СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОЙ МУЛЬТИВОЛНОВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РАДИОНЕЙРОИНЖЕНЕРИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА
METHOD FOR REMOTE ELECTROMAGNETIC MULTIWAVE RADIO NEUROENGINEERING OF HUMAN BRAIN

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам лечения заболеваний и повреждений головного мозга (ГМ) человека. Изобретение предназначено для проведения дистанционной мультиволновой электромагнитной радионейроинженерии (ДМВ ЭМ РНИ) нервной ткани (HT) ГМ человека и может быть использовано в комплексном лечении различных нервных и психических заболеваний в неврологии, психиатрии, нейрохирургии, нейроонкологии и регенеративной медицине.
Актуальность разработки и социально-экономическая потребность в данном изобретении обусловлена угрожающими тенденциями роста количества неврологических и психиатрических больных с органическими заболеваниями и травмами ГМ в мире за последние 50 лет и очень низкой эффективностью современной терапии нервных и психических болезней. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) за 2013 год, каждый третий человек на Земле страдает заболеванием головного мозга. Это стало следствием того, что закономерным исходом современного многомесячного, а в ряде случаев многолетнего, лечения большинства больных с тяжелыми заболеваниями и повреждениями мозга почти во всех ведущих клиниках мира является высокий уровень смертности пациентов, выраженный необратимый неврологический дефицит и исход тяжелого неврологического заболевания в распад, дезинтеграцию психической деятельности и слабоумие, а также глубокая инвалидизация и десоциализация неврологических и психиатрических пациентов после их лечения и полная дезадаптация этого контингента больных в обществе. Несмотря на низкие показатели эффективности поражений мозга, стоимость их лечения постоянно растет. Например, только одному Евросоюзу лечение заболеваний мозга обходится в 80 млрд. евро ежегодно (Human Brain Project, 2012). Другими словами, современное лечение нервных и психических болезней на практике пока малоэффективно и безуспешно, стоит очень дорого и занимает от нескольких недель до нескольких десятков лет.
В настоящее время современный стандарт лечения заболеваний мозга человека включает в себя в основном различные фармакологические препараты и известные способы реабилитационно-восстановительного лечения (физиотерапевтические процедуры, лечебная физкультура, гипербарическая оксигенация, массаж, акупунктура и т.д.). Поиск новых средств лечения нервных болезней и психиатрических расстройств и методов нейрореставрации мозга ведется постоянно.
За последние 20 лет предпринимались неоднократные, но малоэффективные попытки реставрации поврежденного мозга человека путем нейрохирургического реконструктивно-восстановительного лечения. Основными методами этого лечения были большие открытые реконструктивно-восстановительные нейрохирургические операции, технологии тканевой инженерии и методики имплантации в мозг нейроинженерных систем и устройств. На сегодня в мире не существует ни одного стандарта или официально одобренного протокола нейрореставрации, а все существующие медицинские технологии реконструкции поврежденного ГМ человека и млекопитающих представляют собой большей частью нейрохирургические и микрохирургические «импровизационные» схемы больших или малых операций на мозге и его сосудах или реконструктивно-восстановительных операций по тканевой инженерии мозга с применением стволовых клеток (СК) и различных биополимерных матриксов.
В мировой клинической практике реконструкции поврежденного мозга имеются также попытки применения различных способов восстановления морфологической структуры мозга, основанные на стандартных подходах применения технологий интервенционной рентгеноангионеврологии и функциональной нейрохирургии. Они базируются на методиках нейронавигации и малоинвазивных нейрохирургических вмешательствах (баллонная ангиопластика сосудов мозга, стереотаксическая радио- и криодеструкция нервной ткани, имплантация нейростимуляторов и т.д.) и стандартных манипуляциях сосудистой хирургии (симпатэктомия, блокады симпатических ганглиев, программная перфузия фармакологических препаратов и т.д.), применяемых в современной сосудистой нейрохирургии, функциональной нейрохирургии, нейроэндоскопической хирургии и рентгенохирургии. Все микронейрохирургические технологии, независимо от степени их инвазивности, пока еще никому в мире не позволили добиться полного излечения от нервных и психических заболеваний, а также получить реальное морфофункциональное восстановление поврежденного ГМ у человека, независимо от этиологии и патогенеза патологического процесса в мозге.
Усилия нейрохирургов и нейрореаниматологов по внедрению высокотехнологичных методов лечения нервных болезней привели к резкому увеличению количества выживших пациентов после перенесенных мозговых катастроф, почти несовместимых с жизнью (травм мозга, инсультов, интоксикаций) с массивным поражением мозговой ткани и мозговым дефектом. Обратной стороной этих фантастических «победных успехов» по выживанию острых неврологических пациентов с травмами мозга, несовместимыми с жизнью, и очевидных достижений современной реанимационно-анестезиологической медицины стал значительный рост числа нервно-психиатрических пациентов с крайне тяжелыми органическими поражениями мозга. Особенностью и спецификой этого контингента больных с органической патологией мозга является их клиническая бесперспективность в терапии существующими методами фармакологического лечения и невозможность восстановления продуктивной интеллектуальной жизни пациентов на современном этапе развития нейронаук. Как правило, наиболее частым исходом тяжелого неврологического заболевания или травмы мозга является хроническое вегетативное состояние в виде апаллического синдрома или синдрома акинетического мутизма (синдром запертого человека) или деменции (слабоумие). В большинстве своем пациенты, выжившие после таких тяжелых травм мозга, это глубокие инвалиды с полной трудовой и социальной дезадаптированностью в семье, быту и обществе.
Предполагается, что существенный прорыв в эффективности лечении органических заболеваний ГМ, возможно, будет достигнут в ближайшие 10 лет как следствие внедрения в современную неврологию и нейрохирургию инновационных технологий регенеративной медицины (тканевой инженерии, клеточной нейротрансплантации и клеточной терапии). Только за 2012-2013 годы в странах Евросоюза для лечения неврологических и психических больных были открыты более 80 государственных институтов регенеративной медицины и более 300 аналогичных институтов были организованы в США. Министерство обороны США сформировало на базе Wake-Forest University военный институт регенеративной медицины (IRM) и два научных консорциума (каждый из которых состоит из 16 государственных университетов) для решения этой проблемы и выделило на исследования более 300 млн долларов США. В функциональные обязанности этих новаторских учреждений входит создание инновационных технологий регенеративной медицины и, в том числе, разработка различных нейротехнологий реставрации поврежденного мозга. В последние годы это направление в медицине получило новое название - нейрореставрология. Создана Международная ассоциация по нейрореставрологии (IANR), которая считает основными инструментами и способами нейрореставрации инвазивные нейрохирургические технологии клеточной трансплантации и тканевой инженерии и биоинженерии ГМ.
Нейрореставрология - это быстро развивающееся мультидисциплинарное хирургическое направление биоинженерной науки, определяемой как новаторская область медицины, занимающаяся созданием «искусственных тканей» и восстановлением дефектов тканей. В этом новом научном медицинском направления выделена новая медицинская специальность - регенеративная медицина (РМ), которая описывает тканевую инженерию как хирургическую специальность, использующую клетки, инженерные материалы и подходящие биохимические факторы для улучшения или замещения биологических функций для развития медицины.
Создание имплантируемой биоконструкции или протеза искусственной ткани (в том числе и нервной) в современной биоинженерии и тканевой инженерии органов заставляет решать вопрос об оптимальном биоматериале, о типе используемых клеток, способе их культивирования in vitro в биореакторах, о разработке матриксов и возможности интегрировать живую биоинженерную конструкцию в мозг in vivo. При этом очевидно, что невозможно создать универсальную конструкцию a priori, которая полностью бы повторяла тончайшее равновесие структурных и биологических свойств естественных матриксов и клеточных систем ткани. Многие ткани, рассмотренные при большом увеличении, имеют случайную организацию. Однако природа функционирует таким образом, что все имеет свою системную организационную структуру. Именно по этой причине создание новой биологической организации в искусственной тканево-инженерной системе позволяет надеяться ученым на восстановление или замещение утраченной функции органа или ткани. Это в полной мере относится и к любой методологии реставрации ГМ человека.
Следует признать, что за более чем 30-летнюю историю существования научно-обоснованной методологии и технологии клеточной трансплантации и тканевой инженерии пока еще так и не были созданы реальные органы и ткани, структурно и функционально соответствующие естественным органам и тканям человека. Существующие искусственные «подобия» или «эквиваленты органов» человека (мочевой пузырь, трахея или кость) пока еще являются слабым подражанием естественной структуре органов человека и животных, а в функциональном плане они вообще требуют очень серьезной доработки. Несмотря на то, что многие из них уже даже «пересажены» человеку, они еще очень далеки от совершенства и пройдет еще немало времени, когда они будут близки к своим естественным прототипам.
В настоящее время одним из самых стремительно развивающихся трендов в фундаментальных разделах внутри биотехнологической платформы биоинженерии и тканевой инженерии ГМ человека является нейроинженерия. Википедия трактует нейроинженерию как научную дисциплину, входящую в состав биомедицинской инженерии и использующую различные инженерные методы для изучения, восстановления, замены или укрепления нервной системы. Нейроинженерия решает различные уникальные задачи по проблемам совмещения живых нейронных структур и неживых электронных конструкций.
Другой мировой тренд по разработке и созданию инновационных методов лечения болезней ГМ направлен на создание беспроводных, мобильных, бесконтактных и преимущественно дистанционных нейротехнологий и разработку информационно-коммутационных платформ для лечения поврежденного ГМ человека. Эти инновационные стратегии современной нейронауки, клинической неврологии и психиатрии нашли свое отражение в материалах глобальных международных научно-исследовательских проектов Brain Initiation (США) и Human Brain Project (Евросоюз). В рамках американского научно-исследовательского проекта Brain Initiation в декабре 2013 года Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) объявило о выделении многомиллионных грантов для двух новых разработок в целях создания новой методологии и технологий беспроводного устройства, излечивающего неврологические расстройства, а также аппарата, восстанавливающего активную память. Первый грант направлен на работу с так называемыми нейротехнологиями подсетей (SUBNETS), в частности на создание нового беспроводного устройства, способного излечивать такие неврологические расстройства, как посттравматический стресс, сильная депрессия или хронические боли. Второй грант выдадут ученым, которые сумеют восстановить активную память (RAM). Планируется разработать отдельные беспроводные устройства, исправляющие повреждения ГМ и восстанавливающие память. Программа включает в себя возврат не только моторной памяти, но и сложных иерархических воспоминаний. Несмотря на то, что данные разработки изначально предназначены для травмированных бойцов американской армии, их можно будет применять для помощи гражданскому населению, страдающему потерей памяти, стрессовыми расстройствами, слабоумием и прочими неврологическими и психическими заболеваниями.
Ряд экспертов и исследователей в США и Европе считают этот бесконтактный подход DARPA к лечению неврологических больных нереальным, почти безумным и практически неосуществимым. Однако, сам факт того, что DARPA, основной генератор новых научных идей и ведущий производитель большинства мировых инноваций и новаторских технологий во всех областях науки и техники, уделяет столь пристальное внимание проблеме лечения данного контингента военных и гражданских больных неврологического и психического профиля еще раз подтверждает реальное отсутствие технологий лечения острой и хронической функциональной и органической патологии ГМ, а их технические условия для разработки и создания этих устройств задают очень высокую планку требований к созданию и проведению высокотехнологичных методов лечения заболеваний и повреждений ГМ, которой очень сложно соответствовать, не имея современного оборудования и достойной методологической и технологической базы.
За последние 25 лет был получен достаточно большой опыт разработки, создания и клинического применения технологий регенеративной медицины в лечении болевой патологии мозга человека и использования трансплантаций фетальных нервных клеток (ФНК) у 550 пациентов, применения в клинике аутологичных мобилизованных в периферическую кровь гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) и прогениторных клеток (ПК) костного мозга у 5230 (пяти тысяч двухсот тридцати) пациентов с органическими заболеваниями центральной нервной системы (ЦНС). Около 12,5 лет применялись в эксперименте на животных и в клинических исследованиях на людях инновационные способы тканевой инженерии ГМ с использованием биоматериала ФНК и биополимерных матриксов (46 пациентов с повреждением СМ). Была создана, запатентована и успешно имплантирована человеку (52 пациентам с тяжелой травмой спинного мозга) аутологичная клеточно-биополимерная нейроэндопротезная система (патент RU 2394593 С2), созданная на базе разрешенного к клиническому применению в России биодеградируемого полимерного матрикса «СфероГель™» (патент RU 2249462 C1).
Наиболее близким к настоящему изобретению (прототипом) по совокупности существенных признаков является известный биоинженерный способ восстановления функций мозга, описанный в патенте RU 2152038 C1, МПК G01N 33/68, А61В 17/00, А61Р 25/00, 2000 г. В этом патенте была раскрыт способ нейрореставрации нервной ткани поврежденного мозга человека путем алгоритмированного постадийного хирургического использования малоинвазивных технологий, рентгеноконтрастного инструментария и расходных материалов (имплантируемые баллоны, стенты, перфузоры, проводники и т.д.) рентгенохирургии, функциональной стереотаксической нейрохирургии и клеточной трансплантации, имплантации нейростимуляторов, нейросистем и электронных устройств. Сама идея программной многоэтапной реконструкции поврежденной HT мозга человека оказалась жизнеспособной. Известный способ включает в себя выполнение ряда последовательных стадий биотехнологического процесса малоинвазивной биоинженерии: 1) стадии проектирования, 2) стадии ремоделирования сосудистого русла, 3) стадии клеточной трансплантации, 4) стадии динамической интеграции соматических и вегетативных компонент, 5) стадии реабилитации.
На стадии проектирования в известном способе-прототипе выявляют очаг поражения в ГМ и спинном мозге (СМ) путем визуального анализа данных КТ и МРТ головного мозга и этот очаг становится основным объектом реставрации ГМ или СМ. Стадию ремоделирования сосудистого русла в известном способе осуществляют путем хирургической транспозиции (хирургического перемещения) сальника на сосудистых связях к зоне реставрации ГМ или СМ или путем рентгенохирургического малоинвазивного внутриартериального вмешательства, реализованного путем пункции бедренной вены, постановки интрадьюсора и внутриартериальной рентгенохирургической установки перфузионного катетера, подведенного наиболее близко к зоне повреждения мозга в проекции реконструируемого сосудистого бассейна и проведении в течении 1-2 суток программной региональной перфузии вазоактивных фармакологических препаратов (вазопростан, папаверин, но-шпа и т.д.). Это позволило увеличить суммарную площадь капиллярной сети зоны реставрации в 5-6 раз. На стадии клеточной трансплантации в известном способе возмещают утраченный клеточный состав в месте повреждения ГМ и СМ с использованием технологий стереотаксической функциональной нейрохирургической или открытой хирургической нейротрансплантации клеток в паренхиму мозга. Восстановление клеточного состава нервной ткани в месте повреждения осуществляют путем прямой клеточной трансплантации, которая обеспечивает восстановление количественных параметров содержания клеток в зоне реконструкции и восстановление нарушенных синаптических связей между нейронами внутри нервной ткани. Эту стадию проводят путем трансплантации клеточных препаратов из фетальных клеток с использованием нейрохирургических приборов (аппарата для стереотаксиса и системы нейронавигации) или с помощью интравентрикулярной и интратекальной цитотрансфузии фетальных клеточных препаратов. Стадию динамической интеграции соматических и вегетативных компонент в известном способе выполняют путем проведения открытых хирургических мини-операций на вегетативных узлах или интервенционных манипуляций на вегетативных структурах автономной нервной системы. Для этого применяют операции по симпатэктомии на стороне повреждения ГМ, новокаиновые блокады региональных симпатических узлов или трансплантации нервных клеток в симпатические ганглии на стороне поражения мозга. Для восстановления вегетативных и клеточно-тканевых отношений в месте повреждения на этой стадии использовали субдуральную или внутримозговую имплантацию стандартных нейростимуляторов в проекции зоны тканевой реконструкции ГМ и СМ. Стадию реабилитации проводят путем применения стандартных современных методов восстановительного лечения неврологических больных (физическая реабилитация на тренажерах, физиотерапия, лечебная физкультура, массаж и т.д).
