом накачки является молекулярный кислород. Ионизация кислорода без доступа воздуха обеспечивает генерацию отрицательных ионов атомарного кислорода. При этом температура контролируемого локального участка не превышает 38-40^oC. Для снятия окислительного процесса температура повышается до 45^oC,а при локальной детализации клеток и тканей температура увеличивается до 60^oC и более. При сжигании мышечных и костных тканей температура плазмы будет определяться электронной, ионной и радиационной составляющими плазмы. Пульсирующая форма плазмы позволяет преодолевать тепловые (стоячие) волны и в крови, клетках и тканях живого организма. Вращающаяся и пульсирующая плазма обеспечивает увеличение глубины проникновения. Локальная гипертермия является частным случаем ионно- радиационной терапии. Последняя обеспечивает не только детализацию больной ткани, но и транспортировку к больной ткани лекарственных средств в ионной форме (тамоксифена, дихлорида ртути и др.). Для исключения влияния витурида (дихлорида ртути) на здоровые клетки, при его транспортировке к больным клеткам, в предлагаемом способе обеспечивается прямая транспортировка ртути в ионной форме прямо к больным тканям (опухолям), обеспечивая проникновение ионов ртути сквозь клеточные мембраны в цитоплазму клеток, разрушая дисульфидные мостики факторов роста онкоклеток.

Способ осуществляется с помощью устройства для лечения методом локальной гипертермии. Сущность которого состоит в том, что коронирующий электрод, соединенный с блоком умножения напряжения с возможностью задания пульсации выходного напряжения короны, размещен в плазменной камере, подведенной к плазмопроводу магнитного ускорителя, соединенному гибким зондом с эластичной электрически нейтральной термостойкой иглой на рабочем конце.

Кроме того, в плазменной камере установлены капельницы, а катушки электромагнитов плазменной камеры и плазмопровода выполнены с возможностью создания продольного и вращающегося магнитного поля.

На фиг. 1 показана плазменная камера с плазмопроводом; на фиг. 2 - зонд с иглой; на фиг. 3 - генератор капель воды; на фиг.4 - направление ударной волны в камере генератора капель; на фиг. 5 - электрическая схема подведения тока к коронирующему электроду; на фиг. 6 - кривая пульсирующего напряжения короны.

Устройство состоит из плазменной камеры 1 (фиг. 1), содержащей коронирующий электрод 2, капельницу воды, 3 штуцер для подачи газов 4, пробку гнезда крепления капельницы ртути или ртутно-кварцевой колбы высокого давления 5, окружающие камеру катушки электромагнитов 6, магнитопровода 7, коаксиального сердечника магнитопровода 8, огнеупорной футеровки плазменной камеры 9, в которой плазма ускоряется магнитного ускорителя плазмопровода с вращающимся магнитным полем 10, его сердечника 11 и катушки 12. На фиг. 1 изображена движущаяся плазма в плазменной камере (сплошные черные линии) с продольными магнитным полем и вращающаяся плазма в магнитном ускорителе-плазмопроводе. С помощью переходного наконечника 13 плазмопровода магнитный ускоритель соединяется с зондом,выполненным в виде гибкого каркаса (фиг.2), содержащего, как и магнитный ускоритель, катушки,обеспечивающие вращающиеся магнитное поле и магнитопровод из порошкового ферритового наполнителя. Гибкость плазмопровода обеспечивается эластичностью тканевого материала, выполненного на основе игольчатого электрокорунда. Из игольчатого электрокорунда выполняется плазменная камера и плазмопровод магнитного ускорителя. Катушки плазменной камеры, магнитного ускорителя и зонда сверху покрываются эластичным материалом из металлорезины. В целях безопасности эксплуатации металлорезиновые рукава соединяются с общей заземленной шиной (зануление). Поступление ионно-радиационной плазмы к отдельным клеткам, тканям и органам осуществляется через различные биологически нейтральные насадки, выполняемые термостойкими и эластичными. Они имеют разную форму, обеспечивающую подачу ионно- радиационной плазмы в желудок, молочную железу,матку и другие органы человека. На фиг. 2 плазма подается с помощью эластичной биологически и электрически нейтральной иглы 15.

