Ультразвук давно стал рабочим инструментом в онкологии, однако традиционные тепловые подходы не всегда дают максимальный эффект. На физическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова, в лаборатории медицинского и промышленного ультразвука (LIMU), представили усовершенствованный вариант гистотрипсии — метод неинвазивного разрушения опухолей, работающий мягко по пути к цели и при этом мощно в области фокуса. Результаты демонстрируют высокий потенциал технологии для клинической практики и вдохновляют на дальнейшее развитие направления.
Как работает новая гистотрипсия
Суть подхода — в бесконтактной фокусировке акустической энергии: излучатель остается вне тела пациента, а ультразвуковая волна проходит через кожу и здоровые ткани, накапливаясь строго в заданной точке внутри опухоли. Энергия на пути следования мала, поэтому окружающие органы и кожа не страдают. В фокусе же формируется облако микропузырьков, запускающих кавитационные процессы. Эти микроскопические «удары» механически измельчают опухолевую ткань до субклеточных фрагментов и переводят ее в полужидкое состояние, создавая условия для безопасного удаления продуктов разрушения естественным образом.
Точная геометрия фокуса и возможность управлять глубиной и формой воздействия позволяют адресно обрабатывать опухолевые узлы, даже если они расположены в сложных анатомических областях. Благодаря этому метод выглядит перспективно для ситуаций, где важна ювелирная селективность и сохранность функционально значимых структур вокруг очага.
Импульсы вместо нагрева
Ключевое отличие от «классической» гистотрипсии с тепловым компонентом — режим коротких импульсов длительностью порядка 1–10 миллисекунд. Пакеты волн действуют на ткань механически и не приводят к ее значимому нагреву. Это устраняет проблему перегрева и снижает чувствительность результата к кровотоку, который при тепловых методиках способен уносить тепло и уменьшать итоговую дозу в зоне интереса. В новой реализации энергия расходуется на формирование и динамику микропузырьков, а не на нагрев, благодаря чему достигается устойчивый эффект разрушения при минимальной нагрузке на окружающие ткани.
Отсутствие необходимости поддерживать температуру в терапевтическом диапазоне избавляет от сложной термометрии и повышает воспроизводимость. Кроме того, механический характер воздействия снижает риск коллатерального повреждения и способствует щадящему отношению к физиологии органа-мишени.
Управление и визуализация процесса
Еще одно важное преимущество — возможность контролировать процедуру с помощью стандартного ультразвукового сканера. Оператор в реальном времени видит положение фокуса, динамику акустической активности и отклик ткани. Такой мониторинг удешевляет и упрощает процедуру, поскольку отпадает потребность в дорогостоящих МРТ-установках для термоконтроля. В результате расширяется доступность технологии: ее легче внедрять как в крупных федеральных центрах, так и в региональных клиниках с современным УЗ-оборудованием.
Неинвазивный характер вмешательства — еще один источник клинических бонусов. Отсутствие разрезов исключает риски инфицирования раны, минимизирует травматичность и сокращает период восстановления. Пациенты потенциально могут проходить процедуру амбулаторно, с быстрым возвратом к повседневной активности.
От модели к клинике: лейомиосаркома как тестовый пример
Команда физического факультета МГУ совместно со специалистами Медицинского научно-образовательного института (МНОИ) и факультета фундаментальной медицины МГУ в качестве модели выбрала лейомиосаркому — опухоль, возникающую в мягких тканях, включая матку или брюшную полость. Такой выбор логичен: именно мягкотканые образования часто становятся кандидатом для неинвазивной ультразвуковой абляции. Исследователи провели настройку режима импульсов, подбирая параметры для максимальной селективности и эффективности, и показали, что ткань опухоли поддается контролируемому механическому фрагментированию при сохранении безопасности окружающих структур.
Технологический стек включает акустическую апертуру с точной фокусировкой, систему наведения и режимы, оптимизированные под конкретные ткани и глубину очага. Такой индивидуализированный подход предполагает адаптацию под размер, форму и расположение опухоли, что важно для реальных клинических сценариев, когда анатомия и биомеханические свойства пациента существенно варьируют.
Показания, ограничения и дополнительные возможности
Перспективные области применения — опухоли мягких тканей, в том числе саркомы, где требуется точное и бережное воздействие. Метод обещает быть полезным там, где тепловые способы ограничены: рядом с крупными сосудами или в зонах с выраженным кровотоком. Ювелирная фокусировка и механический характер разрушающего действия открывают путь к лечению сложных анатомических областей с минимальным риском для функционально значимых структур.
Существуют и объективные ограничения. Костная ткань отражает и рассеивает ультразвуковые волны, поэтому доступ к некоторым глубоко расположенным очагам в костях затруднен. Тем не менее для доброкачественных образований мягких тканей, а также для крупных гематом, перекрывающих кровоток, такой подход выглядит особенно привлекательным: кавитация позволяет быстро ликвидировать плотные сгустки, теоретически ускоряя восстановление перфузии.
Преимущества для пациента и системы здравоохранения
Суммарный клинический портрет метода складывается из нескольких сильных сторон: неинвазивность, отсутствие термического повреждения, возможность оперативного контроля с помощью УЗИ, сокращение реабилитации и, как следствие, снижение нагрузки на стационары. Повторяемость и гибкость параметров позволяют планировать мультимодальную терапию: сочетать ультразвуковую обработку с фармакологическими или лучевыми подходами, оптимизируя последовательность и дозы.
Системно это означает более широкую доступность высокотехнологичной помощи. При должном оснащении и обучении персонала процедуры потенциально могут выполняться в формате дневного стационара, что повышает пропускную способность отделений и делает лечение менее затратным для пациента и клиники.
Команда, поддержка и перспективы внедрения
Проект объединяет экспертизу физиков и врачей МГУ: лаборатория медицинского и промышленного ультразвука (LIMU), Медицинский научно-образовательный институт (МНОИ) и факультет фундаментальной медицины выстроили общую технологическую платформу — от моделирования и экспериментальных стендов до прототипов лечебных модулей и стандартов контроля. Следующий этап — расширенные доклинические исследования, подготовка к клиническим испытаниям, совершенствование интерфейсов управления и алгоритмов наведения.
Параллельно команда работает над инженерной «упаковкой» решения: эргономикой, безопасностью, интеграцией с существующими системами визуализации и протоколами документооборота. Цель очевидна и вдохновляюща: превратить перспективную технологию в удобный для врача инструмент, который можно масштабировать и внедрять в различных медицинских учреждениях.
В долгосрочной перспективе ожидается создание линейки аппаратов под разные задачи — от компактных систем для амбулаторных процедур до высокомощных комплексов для онкологических центров. Технология способна стать важной составляющей персонализированной онкологической помощи, где параметры воздействия настраиваются под конкретного пациента и конкретную опухоль.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