Эффективность применения известного способа-прототипа была проверена у военнослужащих в условиях Филиала №3 (32 Центральный военно-морской клинический госпиталь) ГВКГ им. Н.Н. Бурденко, клинически доказана в условиях ведения боевых действий Вооруженными Силами России в период различных локальных военных конфликтов (Афганистан, Чечня, Абхазия, Нагорный Карабах). Применение этой малоинвазивной нейрохирургической технологии в военной медицине за весь период второго чеченского военного конфликта в сравнении с результатами лечения боевой травмы мозга в первом чеченском локальном конфликте позволило снизить смертность у раненых с боевой травмой мозга на 15%, а инвалидность у раненых уменьшить на 35%, а также на 10,5% снизить смертность от острых травматических ишемических повреждений ГМ.
Однако, несмотря на очень позитивные результаты применения известного способа-прототипа в клинической практике военной медицины, главной нерешенной проблемой было большое количество грозных ятрогенных хирургических осложнений (субарахноидальных и субдуральных кровоизлияний в HT ГМ и СМ и ишемических инсультов, гнойно-септических менингитов и менингоэнцефалитов, коматозных состояний, септических осложнений и т.д.), возникающих почти на всех стадиях. Именно большое количество хирургических осложнений стало основной причиной ограничения применения этого известного способа в гражданском здравоохранении. Риск большого количества хирургических осложнений на войне недопустим в мирной жизни, особенно при оказании высокотехнологичной медицинской помощи мирному населению.
Другим недостатком известного способа-прототипа было то, что способ учитывал только визуально выявленный при МРТ и КТ-исследованиях большой морфологический субстрат повреждения ГМ и СМ и абсолютно не учитывал мелкие повреждения HT и нейрофизиологические, метаболические и функциональные особенности повреждения мозга, которые играют большую роль в нарушении функций мозга.
Еще одним серьезным недостатком способа-прототипа является крайне высокая себестоимость хирургического малоинвазивного лечения патологии мозга. Стоимость современного рентгенохирургического и нейронавигационного медицинского оборудования и специализированного расходного материала (катетеров, баллонов для ангиопластики, стентов и т.д.) для интервенционного рентгенохирургического вмешательства и проведения целого ряда последовательных операций биоинженерии мозга постоянно растет в арифметической прогрессии из-за применения инновационных зарубежных имплантационных материалов и мини-имплантов. Высокая стоимость расходных материалов определяет соответственно высокую себестоимость хирургических работ с этими материалами. Проблема снижения себестоимости лечения повреждений ГМ также заставляет искать новые импортозамещающие альтернативные и менее затратные способы лечения этих пациентов.
Недостаточная эффективность современных технологий тканевой инженерии и биоинженерии мозга в способе-прототипе связана также с тем, что существующие технологии цитотрансфузий аллогенных фетальных клеток, аутологичных ГСК и гемопоэтических прогенеторных клеток являются в целом процессом малоуправляемым или, точнее, вообще неуправляемым. Большая часть использованного для лечения дорогостоящего фетального, гаплоидентичного или аутологичного клеточного биоматериала, способного оказывать регенеративное, нейротрофическое, стимулирующее, пролиферативное или регуляторное действие на зоны повреждения в ГМ, при интратекальном введении оседает на оболочках мозга или уходит в системный кровоток и костный мозг или в различные органы, а другая часть клеточного препарата просто лизируется агрессивным ликвором. При внутривенном и внутриартериальном введении клеточный препарат не может попасть в зоны реконструкции ГМ пациента из-за существующей защитной физиологической непроницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) для регуляторных мононуклеарных клеточных элементов крови, стволовых клеток (СК) и прогенеторных клеток (ПК) и большинства нейротропных фармакологических препаратов. Это создает условия невозможности преодолеть ГЭБ гемопоэтическими стволовыми клетками (ГСК), гемопоэтическими клетками-предшественниками (ГКП), стромальными мезенхимальными СК и другими молекулами биологически активных веществ (БАВ). Эти терапевтические агенты физически не способны попасть в достаточном количестве в зону реконструкции мозга. Как правило, большая часть клеточных систем препарата, полученного из мобилизованных в периферическую кровь ГСК и ПК костного мозга, оседают в различных органах и тканях или снова уходят в ниши костного мозга. Этот феномен хорошо известен и неоднократно демонстрировался в эксперименте и клинике.
Неопровержимым научным фактом является биологический феномен того, что в зоне реконструкции мозга необходимо обеспечение максимума концентрации клеточного препарата, и это служит фундаментальным ключевым элементом для восстановления ткани и регулирования ее функциональных свойств и качеств. Сегодня в тканевой инженерии органов это обеспечивается хирургически путем максимального удержания клеточных систем в биополимерных гетерогенных матриксах, имплантируемых в место реставрации ГМ или СМ. Усилия специалистов по обеспечению максимальной концентрации СК в зоне реконструкции является базовым элементом всей системы замены пострадавших клеточных систем.
В настоящее время поиск средств целенаправленной векторной доставки молекулярных компонентов фармакологического или клеточного препарата в место повреждения или реставрации ткани ГМ или СМ решается преимущественно биохимическим путем (липосомы, биополимерные капсулы вокруг клетки, наноструктуры и т.д.) и(или) иммунохимическим путем (иммунолипосомы, многокомпонентные векторы, которые создаются путем «пришивания» к клеткам и к молекулам антигенов или антител). Но эти подходы не являются физиологичными, наоборот, они становятся достаточно травматичными для внутренней структуры и гомеостаза ткани. «Мусор», остающийся в тканях после их применения, в виде остатков наноконструкций, обломков липосом, элементов антител или микрочастиц биополимерных и металлических шариков, технически невозможно и практически нереально удалить из межклеточной структуры органов и тканей человека.
Другой, не менее важной проблемой и клиническим парадоксом регенеративной медицины вообще и способа-прототипа, в частности, является проблема «структуры и функции» реконструированного участка нервной ткани. Многолетний опыт нейрохирургической реконструкции поврежденного мозга показал, что даже полная нейрохирургическая реставрация анатомической целостности нервной ткани в месте повреждения и в ряде случаев даже умеренное нейрофизиологическое восстановление электрической проводимости вновь реконструированного участка ГМ в большинстве случаев (56,2%) не позволяет полностью восстановить нарушенную функцию ГМ. В то же время, в ряде других случаев минимальное воздействие (2-3 трансфузии клеточного препарата) стволовых клеток на застарелый, морфологически грубый рубцово-спаечный или кистозный дефект нервной ткани ГМ, без восстановления его анатомической целостности, позволяет запустить у пациента нарушенную функцию ходьбы, восстановить чувствительность и наладить работу копулятивной (половой) функции или отсутствующую функцию тазовых органов (дефекацию и мочеиспускание). Причиной этого необычного клинического явления считаются проблемы в образовании новых синаптических контактов (синапсогенез) между аксонами поврежденных нейронов. Этот научный факт «неосинапсогенеза» - один из известных и убедительно доказанных биологических феноменов, объясняющих один из основных фундаментальных механизмов действия клеточных препаратов в мозге. Поэтому за счет хорошего неосинапсогенеза восстановление электрической проводимости в поврежденном участке мозга абсолютно реально и может быть осуществимо за счет молекулярного нейротрофического секреторного действия клеточного препарата на локальный синаптогенез и соответственно восстановления физиологической последовательности прохождения электрического сигнала между нейронами. Но это не решает проблему по существу, так как, несмотря на максимально большое восстановление количественных параметров электропроводимости по нервам HT, нейрорегенерация HT не гарантирует полного восстановления качества передачи информации восстановленного сигнала в HT и это не обеспечивает восстановление нарушенных функций поврежденного мозга.
Другой не менее важной и нерешенной проблемой способа-прототипа является компенсаторное формирование достаточно устойчивой морфофункциональной рубцово-кистозной трансформации ткани и недостаточность сосудисто-клеточной структуры нервной ткани в зоне повреждения. Вновь сформированные патологические сосудисто-клеточные связи в зоне поврежденного мозга очень прочны из-за глиозного соединительнотканного рубцового перерождения поврежденной HT. Такие связи, хотя и не обеспечивают функцию этого участка ткани, достаточно стабильны и устойчивы к любым внешним воздействиям клеток микроокружения, что не позволяют разрушить их обычным регуляторным сигналом трансплантируемых интактных СК и ПК.
Все описанные недостатки способа-прототипа могут быть преодолены путем применения методов дистанционного (бесконтактного, т.е. без прямого контакта рук хирурга и хирургического инструментария с HT мозга человека) мультиуровневого электромагнитного волнового воздействия на ГМ человека с целью его направленной морфофункциональной реконструкции и нейрореставрации. Все методы реставрационного воздействия на мозг хорошо известны и описаны в научной литературе, поэтому в процессе создания настоящего изобретения было необходимо систематизировать все известные факты и экспериментальные данные о воздействии различных типов электромагнитного излучения на НТ ГМ и создать новую теорию и общую концепцию бесконтактной дистанционной реконструкции поврежденного мозга.
Принципиально новое решение проблемы нехирургической реконструкции нервной ткани мозга возможно только нетрадиционным, ассиметричным и нелинейным путем, то есть путем кардинального изменения базовых принципов лечения и существующей методологии и технологии подхода к реконструкции мозга. Поставленную задачу дистанционного реставрационного воздействия на нервную ткань ГМ возможно решить на основе принципиально нового биотехнологического способа. Таким инновационным и новаторским методологическим подходом и альтернативным принципом разработки и создания новой нейротерапевтической стратегии лечения патологии мозга может быть только дистанционное комбинированное и алгоритмированное электромагнитное мультиволновое ионизирующее (ИИ) и неионизирующее излучение (НеИИ), то есть программное реконструктивное лучевое воздействие на поврежденную НТ ГМ человека электромагнитных излучений разной длины волны.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка принципиально нового способа восстановления функций ГМ человека (способа тканевой инженерии) с использованием методов дистанционного мультиуровневого комбинированного воздействия различных типов электромагнитного излучения на ГМ.
Решение указанной задачи достигается тем, что согласно настоящему изобретению предложен способ дистанционной мультиволновой электромагнитной радионейроинженерии головного мозга, содержащий проводимые последовательно следующие стадии:
а) стадию проектирования и разметки, включающую в себя:
- проведение комплексной диагностики, включающей высокоразрешающее МРТ-исследование головного мозга (ГМ), МРТ-трактографию проводящих путей зон повреждений ГМ, МРТ-ангиографию сосудов ГМ, позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) ГМ или ПЭТ всего тела пациента, компьютерную томографию (КТ) ГМ с разрешением не менее 32 слайсов, церебральное электроэнцефалографическое картирование (ЭЭГ) и/или магнитоэнцефалографию (МЭГ) ГМ;
- создание индивидуальной 3D-карты моделирования повреждений нервной ткани (НТ) путем программного мультиуровневого слияния полученных данных проведенной комплексной диагностики для последующего определения зон повреждения НТ;
- проведение разметки зон повреждений нервной ткани (НТ) ГМ на коже головы пациента путем использования аппарата стереотаксической радиотерапии и радиохирургии с определением углов наклона и радиусов воздействия последующего неионизирующего стереотаксического воздействия фокусированного ультразвука (ФУЗ) на НТ ГМ;
b) стадию ремоделирования сосудистого русла зон повреждения НТ, включающую в себя в зависимости от этиопатогенеза заболевания мозга:
- при опухолях, микроаневризмах, мальформациях, кровоизлияниях - деваскуляризацию зоны повреждения НТ в мозге путем деструкции питающих сосудов с использованием абляционного электромагнитного воздействия ФУЗ высокой интенсивности на сосуды зоны повреждения НТ под контролем МРТ и последующего электромагнитного воздействия путем стереотаксического ионизирующего излучения (ИИ) в режиме абляции, коагуляции и некротизации сосудов;
- при ишемии НТ, атрофии НТ, демиелинизации волокон НТ гиперваскуляризацию зоны повреждения НТ в мозге путем дистанционного микроциркуляторного ремоделирующего воздействия на мозг с использованием воздействия на НТ структурно-резонансной терапии (СРТ) в стандартных режимах «микроциркуляции» и одновременного применения ФУЗ низкой интенсивности в режиме равномерного механического колебания НТ в зонах повреждения НТ;
c) стадию клеточной реставрации зон повреждения НТ, осуществляемую путем направленной клеточной интервенции в зоны поврежденной НТ мобилизованных в периферический кровоток аутологичных мезенхимальных стромальных стволовых клеток (МССК), гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) и прогенеторных клеток (ПК) и включающую в себя:
- мобилизацию МССК, ГСК и ПК из костного мозга в периферическую кровь пациента, проводимую с использованием гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ);
- активацию регенерации ГМ в зоне повреждения НТ и временное открытие гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) для проникновения МССК, ГСК и ПК в зону повреждения НТ путем проведения стереотаксического облучения этой зоны малыми дозами ИИ не более 2 Грей;
d) стадию коррекции вегетативного обеспечения зоны повреждения НТ путем сочетания воздействия на зоны повреждения НТ ГМ электромагнитного неионизирующего излучения в виде СРТ в режимах вегетативного воздействия «симпатический» или «парасимпатический» с одновременным или последовательным воздействием ФУЗ низкой интенсивности в режиме умеренной стимуляции НТ;
e) стадию динамической интеграции соматических и вегетативных компонентов путем сочетания воздействия ФУЗ низкой интенсивности на зону повреждения НТ в ГМ с одновременным или последующим воздействием СРТ в режимах умеренной «синхронизации» и
f) стадию реабилитации функционального состояния поврежденной НТ ГМ путем использования сочетания электромагнитного неионизирующего воздействия СРТ в режиме «сканирующий» и стимулирующих воздействий ФУЗ низкой интенсивности.
Кроме того, согласно настоящему изобретению можно пролонгировать позитивный эффект клеточного воздействия на поврежденную НТ путем того, что на стадии с) после мобилизации ГСК и ПК дополнительно осуществляют сбор, стандартизацию и криоконсервацию мобилизованных стволовых клеток костного мозга с целью их интратекального, интравентрикулярного, внутривенного или внутриартериального введения в организм пациента при его следующих госпитализациях.
Кроме того, можно повысить проницаемость ГЭБ путем того, что на стадии с) перед облучением или во время него дополнительно проводят внутривенную инфузию озонированного 0,9% физиологического раствора.
Проницаемость ГЭБ можно также повысить путем того, что на стадии с) после облучения дополнительно воздействуют ФУЗ низкой интенсивности.
Помимо этого, на стадии с) в зоне повреждения НТ можно использовать СРТ (структурно-резонансную терапию) для повышения безопасности и эффективности проникновения аутологичных МССК, ГСК и ПК в эту зону.
Воздействия ФУЗ, ИИ и СРТ проводят согласно настоящему изобретению преимущественно с использованием шлема, собранного на основе стереотаксического нейрохирургического аппарата, оснащенного держателями для «пальчиковых» датчиков ультразвукового воздействия, обеспечивающих фокусированное воздействие ультразвука.
Основным техническим результатом, достигаемым в настоящем изобретении, является то, что постадийное комбинирование одновременных или последовательных воздействий разных типов электромагнитного излучения (ФУЗ, ИИ, СРТ) на ГМ человека в описанных выше сочетаниях уничтожает или, по меньшей мере, нивелирует, т.е. уменьшает, смягчает, сглаживает, минимизирует недостатки и осложнения от использования каждого типа излучения по отдельности.
Авторы настоящего изобретения полагают, что предложенный способ может быть отнесен именно к технологиям нейроинженерии, а применение современных медицинских аппаратов и устройств для проведения стереотаксического ионизирующего воздействия (стереотаксической лучевой терапии и радиохирургии) и электромагнитного волнового воздействия (структурно-резонансной терапии) и ультразвуковой терапии в настоящем изобретении позволяет говорить о дистанционном реконструктивном сфокусированном разноуровневом молекулярно-клеточном и системном мультиволновом радиобиоинженерном воздействии на нервную ткань мозга или о радиобиоинженерном способе реставрации поврежденной нервной ткани ГМ человека. Можно также сказать, что в настоящем изобретении предлагается альтернативная современной хирургии радиотерапевтическая реконструктивная технология дистанционной стереотаксической программной мультиволновой нейроинженерии, которая может быть использована для лечения целого ряда нервных и психических заболеваний человека.