Работа устройства при проведении способа осуществляется следующим образом. С помощью автотрансформатора АТР 2 (фиг.5)через повышающий трансформатор ТР 2 напряжение сети подается на блок умножения напряжения и коронирующий электрод 2. Конденсаторами C1 и C2 блока задаются пульсации выходного напряжения короны. С помощью штуцера 4 (фиг. 1) подается кислород в плазменную камеру. Автотрансформатором АТР 1 и трансформатором ТР 1 задается режим накала коронирующего электрода. Ионный ветер короны охлаждает коронирующий электрод. Температура нагрева коронирующего электрода и величина напряжения короны определяют условия генерации отрицательных ионов и ионной теплопроводности плазмы. При этом генерация озона исключается нагревом коронирующего электрода. При температурах,превышающих 120^oC,на коронирующем электроде озон распадается. Следовательно, накал коронирующего электрода и величина амплитудного напряжения короны исключают генерацию озона и окислов азота. Характер изменения формы кривой пульсирующего напряжения короны показан на фиг. 6. При росте напряжения от U₀ до амплитудного U_m концентрируется тепловая и электрическая энергия (градиенты напряженностей теплового и электрического полей), которая импульсом-вспышкой отдается в среду кислорода плазменной камеры 1. При этом генерируется электронно-ионная плазма из ионов атомарного кислорода. Плазма ускоряется продольным магнитным полем в плазменной камере и в пульсирующей форме поступает в плазмопровод 10 с вращающимся переменным магнитным полем. Далее вращающаяся и пульсирующая плазма поступает в зонд и через переходные насадки - к объекту воздействия. Для обеспечения легкости устройства частота тока рекомендуется 200, 400 Гц, применительно к частоте тока преобразователей, выпускаемых промышленностью. При генерации горячей плазмы, с помощью штуцера 4 подается газ - водород, капельницей 3 - вода. Коронирующий электрод при этом нагревается до 2000- 3000^oC, напряжение короны подается в пределах от 2 кВ (начало зажигания) до 80-100 кВ. Со временем подача водорода прекращается. При температурах 2000^oC и выше водород образуется за счет диссоциации воды на ионы водорода и гидроксила. Плотность и монохроматичность плазмы определяется режимом подачи воды и газов в плазменную камеру. Синхронность коронных вспышек и подача реактивов в плазменную камеру осуществляется в соответствии с принципиальной электрической схемой (фиг. 5) и генератора капель-капельницы (фиг. 3, 4). Капельница выполняется двухкамерной. Источником высокого напряжения, через конденсаторы C1 и C2 (фиг. 5) в каждую камеру капельницы поочередно подается высокое напряжение. При этом частота генерации капель зависит от величины высокого напряжения, подаваемого на электроды каждой капельницы и емкости конденсаторов C2 и C1. Импульсное высокое напряжение отрицательной полярности подается на раскаленный коронирующий электрод 2. Капли попадают в камеру при достижении на коронирующем электроде максимальных градиентов напряженностей электрического и теплового полей (штриховки на кривых напряжения по фиг. 6). Далее вращающаяся и пульсирующая плазма в зонд и к объекту воздействия через переходные насадки (игла, воронка, трубка и др.) На фиг. 4 показано направление ударной волны при импульсном разряде в воде или растворе капельницы. Ударная электрогидравлическая волна направлена под углом 90^o к выпускаемым каналам. Игольчатые электроды 16 выполнены из латуни. Один из электродов фиксируется гайкой 17 и имеет на конце хвостовик для регулирования расстояния между электродами (иглами). Этот электрод имеет общую массу по отношению к заземленной капельнице и всей системе. Другой электрод изолирован от корпуса капельницы шайбами 18, обеспечивающими электрическую прочность по отношению к корпусу. Высокое напряжение подводится к электроду с помощью шайбы и угловой гайки 19. Направление волны обеспечивается сферической поверхностью камеры капельниц. Пульсации давления гасятся пружинными демпферами 20, а игольчатая клапанная система обеспечивает подачу воды и растворов по трубопроводу 21, а осевые удары от каждой камеры гасятся эластичными мембранами 22. В процессе электрических импульсных разрядов в камерах капельницы изменяется pH воды, в сторону увеличения. При исходном pH воды 7 она возрастает на 0,8, а это улучшает устойчивость против коррозии металлических поверхностей камер капельниц и обеспечивает предварительную денатурацию воды, до поступления в плазменную камеру. При необходимости впрыскивания в камеру ртути применяется пьезоэлектрический преобразователь давления либо используется ртутно-кварцевая колба высокого давления, вворачиваемая в гнездо 5. Это обеспечивает получение жесткого ультрафиолетового спектра излучения совместно с ионным спектром газов и лекарственных средств.

Использование предлагаемого способа и устройства позволяет локализовать область воздействия электронно-лионной и терморадиационной плазмой с широким спектром излучения, обеспечивая окислительно-восстановительные процессы и нейрорефлекторное действие на отдельных участках, органах и клетках, при высокой технологичности и гибкости метода.

Формула изобретения

1. Способ лечения методом локальной гипертермии путем получения ионизацией газов и паров воды ионно-радиационной плазмы и воздействия ею на объект лечения, отличающийся тем, что ионно-радиационную плазму получают нагревом резистивным током накала коронирующего электрода и последовательно повторяющимися импульсами напряжения короны с медленным ростом его до амплитудного значения и затем его резким спадом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в ионно-радиационную плазму дополнительно вводят капли, которые впрыскивают генератором капель посредством электрогидравлического импульсного давления, при этом эмиссия капель соответствует частоте переменного тока питающей сети, а ионно-радиационную плазму ускоряют продольным магнитным полем, охватывающим плазменную камеру.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве капель используют капли ртути и воды.

4. Устройство для лечения методом локальной гипертермии, содержащее коронирующий электрод, соединенный с блоком умножения напряжения с возможностью задания пульсации выходного напряжения короны, отличающееся тем, что коронирующий электрод размещен в плазменной камере, подведенной к плазмопроводу ускорителя, соединенному гибким зондом с эластичной электрически нейтральной термостойкой иглой на рабочем конце.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что в плазменной камере установлен генератор капель, а катушки электромагнитов плазменной камеры и плазмопровода выполнены с возможностью создания продольного и вращающегося магнитного поля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6