Технически предложенный способ лечения нервных и психических болезней решает задачу реставрации поврежденной НТ мозга путем целенаправленного программного фокусированного и(или) генерализованного (системного) воздействия на мозг электромагнитных излучений разной длины волны. Реставрационный эффект в поврежденной нервной ткани возникает за счет инициации в ней определенных нейробиологических эффектов отдельных лучевых или волновых методов воздействия (ФУЗ или СРТ) на ГМ, а также за счет комбинационных сочетаний (ИИ + ФУЗ, ИИ + СРТ, СРТ + ФУЗ) за счет одновременного применения мультиуровневого и мультиволнового стереотаксического и системного воздействия на поврежденную НТ ГМ, обеспечивая возникновение в определенном участке НТ требуемых для лечебной стратегии нейроморфологических и молекулярно-биологических эффектов.
В настоящем изобретении предложен альтернативный современной хирургии путь реставрации НТ поврежденного ГМ. Авторы настоящего изобретения установили, что самые лучшие результаты применения клеточных технологий и тканевой инженерии ГМ имеют место тогда, когда осуществлялся минимально достаточный объем прямой или опосредованной нейрохирургической или трансфузионной клеточной интервенции в мозг пациента. Чем меньше дополнительных хирургических разрушений мозговой ткани при проведении реконструктивной нейрохирургии или интервенционных вмешательств на поврежденном ГМ можно обеспечить при проведении его реставрации, тем лучшие отдаленные клинические результаты лечения получались на выходе. Самые лучшие результаты лечения неврологических и психопатологических расстройств ГМ с применением технологий регенеративной медицины были получены авторами настоящего изобретения не от высокотехнологичных нейрохирургических операций по тканевой инженерии мозга, а от интратекальных трансфузий (переливаний стволовых клеток) препарата ГСК (почти 55,4% позитивных результатов) в субарахноидальное пространство пациентов с поврежденным ГМ.
Очевидно, что уникальными способностями, требуемыми для реконструкции ткани ГМ, обладают преимущественно лучевые воздействия различных типов электромагнитных излучений (ЭМИ) на ГМ человека. При оценке эффектов взаимодействия ЭМИ с различными биологическими объектами принято разделение излучений на ионизирующие излучения (ИИ) и неионизирующие излучения (НеИИ). Обычно к ИИ относят такие электромагнитные колебания (оптическое, рентгеновское, гамма-излучение), квант энергии которых велик настолько, что возможны, например, разрывы межмолекулярных связей или ионизация атома. Более длинноволновые электромагнитные колебания с малой величиной кванта энергии относятся к НеИИ.
2
Характер взаимодействия электромагнитной волны с биологическим объектом определяется как параметрами излучения (частотой или длиной волны, скоростью распространения, когерентностью колебания, поляризацией волны), так и физическими свойствами биологического объекта как среды, в которой распространяется электромагнитная волна (диэлектрической проницаемостью, электрической проводимостью), а также параметрами, зависящими от этих величин (длиной электромагнитной волны в ткани, глубиной проникновения, коэффициентом отражения от границы воздух - ткань). Так, уменьшение амплитуды волны при ее проникновении в ткань можно характеризовать глубиной проникновения О - расстоянием, на котором амплитуда колебаний уменьшается в ~ 2,72 раза. Например, при X=10 см (частота колебаний 3 ГГц) глубина проникновения в мышечной ткани и коже составляет 15 см, а при X=8 мм (частота 37,4 ГГц) величина σ=0,3 мм. Тенденция уменьшения σ с уменьшением К наблюдается до тех пор, пока длина волны в среде существенно превышает размеры клеток или входящих в них органелл. На очень высоких частотах проницаемость тканей для электромагнитных колебаний вновь начинает возрастать. Например, жесткое рентгеновское и гамма-излучения пронизывают мягкие ткани практически без ослабления. Типичным примером энергетического воздействия излучения на организм является гипертермия, когда полезный эффект достигается при переходе энергии электромагнитного излучения в тепло. Но возможно и такое воздействие электромагнитного излучения на организм, при котором повышение температуры незначительно (<0,1 градуса) и не оно оказывается главным фактором при достижении полезного эффекта. В таких случаях обычно говорят об управляющем или информационном действии электромагнитного излучения низкой или нетепловой интенсивности. Исследования показали, что этим свойством обладают ЭМИ миллиметрового диапазона длин волн при малой плотности потока мощности, составляющей доли или единицы милливатт на 1 см облучаемой поверхности (длина волны излучения в свободном пространстве от 1 до 10 мм).
Наиболее изученными и детально описанными в литературе сегодня являются нейробиологические эффекты воздействия ЭМИ ионизирующего (λ=10-0,0001 нм) характера (ИИ) на ГМ и СМ человека. Полученные научные факты воздействия ИИ на мозг стали фундаментальной и основополагающей научно-практической базой для применения их в медицинской радиологии. Принято считать в радиобиологии, что морфологическое радиационное поражение ЦНС возможно лишь при локальном облучении мозга в дозах >10-50 Гр. Радиационный некроз головного мозга наблюдается при локальном облучении мозга в дозах >70 Гр, после чего возможно развитие радиогенной деменции (слабоумия). Гамма-облучение в дозе 87,5 Гр вызывает в древней коре головного мозга белых крыс комплекс типовых неспецифических морфофункциональных перестроек, которые включают фазные изменения в соотношении различных клеточных форм нейроцитов, их количества, объемов тела, ядра и ядрышка нейронов, развитие пограничных, деструктивных и компенсаторно-приспособительных изменений нервных клеток, изменение биоэнергетического обмена и проницаемости ГЭБ. Характер и степень выраженности изменений зависят от времени после прекращения воздействия факторов. По-видимому, увеличение количества гипохромных форм нейроцитов, наблюдающееся в пострадиационном периоде, происходит в результате гипохромной трансформации нормо- и гиперхромных нейронов путем интенсивной утилизации рибонуклеопротеидов в метаболизме нейронов. Фазные изменения величины объемов тела, ядра и ядрышка нейроцитов, вероятно, обусловлены циклическими изменениями интенсивности внутриклеточного обмена, приводящими к формированию полярно изменяющегося осмотического градиента в гиало- и нуклеоплазме клеток. Под влиянием ИИ в нервной ткани развиваются наиболее выраженные дистрофические и некротические изменения. ИИ вызывает в нервных клетках разнонаправленные изменения активности аэробных путей биоэнергетического обмена, а также приводит к нарушению транспортной функции ГЭБ НТ мозга.
Выраженные морфологические проявления поражения клеток ЦНС наблюдаются, как правило, только после воздействия в дозах, приближающихся к 50 Гр и выше. Наиболее ранние изменения обнаруживаются в синапсах - слипание синаптических пузырьков в скоплениях, появляющихся в центральной части пресинаптических терминалов или в активной зоне. При световой микроскопии через 2 ч после облучения в таких дозах обнаруживается набухание клеток, пикноз ядер зернистых клеток мозжечка, реже - других нейронов, явления васкулита, менингита, хориоидального плексита с гранулоцитарной инфильтрацией. Максимум изменений приходится на первые сутки после облучения. При более высоких дозах может наблюдаться ранний некроз ткани мозга. При облучении в дозах 10-30 Гр в клетках ЦНС нервной системы обнаруживают угнетение окислительного фосфорилирования. Последнее связывают с дефицитом АТФ, расходуемого в процессе репарации вызванных облучением разрывов ДНК.
137
137
Толерантной дозой на мозг считают 55-65 Гр, а толерантной фракционной дозой - 2 Гр. Первичное поражение ЦНС при облучении всего тела считают возможным лишь при дозах >100 Гр (церебральная форма острой лучевой болезни или сокращенно ОЛБ), а вторичное радиационное поражение ЦНС - при 50-100 Гр (токсемическая форма ОЛБ). Порогом возникновения радиационно-индуцированных нейроанатомических изменений считают дозу 2-4 Гр общего облучения. В то же время в экспериментальных исследованиях морфологические изменения нейронов выявляли уже при дозах 0,25-1 Гр общего облучения, а дозу 0,5 Гр рассматривали пороговой для радиационного поражения ЦНС с первичными нейрональными повреждениями. Стойкие изменения церебральной электрической активности имели порог 0,3-1 Гр и возрастали пропорционально поглощенной дозе облучения. Нарушение деятельности ЦНС возможно при воздействии радиации в относительно малых дозах. Облучение модифицирует нейротрансмиссию, что приводит к множественным церебральным и поведенческим эффектам, которые в значительной степени зависят от дозы облучения. После общего облучения в дозах 1-6 Гр описывали медленно прогрессирующую лучевую болезнь ЦНС. В отчете НКДАР ООН за 1982 г. (UNSCEAR Report, 1982) указано, что после облучения в дозах 1-6 Гр развивается прогрессирующая дегенерация коры головного мозга. Показано, что субхроническое воздействие Cs в дозах, соизмеримых с дозами в результате аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС), приводит к молекулярным модификациям про- и антивоспалительных цитокинов и NO-эргических путей в головном мозгу. Нейровоспалительные реакции могут объяснять электрофизиологические и биохимические отклонения, наблюдаемые при хроническом воздействии Cs.
3
Хотя в систематических обзорах не получено окончательных доказательств зависимости риска заболеваний мозга и сердечно-сосудистой системы от дозы облучения в диапазоне 0-5 Зв, в опубликованном английском эпидемиологическом исследовании у работников, связанных с источниками ионизирующих излучений (nuclear workers), мужского пола выявлено дозозависимое повышение смертности от заболеваний системы кровообращения (ERR на 1 Зв = 0,65 (90% ДИ: 0,36-0,98)), причем эксцесс значимо проявлялся при кумулятивных дозах >300 мЗв. В США уже установлена максимальная допустимая годовая доза искусственного облучения для населения 0,1 м/год.
Возможными пороговыми дозами отдаленного церебрального радиационного повреждения являются малые дозы 0,1-1,3 Гр на головной мозг в детстве. Радиационно-ассоциированные эффекты у взрослых установлены при дозах >0,15-0,25 Зв. Дозозависимые нейропсихиатрические, нейрофизиологические, нейропсихологические и нейровизуализационные отклонения выявлены после облучения при дозах >0,3 Зв, а нейрофизиологические и нейровизуализационные маркеры - при дозах >1 Зв. Таким образом, существуют достаточно противоречивые точки зрения в отношении радиоцеребральных эффектов ИИ.
Облучение головного мозга ИИ модулирует паттерн экспрессии 1574 генов, из которых у 855 отклонения наблюдаются в более чем 1,5 раза. Изменения около 30% генов носят дозозависимый характер, включая гены, которые поражаются исключительно при дозах 0,1 Гр. Около 60% генов изменяются в зависимости от времени после облучения, причем большинство генов нарушаются на 30-й минуте по сравнению с 4 ч после воздействия радиации. Ранние изменения включают передачу (трансдукцию) сигналов, ионную регуляцию и синаптическое сигналирование. Более поздние нарушения представлены изменениями метаболических функций, а именно синтеза миелина и протеина. Малые дозы радиации также модулируют экспрессию генов, ответственных за реакцию на стресс, контроль клеточного цикла, а также синтез и репарацию ДНК. Доза 0,1 Гр вызывает такие изменения экспрессии генов, которые качественно отличаются от таковых при воздействии 2,0 Гр. Полученные данные свидетельствуют о том, что облучение ГМ в малых дозах индуцирует экспрессию генов, ответственных за протекторные и репаративные функции, тогда как гены с пониженной модуляцией вовлечены в нейрональное сигналирование. Изменения генного профиля ГМ после облучения являются комплексными и зависящими как от времени после воздействия радиации, так и от дозы облучения. Радиационный ответ клеток-предшественников из зоны гиппокампальной зубчатой извилины и нарушенный нейрогенез могут играть значимую, если не причинную, роль в радиационно-индуцированных когнитивных нарушениях.
Анализ транскриптомных профилей ГМ мышей после облучения всего тела показал, что воздействие малых доз радиации (0,1 Гр) индуцирует такие гены, которые не поражаются облучением в больших дозах (2 Гр). Установлено, что гены, реагирующие на облучение в малых дозах, ассоциированы с уникальными нейрональными путями и функциями. Молекулярный ответ ГМ мышей через несколько часов после воздействия ионизирующего излучения в малых дозах включает пониженное регулирование нейрональных путей, которые ассоциированы с когнитивной дисфункцией. Такое пониженное регулирование наблюдается при нормальном старении человека и болезни Альцгеймера.
Сегодня существуют новые доказательства радиационно-индуцированной молекулярной и клеточной основы церебральных эффектов вследствие воздействия ИИ в малых дозах: нарушенный нейрогенез в гиппокампе взрослых, изменения в профиле экспрессии генов, нейровоспалительные реакции, альтерации нейросигналирования, апоптотическая клеточная гибель, смерть клеток и их повреждения вследствие вторичных поражений и др. Эти нарушения вместе с давно и хорошо известным «сосудисто-глиальным союзом», вероятно, и объясняют патогенез радиационного поражения ГМ. С другой стороны показано, что применение малых доз ИИ может быть использовано для стимуляции регенерации ткани, преходящих кратковременных изменений состояния и проницаемости (открытия и закрытия) ГЭБ в нервных тканях ГМ.
Таким образом, минимально безопасным терапевтическим режимом применения ионизирующего электромагнитного лучевого воздействия на мозг человека следует считать 1 Гр, а толерантной фракционной дозой - 0,1 Гр. Именно эти режимы авторы настоящего изобретения считают обоснованным и целесообразным применять для решения задач изобретения.
Повышенная чувствительность нервной системы к воздействию ЭМИ неионизирующего диапазона (НеИИ) также общеизвестна. Об этом свидетельствуют факты нервно-психических расстройств у лиц, длительно контактирующих с источниками излучения. Взаимодействие электромагнитного НеИИ с биологической средой на различных уровнях ее организации также хорошо изучено - от отдельных атомов или молекул до простейших структур, таких, как мембраны или инфраструктуры клетки.
Действие магнитной составляющей ЭМИ может быть связано с парамагнитной ориентацией молекул, а также с изменением траектории движущейся заряженной частицы под действием силы Лоренца. Действие электрической составляющей связано с колебательным движением свободных зарядов (электронов, ионов). Электрическая составляющая может изменить ориентацию молекул, имеющих начальный дипольный момент. Так как среда обладает электрическим сопротивлением и вязкостью, в ней возникают потери энергии. Эти процессы хотя и могут зависеть от частоты излучения, но вряд ли будут проявлять такую высокую критичность к ней, которая характерна для биологических экспериментов.
При облучении молекул нервных клеток энергия НеИИ расходуется на переходы молекул из одного энергетического состояния в другое. Переходы электронов между энергетическими состояниями соответствуют оптическому диапазону. СВЧ-диапазону соответствуют вращательные переходы или вибрационные переходы, если рассматривать сравнительно крупные структуры. В случае совпадения частоты излучения с частотой вращения полярных молекул возможна резонансная перекачка энергии излучения молекул. При таком взаимодействии структура молекулы не меняется, но вращательная кинетическая энергия ее увеличивается. Для эффективности энергообмена важно, чтобы этот процесс был длительным, а диссипация энергии минимальной. В случае молекул воды, как уже указывалось, резонансная перекачка энергии сопровождается быстрым ее рассеянием вследствие соударений молекул. Поэтому резонансный характер взаимодействия наблюдать в экспериментах визуально невозможно.
При анализе динамики молекулярных белков клеток НТ также можно выделить колебания отдельных фрагментов с частотами, лежащими в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах, однако эти движения ангармоничны и по истечении нескольких периодов колебаний прерываются тепловыми флуктуациями. Следовательно, внешнее электромагнитное излучение не может оказать существенного влияния на такие молекулярные движения.
В медицине электромагнитные волны используются в качестве лечебного и диагностического средства. Шкала ЭМИ, применяемых в современной медицине, представлена в Таблице 1.
Широко известно использование ЭМИ лазеров в научной и практической медицинской деятельности. На основе различных типов лазеров разработана хирургическая и терапевтическая лазерная аппаратура. Разработаны методики лечения многих заболеваний, например долго незаживающих трофических язв и ран, многих видов кожных заболеваний, ишемии сердца и др. Начали осваиваться методы лазерной акупунктуры при лечении ряда заболеваний. В онкологических клиниках начинает широко использоваться СВЧ-гипертермия - сфокусированное электромагнитное излучение, на фиксированной частоте локально нагревающее опухоли (примерно до температуры 42-45°С), выступает в качестве дополнительного лечебного фактора. Торможение роста и рассасывание опухоли связаны как с нагревом, так и с усилением действия основных лечебных факторов - химиотерапевтических препаратов и рентгеновского излучения.
В отличие от рассмотренных выше примеров использования высокоинформативных когерентных колебаний при инфракрасном излучении играет роль не внешнее (от искусственного источника), а собственное тепловое (некогерентное) электромагнитное излучение биологического объекта. Максимум теплового излучения тела человека по длинам волн находится около 104 нм. Для этого инфракрасного участка спектра созданы весьма чувствительные приемники на полупроводниковых соединениях, охлаждаемые жидким азотом, а на их базе - так называемая тепловизионная аппаратура. В тепловизорах тепловое поле кожи человека преобразуется в видимое изображение на экране кинескопа. По этому изображению можно определять в градусах отклонение тепловых полей от нормы. Такие наблюдения дают достаточную информацию для диагностики ряда заболеваний, для контроля динамики их развития и хода лечения.
Показано, что внешние (электрические и электромагнитные) сигналы ЭМИ с частотными характеристиками определенных биологических ритмов влияют на различные уровни (клеточный, органный, системный) и пути регуляции (нервный, гуморальный, энергетический). В целях селективного дистанционного воздействия ЭМИ на различные уровни организма был предложен метод структурно-резонансной электромагнитной терапии (СРТ). Этот метод воздействий электрическим током и электромагнитным излучением сверхнизкой интенсивности, частотные параметры которых соответствуют эндогенным биоритмам здорового человека и являются резонансными, при которых лечебный эффект усиливается благодаря синхронизации ритмов действующего фактора и соответствующей функциональной системы. Суть биологического резонанса сводится к многократному усилению эффекта воздействия при совпадении воздействующей частоты с собственной частотой биообъекта. Уникальность СРТ терапии состоит в корректном физиологичном воздействии на организм человека переменным электрическим током специфической формы, амплитуды и частотами, выбранными на основе частот спонтанной биопотенциальной активности органов и тканей человека. В результате создаются условия восстановления собственных, генетически обусловленных ритмов человеческого организма в соответствии с законом резонанса. В связи с этим терапевтические возможности методики чрезвычайно широки, а отсутствие элементов нагрева и стимуляции снижает вероятность развития побочных эффектов и осложнений.
Метод СРТ был разработан сотрудниками ЦМСЧ №165 ФМБА России и лаборатории клинической фармакологии Московской медицинской академии им. Сеченова и Отделом теоретических проблем нелекарственной терапии Научно-исследовательского института традиционных методов лечения и диагностики. Для общего системного низкоинтенсивного воздействия используют аппарат «РЕМАТЕРП», для локального воздействия - аппараты "КЭЛСИ-01-МЦК" и "РАДОМЫС-МЦК". Используемый в аппаратах «РЕМАТЕРП» диапазон частот от 0,026 Гц до 360000 Гц позволяет воздействовать на все уровни структурной организации - клеточный, тканевой, органный, системный. Лечебные эффекты низкочастотной магнитотерапии - противовоспалительный, обезболивающий, регенеративный, иммунокорригирующий - в полной мере присущи электромагнитному варианту СРТ. СРТ является также одним из нехирургических путей преодоления проблемы нарушения микроциркуляции в зоне повреждения НТ мозга, способным оказать нормализующее и регулирующее действие на существующую клеточно-сосудистую микрокапилярную сеть зоны повреждения НТ.
Механизм воздействия СРТ на поврежденный мозг человека неплохо изучен. Группой отечественных исследователей (О.П. Кузовлев, И.Л. Блинков, Л.В. Хазина) был проведен анализ известных биоэффективных частот - собственных экспериментально найденных и расчетных (по методу Э.Н. Чирковой) резонансных частот различных органов и тканей человеческого организма, который позволил создать единую систему (своего рода периодическую систему структурно-резонансных частот для различных органов и тканей), на основе которой создана специализированная аппаратура, реализующая принципы структурно-резонансной электромагнитной терапии у человека. Как утверждают исследователи, периодическая система структурно-резонансных частот органов и тканей человека является матрицей программы управления всеми физиологическими процессами жизнедеятельности. Управление всеми процессами осуществляется за счет физических процессов, несущих информационно-электромагнитных сигналы соответствующей частоты, амплитуды, формы и других характеристик. Получив такой сигнал, ГМ начинает работать в соответствии с природным алгоритмом работы органа. Например, использовав микроциркуляторный режим структурно-резонансного воздействия на ГМ пациента, эта группа исследователей с использованием аппарата для физиотерапии «РЕМАТЕРА» и аппарата физиотерапии электростимулятор «РЕКЭЛСИ» для воздействия на поврежденный спинной мозг пациента с соответствующими частотными характеристиками от 5836,09 Гц к 8454,144 Гц до 12681,22 Гц и периодом 93 секунд доказала возможность изменения геометрии и объема сосудистого русла различных органов и тканей и запатентовала этот феномен.
Существующие способы проведения СРТ ГМ реализуется устройствами с воздействием электрическим током контактно (на кожу) или магнитной составляющей электромагнитного поля - бесконтактно (посредством индукторов через одежду). Как с точки зрения воздействия на зоны сингулярности, управляющие ритмическими волнообразными процессами, так и с точки зрения энергетической мощности (на уровне или менее мощности магнитного поля Земли) СРТ с бесконтактным способом воздействия относится к информационным воздействиям и позволяет осуществить следующие реконструктивные воздействия на НТ:
- ЭМИ сверхнизкой интенсивности на ткани человека оказывает микрососудистое воздействие, раскрывает микрокапилярную сеть в зоне повреждения;
- ЭМИ, частотные параметры которых соответствуют эндогенным биоритмам здорового человека и являются резонансными, оказывает регуляторное воздействие на НТ ГМ и СМ;
- лечебный эффект ЭМИ усиливается благодаря синхронизации ритмов действующего фактора и соответствующей функциональной системы, что приводит к биологическому резонансу, суть которого сводится к многократному усилению эффекта воздействия при совпадении воздействующей частоты с собственной частотой биообъекта;
2
- при облучении ЭМИ миллиметрового диапазона длин волн при малой плотности потока мощности, составляющей доли или единицы милливатт на 1 см облучаемой поверхности (длина волны излучения в свободном пространстве от 1 до 10 мм), СК способны оказывать информационное, регуляторное и управляющее воздействие на поврежденные ткани путем направленного неионизирующего электромагнитного излучения низкой или нетепловой интенсивности.
Другим направлением неионизирующего воздействия на мозг, которое может быть использовано для дистанционной лучевой реставрации НТ ГМ, является ультразвук. Нижней границей ультразвукового диапазона называют упругие колебания частотой от 18 кГц. Верхняя граница ультразвука определяется природой упругих волн, которые могут распространяться только при том условии, что длина волны значительно больше длины свободного пробега молекул (в газах) или межатомных расстояний (в жидкостях и газах). В газах верхний предел составляет 106 кГц, в жидкостях и твердых телах - 1010 кГц. Как правило, ультразвуком называют частоты до 106 кГц. Более высокие частоты принято называть гиперзвуком. Ультразвуковые волны по своей природе не отличаются от волн слышимого диапазона и подчиняются тем же физическим законам. Но у ультразвука есть специфические особенности, которые определили его широкое применение в науке и технике: 1. Малая длина волны. Для самого низкого ультразвукового диапазона длина волны не превышает в большинстве сред нескольких сантиметров. Малая длина волны обуславливает лучевой характер распространения УЗ волн. Вблизи излучателя ультразвук распространяется в виде пучков по размеру, близких к размеру излучателя. Попадая на неоднородности в среде, ультразвуковой пучок ведет себя как световой луч, испытывая отражение, преломление, рассеяние, что позволяет формировать звуковые изображения в оптически непрозрачных средах, используя чисто оптические эффекты (фокусировку, дифракцию и др.); 2. Малый период колебаний, что позволяет излучать ультразвук в виде импульсов и осуществлять в среде точную временную селекцию распространяющихся сигналов; 3. Возможность получения высоких значений энергии колебаний при малой амплитуде, т.к. энергия колебаний пропорциональна квадрату частоты. Это позволяет создавать УЗ пучки и поля с высоким уровнем энергии, не требуя при этом крупногабаритной аппаратуры; 4. В ультразвуковом поле развиваются значительные акустические течения. Поэтому воздействие ультразвука на среду порождает специфические эффекты - физические, химические, биологические и медицинские, такие как кавитация, звукокапиллярный эффект, диспергирование, эмульгирование, дегазация, обеззараживание, локальный нагрев и многие другие.
Терапевтический ультразвук может быть условно разделен на ультразвук низких и высоких интенсивностей. Основная задача применения ультразвука низких интенсивностей - неповреждающий нагрев или какие-либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении повреждений. При более высоких интенсивностях основная цель - вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях. Первое направление включает в себя большинство применений ультразвука в физиотерапии и некоторые виды терапии рака, второе - ультразвуковую хирургию.
Инновационными решениями по применению ультразвука в лечении нервных болезней стали разработки по созданию технологии фокусированного ультразвука (ФУЗ), совмещенного с магнитно-резонансным томографом (МРТ). Благодаря технологии ФУЗ-МРТ появляется новая медицинская дисциплина - неинвазивная функциональная нейрохирургия. В июле 2006 г. в университетском госпитале города Цюрих (Швейцария) установлена система ExAblate вместе с МРТ 3 Тесла, предназначенная для точечного воздействия фокусированным ультразвуком на проводящие пути в ГМ. Первыми пациентами для неинвазивного нейрохирургического лечения ФУЗ-МРТ были люди, страдающие от тяжелых нейрогенных болей, двигательных расстройств, болезни Паркинсона и эпилепсии. К лету 2009 года было проведено лечение первых 10 пациентов. ФУЗ-МРТ является современной альтернативой операциям по хирургическом удалению опухолей и органов. Это полностью неинвазивная, легко переносимая амбулаторная процедура, которую можно при необходимости многократно повторять. Для абляции опухолей мозга без вскрытия черепа разработаны специальный излучатель ультразвука в форме шлема с наружной системой охлаждения и устройство для стереотаксической фиксации головы. В Гарвардской клинике Brigham and Women's Hospital (Бостон, США) нескольким пациентам с глиобластомой была произведена транскраниальная ФУЗ-МРТ  абляция опухолей. Получены первые положительные результаты. Клинические испытания продолжаются в четырех клиниках США, Канады и Израиля. В России ФУЗ-МРТ - установка находится в Национальном медико-хирургическом центре им Н.И. Пирогова (г. Москва).
Собственно процедура ФУЗ-МРТ  состоит в обработке опухоли мозга или зоны интереса в мозге последовательными импульсами фокусированного ультразвука. Весь выделенный объем опухоли покрывается рядами тесно расположенных слотов. Системой ведется учет всех температурных воздействий на пациента. После каждого произведенного импульса ФУЗ объем обработанной ткани, где был нагрев выше «порога коагуляции», отмечается синим цветом. Так создается «дозиметрическая карта» процедуры, позволяющая контролировать правильность выполнения процедуры. В ходе процедуры постоянно отслеживаются основные параметры жизнедеятельности пациента, который находится в непосредственном голосовом контакте с персоналом и держит в руке кнопку экстренной остановки процедуры. Сразу по завершении процедуры проводится контрольное МРТ-сканирование с введением контрастирующего агента, позволяющее визуализировать внутри опухолевого образования «зоны без перфузии». На МРТ изображениях, сделанных после введения контрастирующего вещества, отображаются участки отсутствия поглощения контраста, что указывает на деваскуляризацию и некроз ткани. Эффективность процедуры ФУЗ-МРТ  оценивается путем измерения объема «зоны без перфузии», появившейся в обработанной опухоли мозга, или зоны интереса в мозге.
Считается, что технология ФУЗ-МРТ  создает новую лечебную парадигму, фактически новую форму хирургии. Израильская компания InSightec (ИнСайтек), производитель системы ExAblate, основанная в 1999 году как совместное предприятие между Elbit Medical Imaging и General Electric Medical Systems, стала мировым лидером в области разработки новых медицинских технологий. В 2000 году журнал «Бизнес-уик» (США) назвал систему ExAblate одной из 25 идей, призванных изменить мир.
Но разрушать проще и легче, чем создавать и строить. Авторы настоящего изобретения полагают, что реконструктивные возможности клинического применения ультразвука значительно шире его разрушительных свойств. Воздействие ультразвука на мозг изменяет проницаемость ГЭБ в мозге. Этот нейробиологический эффект был показан исследованиями компании Perfusion Technology из Эндовера (Массачусетс, США). Ученые из разных стран мира много лет изучают ГЭБ и способы его преодоления. Преодоление ГЭБ мозга это преодоление природной защиты тканей ГМ от проникновения потенциально опасных веществ. Но именно ГЭБ препятствует не только попаданию в отделы ГМ нежелательных бактерий и веществ, но и транспорту в ГМ лекарственных препаратов, регуляторных клеточных систем и СК, когда это необходимо. Метод повышения проницаемости ГЭБ посредством УЗ, разработанный компанией Perfusion Technology, более прост и более дешев. Вместо того чтобы открывать ГЭБ в единственном месте, метод ультразвуковой перфузии использует специально разработанные наушники, чтобы открыть весь мозг волнам ультразвука низкой интенсивности для часового курса лечения.
Компания Perfusion Technology разрабатывает наушники, которые распространяют волны ультразвука по всему ГМ, позволяя лекарствам от рака или другим большим молекулам уменьшиться и пройти через ГЭБ. Исследования отдела мозга обезьяны после лечения с использованием устройства показали, что это позволило химическому маркеру (коричневому) проникнуть в мозг.
Очевидно, что уже сегодня в современной медицине очень широко применяются каждый из описанных методов ионизирующего и неионизирующего ЭМИ для лечения патологий ГМ. Способы этого воздействия и медицинское оборудование для их реализации разрешены к клиническому применению в России и большинстве высокоразвитых стран мира (США, Англия, Канада, Великобритания, Германия и т.д.). Однако каждый из этих методов дистанционного воздействия на мозг применяется к очень ограниченной патологии мозга, фрагментарно и изолированно к характеру повреждения НТ (только опухоли или тремор) как способ очень конкретного локального нейробиологического воздействия на НТ ГМ или СМ. При этом игнорируются системные нейробиологические механизмы комбинированного воздействия различных видов излучения на НТ, которые могут обеспечить программируемое реставрационное воздействие на нее.
Следует также отметить, что существует ряд важных проблем, ограничивающих широкое терапевтическое тиражирование различных способов применения ионизирующих ЭМИ в медицине. Среди современных проблем мировой радиобиологии и радиологической защиты, ограничивающих широкое распространение достижений этих наук в медицине, наиболее актуальны две проблемы. Первая из них - влияние малых доз ионизирующего излучения на здоровье человека вообще и возможность повреждения НТ мозга, в частности, а вторая - более чем столетняя острая дискуссия о радиочувствительности/радиопоражаемости ГМ человека. Объединение этих неразрешенных до сих пор научных вопросов - поражают ли малые дозы ионизирующей радиации головной мозг человека - являет собой крайне противоречивую проблему. В соответствии с классическими положениями лучевой терапии рака, установленными французскими радиотерапевтами Bergonie и Tribondeau (1906), чувствительность клеток к облучению находится в прямой зависимости от их репродуктивной активности и обратно пропорциональна степени их дифференциации. Соответственно, зрелая нервная ткань рассматривается как исключительный пример «закрытой статической популяции», и, вследствие ее фиксированного постмитотического состояния, данную клеточную популяцию считают «наиболее радиоустойчивой». При этом в последнее время драматически возрастают данные, свидетельствующие о радиочувствительности ЦНС. Причем вновь появились сообщения о благоприятных эффектах малых доз радиации на здоровье человека, трактуемых как «радиационно-адаптивный ответ». Кроме того, считалось, что «сосудисто-глиальный союз» является церебральным базисом пострадиационного поражения ГМ, тогда как нейроны рассматривались вне патогенеза лучевого поражения. В соответствии с этим белое вещество ГМ должно было быть более радиопоражаемым, чем серое. Однако последние достижения в понимании механизмов радиационного поражения ЦНС заставляют пересмотреть эти, казалось бы, устоявшиеся положения. В настоящее время стало понятным, что ЦНС является главной дозолимитирующей системой в клинической радиотерапии, что ЦНС радиочувствительна.
Настоящее изобретение не ставило целью окончательное решение этих проблем, но дальнейшее расширение возможностей применения ИИ и НеИИ в реконструкции ГМ человека требует снижения потенциального риска возможных осложнений от применения ЭМИ различной длины волны в клинике. Авторы настоящего изобретения полагают, что преодоление основных противоречий и дальнейшей дискуссий в проблеме радиочувствительности/радиопоражаемости ГМ при использовании малых доз ионизирующих ЭМИ для терапии и морфофункциональной реконструкции повреждений мозга может быть достигнуто путем сочетания локального и системного применения малых доз различных типов электромагнитного (ИИ и НеИИ) воздействия на клетки НТ ГМ человека. Именно этот новый аспект сочетанного применения ЭМИ для реставрации мозга человека позволяет избежать большого числа возможных осложнений от изолированного применения этих технологий в клинике и реализовать стратегию внутритканевой реконструкции НТ ГМ. Принцип сочетанного (комбинированного) воздействия разных типов ЭМИ на НТ ГМ человека был положен в основу настоящего изобретения. Комбинированное программное воздействие на НТ разных типов (ионизирующих и неионизирующих) ЭМИ позволяет достигнуть в зоне повреждения НТ ГМ требуемых сочетаний нейробиологических эффектов. Например, сочетание ИИ и низкоинтенсивного ФУЗ в определенном месте НТ способно вызвать взаимоусиливающие и взаимокоррелирующие нейробиологические эффекты:
1. Временно повысить проницаемость ГЭБ НТ для биоактивных препаратов, СК и ПК костного мозга и тканеспецифических СК.
2. Создать в зоне повреждения НТ градиент концентрации воспаления для направленного транспорта СК и ПК в эту зону.
3. Снизить негативные последствия и побочные действия селективного применения малых доз ИИ на клетки НТ ГМ человека.
Сочетанное воздействие СРТ и ФУЗ способствуют значительному усилению микроциркуляции именно в зоне повреждения НТ мозга за счет общего системного микроциркуляторного эффекта СРТ на НТ всего мозга пациента и усилению локального микроциркуляторного эффекта путем фокусированного ультразвукового «массажирующего» воздействия на НТ и устранения местного ангиоспастического и ангиопаралитического действия на микрокапиляры нарушенного сосудистого вегетативного обеспечения артерий и вен в зоне повреждения НТ мозга. Одновременное комбинированное воздействие на поврежденную НТ ГМ человека малых доз ИИ и СРТ в режимах реабилитации способствует активации биоэлектрической активности ГМ без наличия классических пострадиационных молекулярно-биологических эффектов от применения ИИ, а также разрушению посредством ИИ системных патологических связей в поврежденной нервной ткани ГМ человека и навязыванию посредством СРТ резонансно-волновых частот физиологического диапазона работы НТ.
В современной научной медицинской литературе описан целый ряд экспериментальных научных фактов позитивного и взаимокорректирующего использования комбинированного применения различных типов ЭМИ, которые почему-то пока не нашли своего прямого применения в современной медицине и практически не используются в клинической практике. Впервые тезис о возможности положительного воздействия на биологические системы, подвергшиеся ионизирующему излучению других, не ионизирующих электромагнитных полей слабой или нетепловой интенсивности, которые в этом контексте приобретают смысл информационных сигналов, был сформулирован еще в книге московского биофизика А.С. Пресмана "Электромагнитные поля и живая природа", М., 1968. Сегодня хорошо известно, что неблагоприятное воздействие средних и малых доз ионизирующей радиации на здоровье человека может быть значительно нивелировано воздействием неионизирующих электромагнитных волн крайне высокого диапазона и структурно-резонансным электромагнитным воздействием. Считается, что это позитивное воздействие неионизирующих ЭМИ на побочные эффекты ионизирующих ЭМИ может быть обусловлено биологическими резонансами ЭМИ и изменением частоты модуляции ЭМИ, являющейся информационной частотой, несущей на себе основной объем соответствующей информации. Модуляция ЭМИ - это изменения по определенному закону амплитуды, частоты или фазы гармонического колебания для внесения в колебательный процесс требуемой информации. Передача информации при помощи электромагнитных волн за счет их модуляции возможна только в низкочастотном диапазоне этих волн, соответствующем диапазону частот функциональных систем организма (от 1 до 10 Гц). Навязывание пострадавшей от ионизирующего ЭМИ ткани мозга ее физиологических резонансных частот в норме методами СРТ практически корректирует негативные пострадиационные молекулярно-биологические эффекты малых доз ИИ в этой ткани и делает это воздействие практически безопасным. В комбинации же с рентгеновским излучением или противоопухолевыми препаратами ЭМ-волны всегда выступают в роли протектора.
Но есть и другая не менее значимая сторона одновременного комбинационного воздействия на мозг разных типов ЭМИ. Сочетанное (комбинированное) использование малых доз различных типов ИИ с ФУЗ позволяет целенаправленно управлять одновременно различными постлучевыми нейробиологическими эффектами. Например, как отмечалось выше, при комбинированном воздействии ФУЗ низкой частоты и малых доз ИИ на зону повреждения НТ в мозге одновременно можно добиться в реконструируемой НТ сразу двух крайне важных нейробиологических эффектов - фокусированный ультразвук на несколько часов суперселективно увеличит проницаемость ГЭБ в зоне повреждения НТ для ГСК и(или) мезенхимальных СК, а облучение зоны повреждения НТ малыми дозами ИИ создаст в ней зону асептического воспаления и соответствующий градиент концентрации цитокинов и факторов воспаления, способных обеспечить целенаправленную миграцию и хоуминг СК и ПК из периферической крови и костного мозга в зону повреждения НТ. Степень каждого нейробиологического феномена можно регулировать путем использования дополнительных методов лучевой диагностики (МРТ-контрасты, термометрия НТ, ПЭТ исследование метаболизма глюкозы НТ и т.д.) Таким образом, комбинация стереотаксического одновременного воздействия ФУЗ и ИИ в зоне повреждения НТ мозга решает ряд очень важных задач целенаведения СК в зону повреждения НТ и беспрепятственный доступ их в место повреждения НТ через ГЭБ с последующим (примерно через час) восстановлением заградительных функций ГЭБ мозга.
НеИИ низкой интенсивности (СРТ) и ультразвук низкой частоты способствуют более быстрому восстановлению процессов жизнедеятельности в тканях при их поражении. Это происходит вследствие повышения пролиферативной активности СК кроветворной системы, что, в свою очередь, приводит к повышению митотической активности клеток костного мозга. Влияние низкоинтенсивного ЭМИ на клетки костного мозга было показано также в опытах in vitro (Л.П. Игнашева и Е.И. Соболева, 1991), а именно, было показано, что нетепловое ЭМИ-излучение низкой интенсивности оказывает положительное влияние на стволовые кроветворные клетки криоконсервированного костного мозга, способствует повышению выживаемости летально облученных реципиентов после миелотрансплантации и может являться одним из путей повышения репопуляционной способности криоконсервированного костного мозга. Группой ученых под руководством В.И. Говалло на базе ЦНИИ травматологии и ортопедии совместно с НПО «Исток» были проведены исследования и показано, что под влиянием волн КВЧ диапазона лимфоциты и фибробласты человека in vitro продуцируют фактор-фитокин, усиливающий рост и функциональную активность аналогичных клеток.
Одновременное применение СРТ и ФУЗ в зоне повреждения НТ мозга способно значительно улучшить общую синхронизацию работы элементов поврежденной ткани за счет активирующего действия на нервные клетки и массажирующего действия ФУЗ низкой частоты на НТ и навязывания физиологических ритмов работы мозга всему мозгу и в зоне повреждения НТ при соответствующих режимах СРТ.
Таким образом, определенные комбинации различных типов ЭМИ, воздействующие одновременно на поврежденный участок НТ ГМ, способны оказывать специфичные и достаточно стабильные нейробиологические эффекты, которые могут быть использованы для реализации задач реконструкции НТ мозга. Радиореконструктивное комбинированное воздействие этих излучений на НТ ГМ может реализовать все требуемые для реставрации морфофункциональные изменения в ней, но не хирургическим путем, как это описано в способе-прототипе, а дистанционно.
Еще раз следует отметить важный научный факт предложенного изобретения, заключающийся в том, что возникновение нужных (программных) нейробиологических эффектов в НТ осуществлялось путем одновременных комбинационных фокусированных воздействий различных видов ИИ и НеИИ малой мощности и интенсивности с различной длиной волны. Это обеспечило формирование в НТ поврежденного мозга запуск конкретных реставрационных молекулярно-биологических механизмов - микроциркуляции или аплазии микрососудистого русла, нейрорегенерации или нейродегенерации нервных клеток, активации или депрессии скорости проведения нервных импульсов, хоуминга и патотропизма клеточных систем, асептического воспаления или лучевого некроза и т.д. Эти нейробиологические эффекты НТ при алгоритмированном и программном использовании приводили к многоуровневому восстановления основных элементов НТ за счет улучшения микроциркуляции зоны интереса, активации регуляторных качеств СК костного мозга пациента, восстановлении автономного вегетативного обеспечения и нормализации биоритмов функционирования НТ. В результате применения предложенного способа решены проблемы восполнения количественного и качественного восстановления клеточного состава зоны повреждения НТ в мозге (нейронов, олигодендроцитов, микроглии, волокон, синапсов и т.д.), реализовано управление проницаемостью ГЭБ, обеспечено сосудистое ремоделирование зоны повреждения НТ (уменьшение или увеличение сосудистой геометрии и объема микроциркуляторного русла), активирована регуляция синаптогенеза в поврежденной НТ и ремодуляция автономного вегетативного обеспечения НТ в зоне повреждения НТ (соответсвующее изменение тонуса симпатической или парасимпатической нервной системы), проведена синхронизация основных системообразующих компонентов НТ.
Таким образом, предложенный биоинженерный способ лечения патологии мозга обеспечивает дистанционную внутритканевую реставрацию морфофункциональной структуры поврежденной НТ мозга человека при нервно-психических заболеваниях и черепно-мозговых травмах без применения нейрохирургических операций и малоинвазивных интервенционных технологий рентгенохирургии и исключает полное соприкосновение с НТ мозга пациента рук нейрохирурга и любых хирургических инструментов.
В настоящем изобретении реализованы те же стадии реставрации поврежденного мозга, что и в способе-прототипе, но на новом технологическом уровне мультиволнового электромагнитного воздействия.
На фиг. 1 представлена фотография доработанного согласно настоящему изобретению стереотаксического устройства с фиксированными на нем датчиками для мультиволнового фокусного воздействия, вид спереди;
на фиг. 2 - то же, вид сбоку.
Способ по настоящему изобретению осуществляют следующим образом.
Стадии проектирования и разметки (а) предложенного способа направлены на диагностику очагов поражения (зон повреждения НТ) в мозге. Важной проблемой реконструкции поврежденной НТ является анализ степени ее морфологического повреждения и определение локализации зон функционального повреждения НТ в ГМ. Для оценки объема реконструкции нужны очень точные данные о характере повреждения НТ. Эти данные способна обеспечить высокоразрешающая МРТ ГМ (1,5 Тл или 3 Тл), позволяющая исследовать резонансно-волновые характеристики индуктивности НТ в зоне ее повреждения.
Данные анализа метаболических изменений различных участков ГМ позволяют получить технология современной позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Совмещение данных ПЭТ с компьютерной томографией (КТ) ГМ позволяет четко привязать данные метаболомных нарушений патологического очага к его локализации в органах и тканях. Поэтому технология совмещенного ПЭТ/КТ открывает большие перспективы по диагностике морфофункциональных изменений и их топической привязке к конкретному анатомическому образованию в мозге. Намагниченность НТ как функциональный параметр повреждения НТ в различных регионах мозга можно получить, используя данные магнитоэнцефалографии (МЭГ). Данные трехмерного картирования ЭЭГ позволяют получить локализацию биоэлектрической активности коры ГМ.
Сопоставление и программное слияние этих данных в таблицах биоинформационного картирования ГМ пациента с данными МРТ и КТ позволяет получить интегральную характеристику и максимальную достоверность персонифицированных данных этой биологической информации, а также пользоваться этими массивами биологической информации, используя современные IT-технологии и методы математического моделирования. Таким образом, используя эти суперсовременные данные лучевой диагностики ГМ человека, можно спроектировать свои реставрационные усилия в области нейроинженерии, определить основные направления и информационные уровни реконструкции ГМ и правильно спланировать объем необходимых биоматериалов и инструментария. Использование специализированного профессионального программного обеспечения технологии мультиуровневого слияния (multyfusion) данных МРТ, КТ, ПЭТ, ЭЭГ картирования и МЭГ позволяет составить многомерную таблицу параметров различных участков мозга, сравнить ее с таблицей среднестатистической нормы и увидеть те повреждения и функциональные нарушения, что остались без внимания врача при визуальном контроле изображения.
Полученная мультиуровневая информация о состоянии мозга пациента должна быть предоставлена больным для проведения биоинформационного анализа на современных информационных носителях (лазерных дисках, флеш-картах и т.д.) и записана с применением основного программного обеспечения для их чтения и обработки в стандарте унифицированных компьютерных программ DICOM. Уровень требований к проведению определенных нейроисследований на данном этапе следующий:
1. МРТ исследование ГМ, его необходимо провести на магнитно-резонансном томографе высокого разрешения (от 1,5 Тл и выше);
2. МРТ-трактография проводящих путей зоны повреждений ГМ;
3. МРТ-ангиография сосудов головного мозга;
4. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) ГМ или ПЭТ всего тела пациента;
5. Компьютерная томография ГМ, преимущестенно на спиральном КТ-томографе с разрешением не менее 32 слайсов;
6. Церебральное картирование ЭЭГ на аппаратном комплексе ЭЭГ, имеющем программное обеспечение для 3D локального моделирования биоэлектрической активности ГМ; и(или)
7. Магнитоэнцефалография (МЭГ) ГМ с проведением 3D моделирования результатов.
Разница во времени между датами различных результатов компьютерной лучевой диагностики не должна превышать более недели. Все данные проведенных исследований должны быть представлены на информационных носителях (лазерных дисках, флеш-картах и т.д.) в едином формате DICOM. Все томографические исследования, выполненные на этом этапе для обследования больного, могут быть использованы на следующем этапе для мониторинга эффективности проведения лечения. Использование информационных технологий 3D обработки томографических данных позволяет их объединить в 3D карты мозга с использованием специализированного программного обеспечения «Multimodalfusion 3D», существующего на суперкомпьютерном стереотаксическом аппаратном комплексе CyberKnife (США) или аналогичном аппаратном комплексе для стереотаксической лучевой терапии других производителей. Это позволяет получить трехмерную (3D) мультиуровневую картированную модель информационной структуры поврежденной нервной ткани ГМ пациента в виде набора таблиц локальных данных о мозге, «привязать» или соотнести их с анатомическими образованиями в мозге и составить персонифицированную 3D карту существующих патологических изменений и повреждений НТ конкретного человека и животного. Данная 3D карта болезни может быть основой для разметки и проведения стереотаксического таргетного терапевтического радиобиоинженерного воздействия ИИ на ГМ пациента.
На этой стадии также проводится разметка последующего радиобиоинженерного воздействия на мозг пациента.
Этапы подготовки к проведению дистанционной лучевой терапии (на примере применения стереотаксического радиохирургического аппарата «Clinac 2300 (3D CRT)»:
1. Пациента консультирует врач-радиолог.
1а. Изучается медицинская документация, проводится осмотр больного и
устанавливаются показания к проведению дистанционного лучевого воздействия.
1в. Определяются тактика лечения, методика дистанционной лучевой терапии, вид излучения, применение радиомодифицирующих агентов, фиксация больного. В случае изменения плана лечения, вынужденного перерыва, проводится повторная консультация с записью в поликлинической карте больного или в стационарной истории болезни.
1. Топометрическая подготовка начинается в группе лучевой топометрии, в кабинете компьютерной томографии.
2а. Врач радиолог совместно с врачом рентгенологом и рентген-лаборантами выбирают нужное и удобное положение пациента на столе компьютерного томографа, проводят подбор фиксирующих приспособлений для воспроизведения идентичной укладки больного. При проведении сеансов стереотаксической лучевой терапии на голову или тело пациента накладывается термопластическая маска.
2в. Данные о параметрах фиксирующих приспособлений рентген-лаборантом заносятся в лист фиксирующих приспособлений.
2г. Проводят компьютерную томографию предположительного объема облучения, полученные изображения направляются на рабочую станцию для оконтуривания объемов. С целью уточнения объема облучения дополнительно выполняется магнитно-резонансная томография.
3. В системе трехмерного планирования врач-радиолог выбирает объемы облучения (GTV, CTV, PTV), согласовывает их с консультантом, пересылает изображения в цифровом формате в планирующую систему для медицинского физика, заполняет технологическую карту (с указанием РОД, СОД, аппарата, энергии, количества фракций, локализации, наличия фиксирующий приспособлений).
4. Медицинский физик согласно техническому заданию подбирает оптимальное количество полей облучения, их направления, энергию, дозу, определяет необходимость применения тканеэквивалентных болюсов, клиновидных фильтров.
4а. После расчета трехмерной программы облучения с целью определения точки центрации создаются установочные поля для проверки реперной точки.
4в. Программа облучения с приложением дозообъемных гистограмм мишени и критических органов согласовывается с врачом-радиологом и старшим научным сотрудником, распечатывается и выдается врачу-радиологу.
5. На ускорителе электронов с помощью системы «OBI» - On Board Imaging, в которую входят две подсистемы: СВСТ - (Con-Beam СТ) - компьютерная томография в киловольтном излучении и planar images - плоские изображения в киловольтном излучении, проводится симуляция плана облучения.
5а. Врач-радиолог совместно с рентген-лаборантами, инженером и медицинским физиком укладывают больного на процедурный стол аппарата для дистанционной лучевой терапии, в ранее выбранном положении, согласно листу фиксирующих приспособлений выбирают установочное поле, проверяют правильность расположения реперной точки.
5в. Устанавливаются клинья, тканеэквивалентные болюсы при их наличии в программе облучения, проверяют правильность укладки с помощью выполнения киловольтных портальных снимков.
5г. Объем облучения фиксируется в цифровом варианте и бумажном носителе с каждого лечебного поля, за исключением встречных полей (например, при четырехпольной методики - бокс, выполнена фиксация при 90° поворота головки ускорителя, нет необходимости фиксировать объем облучения этой же зоны при 270°).
5д. Проверка точности укладки пациента с помощью компьютерной томографии в коническом пучке СВСТ проводится перед началом проведения каждого этапа лучевого ионизирующего воздействия.
6. Проверка точности укладки пациента с помощью выполнения мегавольтных портальных снимков проводится еженедельно.
6а. При первой укладке пациента обязательно присутствие медицинского физика и инженера с целью проверки лазерной системы антистолкновения;
6б. После первой укладки пациента рентген-лаборант проводит фотосъемку положения больного на столе ускорителя электронов с включением в кадр фиксирующих приспособлений и распечатывает это изображение на принтере.
7. После проверки положения пациента рентген-лаборанты выставляют параметры облучения и следят за состоянием больного по мониторам.
8. После завершения процедуры рентген-лаборанты помогают подняться пациенту с процедурного стола и выводят из каньона в зал ожидания.
Обязательный набор документов, входящий в 3D лучевую карту:
1) консультация врача-радиолога;
2) информированное согласие больного;
3) лист параметров фиксирующих приспособлений;
4) технологическая карта с расчетными параметрами;
5) карта дозного распределения каждого объема облучения, подписанная медицинским физиком, врачом-радиологом и консультантом;
6) дозо-объемная гистограмма всех мишеней облучения и критических органов, заверенная подписью медицинского физика, врача-радиолога и консультанта;
7) фотография положения больного на столе ускорителя электронов с включением в кадр фиксирующих приспособлений;
8) дневник облучения (расписывается ежедневно каждая область), заверяется подписью рентген-лаборанта и врача-радиолога;
9) портальные снимки, полученные с помощью киловольтного излучения (на бумажном носителе), всех объемов облучения;
10) эпикриз лучевой терапии, после завершения лечения.
Таким образом, разметка осуществляется с учетом 3D лучевой карты болезни пациента на стандартном радиотерапевтическом (радиохирургическом) стереотаксическом аппаратном комплексе, например, Clinac 2300 (3D CRT).
В результате разметки на коже головы пациента делаются конкретные «радиометки» для дальнейшей фиксации стереотаксического аппарата на голове пациента и проведения направленного стереотаксического воздействия ИИ и НеИИ на мозг пациента и определяются основные вертикальные и горизонтальные углы наклона и азимуты направленного НеИИ воздействия на мозг для стереотаксического применения СРТ и ФУЗ с помощью специальных датчиков, закрепленных в фиксаторах стереотаксического аппарата.
Для иллюстрации и проверки терапевтических возможностей предложенного принципа дистанционного радиобиоинженерного воздействия на поврежденную НТ ГМ человека авторами изобретения был предложен демонстрационный образец стереотаксического устройства для одновременного мультиволнового воздействия на мозг, в которое были вмонтированы диагностические и терапевтические датчики НеИИ, подключенные к стандартному терапевтическому ультразвуковому аппарату и стандартному аппарату для СРТ терапии. Для этих целей был использован известный стереотаксический метод наведения на подкорковые структуры мозга, который был реализован на базе существующего, но доработанного стереотаксического аппарата.
В соответствии с классическими представлениями в нейрохирургии стереотаксический метод представляет собой совокупность средств и приемов, при которых практическая задача обеспечения возможности малотравматического хирургического доступа к любым отделам мозга решается на основе математических приемов и в значительной мере зависит от правильного понимания геометрических свойств рентгеновского изображения. Стереотаксический метод или сокращенно стереотаксис (от греч. stereos - объемный, пространственный и taxis - расположение) представляет собой совокупность приемов и расчетов, позволяющих с помощью специальных приборов и методов рентгенологического и функционального контроля с большой точностью ввести канюлю (электрод) в заранее определенную глубоко расположенную структуру ГМ или СМ для воздействия на нее с лечебной целью. Поскольку настоящее изобретение не использует хирургическое воздействие на НТ ГМ, то в данном случае главным в стереотаксической разметке на радиохирургическом стереотаксическом комплексе было необходимо определить основные углы наклона и зоны на мозге для мультиволнового воздействия от разных типов датчиков ЭМИ.
Основным методическим приемом стереотаксиса является сопоставление условной координатной системы мозга с координатной системой стереотаксического прибора. Согласно настоящему изобретению условной координатной системой зон повреждения НТ в мозге была разметка, проведенная врачом-радиологом на радиохирургическом аппарате, и задание координат для НеИИ (ФЗУ и СРТ). Для проведения одновременного фокусированного целенаправленного электромагнитного ионизирующего и неионизирующего воздействия на конкретные зоны поврежденной НТ был использован адаптированный к задачам реконструкции стереотаксический аппарат, в котором независимо от его конструкций сохраняется основной принцип стереотаксического метода - сопоставление координатной системы мозга с координатной системой стереотаксического прибора. Несмотря на разнообразие систем стереотаксических аппаратов, а следовательно, и стереотаксических расчетов, сопоставления («привязка») координатной системой мозга с таковой аппарата основана на одном и том же принципе трехмерных ортогональных и полярных проекций. В различных аппаратах используется как прямоугольная, так и полярная система координат. Прямоугольные координаты предполагают расчеты в трех плоскостях пространства, располагающихся под прямым углом друг к другу. Такой метод имеет некоторые преимущества, в частности он позволяет точно определить увеличение объекта в результате параллакса рентгеновых лучей, а также повторно установить аппарат точно в том же положении, если операция производится в два этапа. Очевидны и существенные недостатки аппаратов, основанных на системе прямоугольных координат, - это сложность конструкции, трудность фиксации аппарата на голове и трудоемкие расчеты, требующие много времени. Наиболее распространенные в наше время аппараты основаны на системе полярных координат. Принцип их действия заключается в том, что электрод-канюлю вводят в мозг по направлению точки-цели под определенными углами. Эти углы определяют с помощью линий, которые проводят от конца введенной на значительную глубину мозга на снимках в обеих проекциях. Именно эти углы, установленные при радиохирургической разметке, использовались в предложенном способе для создания фокусного воздействия различных датчиков УЗИ.
С практической точки зрения все существующие аппараты можно разделить на две группы: 1. Аппараты сравнительно простой конструкции, фиксируемые в небольшом трепанационном отверстии в костях черепа. Фиксация этих аппаратов не требует предварительного рентгенологического контроля и осуществляется по внешним черепным ориентирам; 2. Аппараты сложной конструкции и больших размеров, в которых фиксируют голову больного под рентгенологическим контролем с помощью острых упоров, ввинчиваемых в кости черепа. Для целей настоящего изобретения целесообразно использовать второй тип стереотаксических аппаратов.
Очевидно, что для проведения стереотаксических нейрохирургических операций сложные и громоздкие аппараты второго типа, требующие большой затраты времени для установки и стереотаксических расчетов, не оправдывают себя на практике и неудобны в операционной. Но для целей радионейроинженерии и дистанционной нейрореставрации и реконструкции поврежденной НТ ГМ эти аппараты достаточно удобны и надежны и при их соответствующей доработке и упрощении они могут широко применяться в биоинженерии мозга. Использование этих аппаратов делает процесс радионейроинженерии достаточно мобильным. Аппарат может быть установлен как в процедурном или физиотерапевтическом кабинете и осуществлять комбинированное фокусное СРТ и фокусное УЗИ воздействия, так и быть использован в операционной радиохирургического кабинета радиотерапевтического отделения. В то же время очевидно, что простоты и удобства практического применения нельзя достигать ценой уменьшения точности аппарата, то есть точности наведения и попадания в заданную подкорковую структуру. Точность попадания в цели мультиволнового фокусного воздействия в подкорковых структурах обеспечивается путем проведения расчетов и моделирования попадания в цель на компьютеризированном радиотерапевтическом (радиохирургическом) стереотаксическом аппарате, который и обеспечит необходимое воздействие ИИ на зону повреждения НТ. Датчики УЗ воздействия закрепляют на фиксаторах стереотаксического аппарата и позиционируют под заданными углами наклона к черепу в соответствии с проведенной разметкой, обеспечивающей фокусировку лучей ультразвука в зоне нейроинженерной пластики мозга (т.е. в зоне повреждения НТ), а индукторы структурно-резонансного воздействия укрепляют к плекстиглазовой рамке стереотаксического аппарата в лобной и затылочной части. Для мониторирования эффективности и безопасности проведения нейроинженерии на голову пациента одевают шлем для установки электродов для фиксации биоэлектрической активности ГМ мозга пациента во времени. На фиг. 1-2 представлены фотографии доработанного согласно настоящему изобретению стереотаксического устройства с фиксированными на нем датчиками для мультиволнового фокусного воздействия.
Стадия ремоделирования сосудистого русла зон повреждения НТ (b). В зависимости от этиопатогенеза заболевания мозга и конкретных задач данной стадии могут быть реализованы две стратегии сосудистого ремоделирования: 1) деваскуляризация зоны повреждения НТ в мозге (при опухолях, микроаневризмах, мальформациях, кровоизлияниях и т.д.) и 2) гиперваскуляризация зоны повреждения НТ в мозге (ишемия НТ, атрофия НТ, демиелинизация и т.д.). Деваскуляризация зоны повреждения НТ в мозге уже давно решена путем применения деструкции питающих сосудов фокусированным ультразвуком под контролем МРТ как первый этап комплексного лечения на аппарате ФУЗ-МРТ. Абляция сосудов фокусированным ультразвуком обеспечивает полную окклюзию питающих артерий опухоли или новообразования по типу плюс ткань. Другая стратегия ремоделирования сосудистого русла, направленная на увеличение его геометрии и увеличение объема кровотока, реализуется путем раскрытия микрокапилляров и микровенул зоны повреждения НТ в мозге. Она решается путем дистанционной гиперваскуляризации и микроциркуляторного ремоделирующего воздействия на мозг с использованием медицинского оборудования для электромагнитной СРТ, описанного, например, в патенте RU 2317116 С2 на устройство для электромагнитной терапии, и применения ФУЗ с использованием стандартного оборудования для ультразвуковой терапии. Авторы этого патента предложили использовать устройство для электромагнитной терапии в микроциркуляторном режиме. Была в эксперименте доказана возможность микроциркуляторного эффекта ЭМИ на ткань человека, так как уже был разработан способ дистанционного воздействия на мозг согласно патенту RU 2067879 С1. В этом способе проводят стимуляцию органа и ткани электрическим током или переменным магнитным полем, причем диапазон частоты стимуляции рассчитывают, исходя из эмпирического соотношения. Этот способ усовершенствован и обозначен как структурно-резонансная терапия (СРТ). Сущность СРТ состоит в вовлечении магнитных моментов структур организма в резонансное «раскачивание», при этом поврежденные структуры, имеющие асимметричный момент, разбалансируются с удалением в общую систему гомеостаза патологических ингредиентов, а освобожденные от них или исходно здоровые ткани остаются без изменений. Поиск резонансных, высокоэффективных частот лечебного сигнала проводился в течение более 25 лет эмпирически под контролем клинико-инструментальных методов анализа динамики заболевания. СРТ базируется на общеизвестной стандартной величине частоты флуктуации атомарного космического водорода - первичного задающего информационного генератора развития всех видов физических структур - 1420817336 Гц. Для построения начальных точек (левого ряда) бифуркации ритмокаскадов используют закон октавы с коэффициентом 2, а для построения конечных точек (правого ряда) бифуркации используют правило золотого сечения с умножением значения начальной точки на коэффициент 1,5 или используют сумму значений начальных частот этого же ритмокаскада и предыдущего (меньшего по величине частоты). Различие в значениях частот в точках бифуркации ритмокаскадов в способе СРТ составляет всего от 3.7 А% до 4.7 А%.
СРТ для режима микроциркуляции в мозге можно реализовать с использованием устройств различного типа, в частности, с помощью электростимулятора по патенту RU 24636 U1 (аппараты КЭЛСИ и РАДОМЫС), устройства для накожного воздействия с помощью токопроводящей резины (патент RU 2082449 С1 на «Электрод для подачи на кожу электрического тока при физиотерапии»), трикотажного графитизированного полотна УВИС-ТР или посеребренного полимера (артикул 56041 ТУ-8378-491-365445028-00), устройства для воздействия на слизистые оболочки биопсийными щипцами (авторское свидетельство SU 1159282 А1) или резинового токопроводящего кабеля (авторское свидетельство SU 1367980 А1), а также бесконтактно с помощью индукторов из многожильных проводов в виде плоских ремней устройства для электромагнитной терапии (вышеуказанный патент RU 2317116 С2).
Учитывая тот факт, что патология, как правило, нарушает эволюционно целесообразные связи между различными органами и системами, то возникает необходимость последовательной «отладки» каждого известного по ритмокаскадам уровня организации, патологию которого удается выявить общеизвестными диагностическими методами. При реализации предложенного способа возможен вариант применения так называемого «сканирующего» режима, когда через удерживаемую определенное время частоту огибающей, характерной («адресовка») для конкретного уровня организации, последовательно прокачивают частоты несущей от минимального тринара через все возможные актуальные биоритмы структурно-функциональных единиц вплоть до клеточного и субклеточного уровня с возвратом до исходного тринара.
СРТ может быть проведена на стандартном оборудовании контактного электростимулятора «РЕКЭЛСИ», на котором воздействие осуществляется прямоугольным биполярным импульсным током (заполнение), сформированным в треугольные равноскважные симметричные модуляции (огибающая). Варианты сочетания частот огибающей и заполнения реализованы в девяти режимах работы электростимулятора. Новая модель электростимулятора разработана с учетом новейших требований с применением современной элементной базы и может работать в автоматическом и ручном режимах стимуляции. Управление аппаратом осуществляется с сенсорной панели. Аппарат имеет дружественный интерфейс и не требует специальной подготовки для проведения режимов 2-7 «микроциркуляция» (см. Таблицу 2).
При использовании аппарата для СРТ «РЕМАТЕРА» воздействие осуществляется посредством индуктора прямоугольным биполярным импульсным током (заполнение), сформированным в треугольные равноскважные симметричные модуляции (огибающая). Варианты сочетания частот огибающей и заполнения реализованы в восьми режимах работы. Новая модель аппарата разработана с учетом новейших требований с применением современной элементной базы и может работать в автоматическом и ручном режимах. Управление аппаратом осуществляется с сенсорной панели. Аппарат имеет дружественный интерфейс и не требует специальной подготовки. Лечебные возможности применения СРТ реализованы на нескольких режимах работы аппарата «РЕМАТЕРА».
2
Для моделирования фокусного ультразвукового воздействия на зону повреждения НТ головного мозга использовали стандартные ультразвуковые "пальчиковые" ("карандашные") датчики, применяемые для УЗИ исследований в нейрохирургии при исследовании транскраниальных магистральных сосудов головы и шеи или датчики, штатно прилагаемые к прибору терепевтического ультразвука. Ультразвуковое воздействие на УЗ датчики, закрепленные в стереотаксическом аппарате и ориентированные на внутримозговое фокусированное воздействие, осуществляли путем подключения их к стандартному аппарату для ультразвуковой терапии УЗТ-107Ф или аппарату УЗТ 1.01Ф. Универсальный ультразвуковой терапевтический аппарат УЗТ-107Ф с микропроцессорным управлением предназначен для лечения ультразвуком различных заболеваний периферической нервной системы. Отличительными особенностями аппарата являются плавная регулировка интенсивности и более точная дозировка излучения. Питание аппарата осуществляется от сети переменного тока напряжением 220±10% В, частотой 50 Гц. Потребляемая мощность - не более 45 Вт. Частота ультразвуковых колебаний, МГц - 0,88±0,1%. Эффективная площадь излучателей 0.88 см. Режим работы - непрерывный, импульсный. Регулировка отдаваемой мощности - ступенчатая. Интенсивность ультразвуковых колебаний по ступеням, Вт/Кб. см от 0 до 1 с шагом 0,1. Длительность импульсов - 2,4 и 10 мс ±20%. Частота повторения импульсов 50 Гц. В комплект аппарата входят электронный блок, три излучателя, шпатель, кабель, предохранители. Для моделирования стереотаксического фокусированного воздействия применялись излучатели ИУТ 0.88 05.10Ф, ИУТ 0.88 1.06Ф, ИУТ 0.88 1.090, ИУТ 0.88 2.07С, ИУТ 0.88 2.08У. Для непосредственного и плотного контакта УЗ датчиков с головой пациента применялся стандартный гель для УЗИ. Время процедуры ФУЗ составляло от 10 до 30 мин и по времени совпадало с временем проведения процедуры СРТ.
Стадия клеточной реставрации зон повреждения НТ (с). Таргетность доставки клеточных систем СК и ПК в настоящем изобретении обеспечивали путем использования фундаментальных нейробиологических особенностей и закономерностей миграции собственных ГСК и ГП человека. Другими словами, не происходило искусственное притягивание этих клеток в зону повреждения НТ (магнитная индукция, использование механизма антиген-антитело, векторная иммунолипосомальная доставка и т.д.), а использовались генетические механизмы патотропизма ГСК, лежащие в основе саморегуляции и саногенеза. В основу предложенного способа был положен ряд фундаментальных нейробиологических молекулярно-клеточных феноменов миграции СК и ПК человека и млекопитающих (феномен хоуминга, патотропизм, клеточная адгезия и эффект «рядомстоящего»). Для этого использовали известный способ выхода ГСК и мезенхиальных СК и ПК в периферическое сосудистое русло при стимуляции костного мозга молекулами гранулоцитарного колониестимулирующего фактора в течение 5 дней, а также ряд базовых биофизических явлений взаимодействия различных видов волн ИИ и НеИИ с различными типами клеток НТ ГМ.
6
6
Клеточная трансплантация была реализована путем дистанционной направленной миграции СК из костного мозга в зоны повреждения НТ ГМ с использованием известной и разрешенной к клиническому применению технологии мобилизации ГСК для их сбора при трансплантации костного мозга и лечении последствий травматических повреждений спинного мозга (патент RU 2383119 С1). Основными способами клеточной доставки и клеточной интервенции в поврежденные участки ГМ пациента стали мобилизация ГСК и ПК в системный кровоток пациента с использованием гранулоцитарного колоние-стимулирующего фактора (Г-КСФ) (препараты нейпоген, физостигмин, граноцит и т.д.), а также внутривенные и интратекальные цитотрансфузии криоконсервированных ГСК, внутривенные или внутриартериальные инфузии гаплоидентичных (близкородственных) мезенхимальных стромальных стволовых клеток костного мозга или аутологичных нейральных СК. Доказано, что через 4 дня после применения Г-КСФ в крови пациента циркулирует значительное количество лейкоцитов (около 30×10-50×10), из которых 1-1,2% составляют ГСК и мезенхимальные стволовые клетки с маркерами клеточной поверхности CD 34+ CD45-. Основной задачей этого этапа реставрации было создание целенаправляющего вектора для аутологичных СК и ПК и создание условий для их миграции в зоны повреждения НТ и создания в этих зонах максимальной концентрации стволовых и прогениторных клеточных систем. На данной стадии неврологическому или психиатрическому пациенту начинали проводить мобилизацию стволовых и прогениторных клеток костного мозга, используя введение в течение 4-х дней гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г - КСФ) в виде препаратов нейроген, граноцит, физостигмин внутримышечно 2 раза в день (утро и вечер) с ежедневным контролем клинического анализа крови.
Стволовые ПК костного мозга человека (ГСК и мезенхимальные стромальные СК) способны оказывать реставрационное воздействие на патологический очаг в НТ ГМ человека и млекопитающих, если они мобилизованы в периферическую кровь гранулоцитарными колониестимулирующими факторами (Г-КСФ) с достижением на 5-й день стимуляции наивысшей концентрации СК и ПК в периферической крови или трансплантированы в паренхиму ГМ пациента или введены путем системной интратекальной, интравентрикулярной, внутривенной или внутриартериальной трансфузии человеку или млекопитающему. Имплантированные и циркулирующие в крови ГСК и МССК человека и млекопитающих имеют ряд специфических особенностей: а) они всегда мигрируют в патологическую зону НТ независимо от генеза патологического процесса (воспаление, кровоизлияние, опухоль, ишемия, дегенерация и т.д.) по градиенту концентрации воспаления и отека вследствие феномена направленной миграции, хоуминга или патотропизма; б) ГСК, ПК и МССК прилипают к патологическим клеткам зоны повреждения НТ благодаря феномену клеточной адгезии СК; в) они оказывают регуляторное, нейротрофическое или стимулирующее действие на патологические клетки в зоне повреждения НТ по типу феномена by stander effect (феномен рядомстоящего); г) регенерация клеток НТ ткани в ГМ человека может быть реализована путем замещения поврежденных клеток в ткани в зоне повреждения НТ или путем объединения (фузии) с ними в результате прямого слияния этих клеток или путем установления новых синаптических контактов между трансплантированными клетками донора и нервными клетками реципиента.
Направленный транспорт СК костного мозга, мобилизованных в периферическую кровь на 5-й день стимуляции костного мозга, реализовывали следующим образом. Для преодоления ГЭБ клеточными системами, циркулирующими в периферическом русле после стимуляции, в заданном регионе НТ ГМ и их проникновения в паренхиму нервной ткани в предлагаемом способе лечения были использованы малые дозы ИИ на мозг человека (1 Гр, толерантная фракционная доза - 0,1 Гр). Фундаментальным основанием для применения этих доз ИИ послужили следующие научные факты. Дозы 0,1 Грей способны: а) стимулировать регенерацию тканей в зоне локального взаимодействия ИИ с тканями человека и животных и активировать пролиферацию СК и ПК костного мозга человека и млекопитающих; б) вызвать асептическое микровоспаление и микроотек в зоне локального контакта малых доз ИИ с тканями мозга человека и животных; в) временно нарушать ГЭБ НТ в месте проникновения ИИ в мозг и обеспечить в данном месте кратковременный «шлюз» для прямого проникновения клеточных систем, белков и антител из системного кровотока в НТ; г) вызывать в зоне облучения ткани нестабильность всей информационной структуры клеток НТ ГМ и СМ; д) вызывать также нестабильность генома клеточных элементов этой ткани, что может привести к дестабилизации намагниченности, индуктивности и к транзиторной изменчивости электромагнитного поля ткани. Поэтому для активации регенерации в зоне повреждения НТ ГМ, временного открытия ГЭБ для проникновения ГСК, ГПК, МССК и направленной миграции их в зону повреждения НТ, дестабилизации установившихся патологических межклеточных связей в НТ и формирования внутриклеточной генетической нестабильности в клеточных системах НТ, а также изменения индуктивности НТ в зоне ее повреждения, использовали стереотаксическое облучение зоны повреждения НТ малыми дозами ИИ в комбинации с ФУЗ.
На 6-й день стимуляции костного мозга пациента утром с использованием сепаратора крови типа SpectraCoba (США) осуществляли лейкоцитоферез и стандартный сбор, стандартизацию и криоконсервацию мобилизованных СК костного мозга. Главной задачей этапа проведения дистанционной трансплантации клеток является обеспечение беспрепятственного суперселективного попадания циркулирующих СК из кровяного русла периферической крови в конкретные зоны повреждения НТ, определенные на стадии проектирования. В стандартных условиях функционирования ГМ проникновение ГСК, ПК и МССК из кровяного русла в нервную ткань физиологически невозможно, так как этому препятствует неизмененный ГЭБ.
Согласно данным литературы и собственных исследований авторов настоящего изобретения пороговыми дозами церебрального радиационного повреждения нервной ткани являются малые дозы 0,1-1,3 Гр на головной мозг в детстве, а радиационно-ассоциированные нейробиологические эффекты у взрослых установлены при дозах >0,15-0,25 Зв. Дозозависимые нейропсихиатрические, нейрофизиологические, нейропсихологические и нейровизуализационные отклонения выявлены после облучения при дозах >0,3 Зв, а нейрофизиологические и нейровизуализационные маркеры - при дозах >1 Зв. Таким образом, допустимой суммарной дозой ИИ должна быть доза не более 0,3 Зв. Эта доза облучения ИИИ способна обеспечить генетическую нестабильность нервных клеток зоны повреждения НТ и транзиторную (временно до 6 часов) проницаемость ГЭБ для клеточных мононуклеарных систем крови (ГСК, ПК, МССК и др.), моноклональных антител и биологически активных молекул белков из периферической крови. Использование аппаратуры современных комплексов для стереотаксической радиохирургии (CyberKnife, GammaKnife, Navartis и др.) для проведения локального облучения НТ ГМ позволяет сконцентрировать эту дозу суперселективно непосредственно в зонах повреждения НТ мозга. Применение облучения ИИ на НТ ГМ с использованием этих радиохирургических комплексов на высоте концентрации ГСК, ПК и МССК в периферической крови пациента обеспечит их бепрепятственный выход через капилярную сеть в местах стереотаксического облучения. Для повышения эффекта раскрытия ГЭБ в ГМ пациента в период облучения ГМ целесообразно во время всего периода проводить внутривенную инфузию озонированного 0,9% физиологического раствора или применять ФУЗ. Эти процедуры на один час значимо повысят проницаемость ГЭБ в мозге, будут гарантировано способствовать насыщению НТ кислородом в зонах повреждения НТ и усилят эффект временного открытия (до 1 часа) ГЭБ в ГМ. Отставленные эффекты повышения проницаемости ГЭБ после облучения ИИ и ФУЗ наступят сразу после мультиволнового воздействия, нарастут через час или полтора часа после воздействия и будут держаться около 12 часов, что также будет способствовать дальнейшему выходу стволовых и прогенеторных систем в НТ и клеточному насыщению зон повреждения НТ мозга.
Стадия коррекции вегетативного обеспечения зоны повреждения НТ (d). Необходимость этой стадии вызвана тем, что основные вегетативные компоненты тканевого обеспечения, например тела и синапсы нервных клеток, расположенные в вегетативных ганглиях симпатической и парасимпатической нервной системы, одни из первых страдают в процессе формирования патологического процесса в ткани. Происходят дегенерация и сморщивание нервных клеток, пикноцитоз, жировое перерождение нейтральных структур в вегетативных ганглиях. Согласно настоящему изобретению для коррекции преобладания симпатической иннервации у пациента применяли режим «симпатический» (номера частот 7-13 на аппарате РЕМАТЕРА). При доминировании парасимпатической иннервации в клинической картине процесса применяли режим «парасимпатический» (номера частот 14-15 на аппарате РЕМАТЕРА). Также параллельно с проведением СРТ на режимах указанного вегетативного обеспечения применяли режим комплексного одновременного ФУЗ по типу ультрафонофореза на зону звездчатого узла на стороне поражения 1% раствором новокаина или лидекаина.
Стадия динамической интеграции соматических и вегетативных компонентов (е) проводилась согласно настоящему изобретению путем комбинации ФЗУ и СРТ в режимах дестабилизации. Применение дестабилизационного режима СРТ соответствовало частоте огибающей (F огиб.) 194 Гц, частота заполнения (= несущей) (F зап.) 12500 Гц, 75000 Гц, 150000 Гц. Эти воздействия СРТ приводили к дезинтеграции зоны повреждения НТ ГМ, а в последующем синхронизация элементов зоны повреждения НТ обеспечивалась воздействием ФУЗ. В настоящее время хорошо известны системообразующие и регуляторно-объединяющие возможности ультразвука по восстановлению НТ мозга. Принцип действия фокусированного ультразвука тот же, что и у традиционного ультразвука - направленный луч энергии, проникая через ткани, фокусируется в небольшой точке, вызывая локальное повышение температуры. Сфокусировав ультразвуковую энергию на определенной глубине в тканях организма, можно вызывать самые разнообразные эффекты, начиная от локального неинвазивного разрушения заданного объема тканей и заканчивая эффектами активации нервных структур.
Американские ученые из Колумбийского университета установили, что воздействие ФУЗ с интенсивностью, близкой к критической, но не вызывающей необратимых изменений в структуре мозга, способно существенно активировать и синхронизировать нейрональные сети мозга. В Европе и США фокусированный ультразвук уже используется при лечении болевого синдрома при метастазах в кости и суставы, при лечении фиброаденомы и рака молочной железы, рака предстательной железы, многих неврологических заболеваний, в частности эссенциального тремора при болезни Паркинсона.
Сфокусированные ультразвуковые поля имеют четыре главные особенности: 1. Ширина поля определена тем же углом расхождения пучка, что и в дальнем поле нефокусирующего преобразователя; 2. Сужение поля происходит лишь на участке, где до фокусировки находилось ближнее поле, а дальнее поле фокусировке не поддается; 3. Ширина поля в фокусе и за ним обратно пропорциональна диаметру преобразователя; 4. Интенсивность поля довольно быстро снижается по мере удаления от фокальной области. Поэтому протяженность сфокусированного поля ограничена. Ширина пучка W в точке фокуса преобразователя или в области дальнего поля определяется как W=ahZ/D, где h - доминирующая длина волны передаваемой акустической энергии; Z - осевое расстояние от преобразователя; D - ширина преобразователя (диаметр для преобразователя круглого сечения); а - константа, зависящая от геометрической формы преобразователя. Для преобразователей круглого сечения или поршневых преобразователей а=1,22, а для прямоугольных - 1,0. Фокусирование осуществляют применением пластмассовых линз или фазово-сдвигающих элементов. Пластмассовые линзы относительно дешевы и дают хорошие результаты. Они получены при помощи оптической системы, разработанной Schlieren, делающей ультразвуковые волны видимыми. При сильном фокусировании поле концентрируется в фокусе и далеко не распространяется. Напротив, при слабом фокусировании ультразвукового преобразователя того же диаметра ближнее поле распространяется на довольно значительное расстояние. Фокусирование ультразвукового пучка в электронной фазово-смещающей системе достигается посредством комбинации сферических и линейных пространственно-временных взаимоотношений импульсов, поступающих на преобразователи. В результате подобной электронной обработки сигналов ультразвуковое поле фокусируется на заданном расстоянии и распространяется под конкретным азимутным углом.
Системы фокусирования, включающие пластмассовые линзы или фазово-смещающие элементы, нашли свое широкое применение в различных диагностических ультразвуковых приборах медицинского назначения, см., например, http://meduniver.com/Medical/Physiology/1792.html MedUniver.
Стадия реабилитации функционального состояния поврежденной НТ ГМ (f) согласно настоящему изобретению также реализована посредством СРТ на НТ ГМ и стимулирующих воздействий ФУЗ. В связи с тем, что лечебный сигнал СРТ базируется на биологически обоснованном коде морфогенетического поля, его применение безопасно и не требует специальной квалификации оператора. Экспозиция воздействия СРТ не только не имеет жестких ограничений, но наоборот, чем длительнее и чаще сеансы, тем быстрее происходит реабилитация больного, особенно в острой фазе и при тяжелом течении заболевания.
Бесконтактное электромагнитное воздействие (содержит в общем спектре лечебного сигнала диапазон системных регуляционных частот от 0,026 до 0,048 и до 50000 Гц) имеет преимущество в тех случаях, когда необходимо восстановить нормальную регуляцию, гармонизировать основные биоритмы человека, купировать разнообразную патологию полых органов на органном частотном уровне, стабилизировать общее состояние организма при патологии артериол, капилляров, венозной и лимфатической системы, при серозитах, синовитах и бурситах, при аллергических поражениях разных органов, в том числе токсико-аллергическом гепатите и панкреатите, отеке Квинке, экземе, нейродермите, крапивнице, поллинозе, а также псориазе. Применяют режим СРТ «сканирующий».
Реабилитация или восстановление функции поврежденной НТ ГМ может быть проведена путем бесконтактного, чрезкожного воздействия электрическим током (в общем спектре лечебного сигнала представлены частоты ≥200 Гц), что имеет преимущество при лечении органов, расположенных далеко от поверхности кожи, или органов, не имеющих собственной спонтанной биопотенциальной активности, а также при дистрофии и воспалении лицевого нерва, невритах, радикулитах, невралгиях, при метаболических синдромах различного генеза, в комплексной терапии доброкачественных опухолей (при тщательном контроле врачей-специалистов).
Эффекты локального релаксирующего и седативного реабилитационного воздействия СРТ могут быть усилены путем одновременного локального воздействия ФУЗ, что значительно повышает реабилитационно-восстановительные свойства лечебного воздействия. Основная задача применения ультразвука низких интенсивностей - неповреждающий нагрев или какие-либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении и реабилитационном восстановлении повреждений.
Таким образом, в настоящем изобретении представлена новая медицинская биотехнология дистанционной электромагнитной мультиволновой радиобиоинженерии поврежденной НТ ГМ. В изобретении реализованы принципы стереотаксического бесконтактного и беспроводного воздействия на молекулярно-клеточные механизмы различных нейробиологических патологических процессов в мозге путем программного комбинирования электромагнитно-волновой неионизирующей и ионизирующей лучевой составляющей радиотерапии для восстановления поврежденной НТ ГМ. Биоинженерия нервной ткани в данном изобретении основана на последовательном многоэтапном программном комбинировании и использовании известных и разрешенных для клинического применения различных методов радиохирургического, радиотерапевтического, структурно-резонансного, ультразвукового регуляторного мультиволнового и клеточного воздействия на структуру и функцию поврежденной НТ ГМ пациента. В рамках инновационной концепции бесконтактной и беспроводной нейрореставрации и восстановления молекулярно-клеточных механизмов функционирования структуры поврежденного мозга была применена новаторская методология селективной (избирательной) поэтапной реконструкции НРТ путем применения клеточных и тканево-инженерных технологий, стереотаксических технологий лучевой терапии, биорезонансной терапии и ультразвуковой терапии. Проведение регенерации и(или) замены клеток поврежденной НТ в данном способе осуществляется путем таргетного пластического воздействия на требуемые участки НТ мобилизованных в периферическую кровь пациента аутологичных ГСК или трансплантации донорских гаплоидентичных (близкородственных) ГСК, мезенхимальных стромальных стволовых клеток (МССК) и ПК гемопоэза костного мозга пациента. Эти базовые элементы технологии позволили создать новый высокоэффективный новаторский мультиволновой радиобиоинженерный способ реставрации поврежденной нервной ткани ГМ при различных нервных и психических болезнях.
Каждый из используемых в способе по настоящему изобретению методов ионизирующего и неионизирующего электромагнитно-волнового воздействия различных типов излучения на НТ человека может быть самостоятельно использован для клинического применения, официально разрешен к клиническому применению у человека в Российской Федерации и используются для лечения отдельных неврологических заболеваний как один из методов физиотерапии или радиотерапии. Но локальное клиническое применение этих методов при реставрации НТ ГМ, ограниченное сугубо узким физиотерапевтическим использованием, не позволяет добиться требуемого клинического эффекта реконструкции НТ в лечении данных заболеваний. Эти технологии сегодня являются только вспомогательными методами в комплексном малоэффективном фармакологическом лечении нервных и психических болезней, а при правильном использовании они могут стать основным инструментарием для восстановления нарушенной структуры и функции поврежденной нервной ткани ГМ и СМ. Предложенный способ дистанционной электромагнитной радионейроинженерии позволяет преодолеть все основные недостатки хирургической малоинвазивной технологии и выполнить все стадии реставрации ГМ человека и млекопитающих, не прикасаясь к нервной ткани ГМ пациента. Реконструктивно-восстановительное воздействие на конкретную поврежденную морфофункциональную тканевую структуру ГМ пациента в предложенном способе технически реализовано путем комбинированного системного и локального воздействия ИИ и НеИИ ЭМИ и регуляции и управления молекулярно-клеточными и волновыми механизмами гомеостаза НТ в зоне повреждения НТ ГМ.
Регуляция восстановления морфологической структуры поврежденной НТ осуществляется с применением разрешенных к клиническому использованию в Российской Федерации медицинских приборов и аппаратных средств для дистанционного мультиволнового и ионизирующего воздействия на клетки поврежденной НТ человека (аппаратов СРТ, аппаратов для стереотаксической радиотерапии и радиохирургии) без использования инвазивных хирургических способов воздействия на НТ. При этом были реализованы следующие основные программные алгоритмы технологии биоинженерии и логика постадийной реконструкции НТ:
1. Реализованы на практике все основные технологические решения морфологического и функционального восстановления НТ путем дистанционной биоинженерии мозга, обеспечивающие различные этапы реставрации мозга.
2. Осуществлена суперточная программно-компьютерная диагностика всех персональных морфофункциональных характеристик (КТ, МРТ, ПЭТ, МЭГ, ЭЭГ) зон повреждения НТ ГМ.
3. Обеспечено таргетное целенаведение и направленный транспорт клеточных систем СК и ПК или нативных аутологичных тканеспецифичных СК и ПК в зону тканевой инженерии.
4. Реализовано стимулирующее и реконструктивное воздействие на НТ.
5. Обеспечено изменение геометрии сосудистого русла зоны патологии с учетом всех существующих проблем реконструкции.
6. Обеспечено управление (открытие и закрытие) ГЭБ ГМ человека в нужное время, на нужный срок и в нужном месте ГМ.
7. Обеспечено дистанционная синхронизация соматических и вегетативных компонентов НТ в зоне ее повреждения.
8. Обеспечены восстановление и активация нарушенной функции поврежденного участка НТ ГМ.
Эффективность предложенного способа оценивалась в клинических условиях у пациентов с тяжелыми органическими заболеваниями нервной системы (10 пациентов с последствиями травмы головного мозга, 2 пациента с боковым амиотрофическим синдромом и 3 пациента с рассеянным склерозом).
Предложенный способ радионейроинженерии может быть широко использован для быстрого немедикаментозного купирования послестрессовых (неврозоподобных, психогенных и реактивных) расстройств и повышения работоспособности у военнослужащих Министерства обороны РФ и МЧС РФ на поле боя или зонах стихийного бедствия. Из стандартных модулей диагностического и терапевтического лучевого оборудования будут созданы уникальные биотехнологические платформы управления комплексами стереотаксической радиобиоинженерной медицинской техники нового поколения, которые могут применяться для проведения ускоренного лечения нервных и психических болезней.
Далее способ по настоящему изобретению пояснен примерами.
Пример 1
Пациент В., 31.10.1956 г.р., находился в клинике с 07.10.2014 с клиническим диагнозом: Последствия сочетанной травмы. Ушиб головного мозга тяжелой степени тяжести с диффузным аксональным повреждением, последствия сдавления левого полушария острой субдуральной гидромой в раннем периоде после травмы (15.02.2010). Состояние после резекционной трепанации черепа в левой лобно-височной области, удаление субдуральной гидромы. Последствия пневмоторакса слева; перелома 5, 6, 7 ребер слева; перелома обеих лодыжек левой голени, подвывиха стопы; перелома правой большеберцовой кости, перелома правого надколенника. Трахеотомия (18.02.2010); эпицистостомия (30.03.2010). Состояние после катетеризации правой общей сонной артерии через поверхностную височную (длительная интракаротидная инфузия препаратов (ноябрь 2010). Удаление эпицистостомы (09.2011). Удаление трахеостомической трубки (02.03.2012). Состояние после пластики трахеостомического отверстия (17.01.2013, ЦКБ УДП, г. Москва). Цистолитотомия (г. Элиста, 06.06.2013). Состояние после повторных интратекальных цитотрансфузий MACK.
Жалобы: самостоятельно не предъявляет в связи с особенностью основного заболевания.
Анамнез болезни: известно, что после ДТП 15.02.2010 (во время движения находился на переднем сиденье рядом с водителем, доставлен в стационар попутным транспортом) диагностирован ушиб головного мозга тяжелой степени тяжести со сдавлением левого полушария острой субдуральной гематомой. В результате обследования выявлены и проводилось лечение: пневмоторакса слева; перелома 5, 6, 7 ребер слева; перелома обеих лодыжек левой голени, подвывиха стопы; перелома правой большеберцовой кости, перелома правого надколенника. Проведена резекционная трепанация черепа в левой лобно-височной области, удаление субдуральной гидромы 16.02.2010; трахеостомия 18.02.2010; эпицистостомия 30.03.2010. В течение месяца находился в стационаре, затем получал лечение амбулаторно. С 09.11.2010 по 15.12.2010 получал лечение в Институте мозга человека РАН, где были выполнены катетеризация правой общей сонной артерии через поверхностную височную с длительной интракаротидной инфузией препаратов. Там же была выполнена орхоэпидидимэктомия вследствие острого развития правостороннего эпидидимита с развитием бактериально-токсического шока. В последующем пациент был направлен в клинику НейроВита в плановом порядке для проведения реабилитационных мероприятий по индивидуально разработанной в клинике программе. Пациент поступил в плановом порядке для продолжения проведения комплексной терапии: реабилитации, симптоматического лечения, интратекальных циотрансфузий MACK. За время наблюдения, после первой госпитализации, отмечается положительная динамика: узнает родственников, положительно реагирует на врачей, фиксирует взор на входящем в комнату человеке, пожимает руку, по просьбе открывает - закрывает рот, моргает, правильно отвечает на вопросы любой сложности, показывая правой рукой на таблички с правильными ответами по таким предметам как физика, высшая математика. Такие манипуляции, как высаживание, вертикализация, - пытается активно участвовать и помогать ухаживающим, пытается фиксировать коленный сустав по требованию инструктора во время вертикализации, занимается на велотренажере (пассивный, активный режим).
17.01.2013 в ЦКБ УДП г. Москвы проведено ушивание трахеостомического отверстия; 06.06.2013. цистолитотомия (г. Элиста).
Соматический статус: Общее состояние - средней степени тяжести, стабильное. Правильно показывает цвета, считает и может правой рукой показать правильный ответ, выбирает из демонстрируемых карточек, по просьбе может выполнить действия: открыть рот, показать язык, движение языком в ротовой полости; заданное количество раз поморгать глазами, задувает зажженную спичку. Сам жует негрубую пищу. Телосложение нормостеническое, умеренного питания. Пролежней нет. АД 120/80 мм рт. ст., пульс 71 уд./мин. Положение пассивное. Кожные покровы бледные, влажные, чистые (множественные послеоперационные рубцы как последствия травмы и оперативных вмешательств на передней брюшной стенке и конечностях). Склеры – видимые, слизистые, обычной окраски. Отеки отсутствуют, пастозность не отмечается. Дыхание самостоятельное, через естественные пути, сам отхаркивает скопившуюся мокроту. Перкуторно: перкуторный звук над легочными полями легочной. Аускультативно: в легких дыхание жесткое, ослаблено в нижних отделах; проводниковые хрипы. Тоны сердца приглушены, ритм правильный. Живот обычной формы, участвует в акте дыхания, безболезненный, мягкий, симптомы Щеткина-Блюмберга, Курвуазье отрицательные. Печень не пальпируется, безболезненная. Желчный пузырь не пальпируется, безболезненный. Селезенка не пальпируется, безболезненная. Стул, мочу: полностью не контролирует.
НЕВРОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС: Менингеальные знаки отсутствуют. Черепно-мозговая иннервация: I обонятельный нерв - оценить сложно; II зрительный нерв - фотореакция снижена, зрение оценить сложно, не следит за предметом; самостоятельные движений глазных яблок сохранены. Пациент эпизодически фиксирует взор на входящем в палату человеке, близких, знакомых, предъявленных предметах. III, IV, VI - глазодвигательный, блоковый, отводящий нервы - зрачки D=S, глазные щели D=S; V тройничный нерв - чувствительность на лице оценить сложно из-за тяжести состояния; VII - лицевой нерв - лицо симметричное, мимические пробы выполняет удовлетворительно, VIII - преддверно-улитковый нерв - оценить сложно из-за тяжести состояния; IX, X - языкоглоточный, блуждающий нервы - небная занавеска симметрична, uvula по средней линии, глоточные рефлексы высокие. Глотание - норма, пациент жует измельченную в блендере пищу. Положительные симптомы орального автоматизма, XI - добавочный - оценить сложно из-за вегетативного состояния, XII - девиация языка вправо.
Конечности удерживает навесу: ногу в вертикальном положении при опоре стопой о кровать, предплечье при опоре плечом. Мышечный тонус в конечностях высокий, несколько выше справа. Участвует при высаживании, перемещении в пределах кровати. Сухожильные рефлексы: средней живости, без четкой разницы сторон. Патологические знаки положительные - симптом Бабинского, Оппенгейма, Пусепа. Чувствительность оценить сложно из-за тяжести состояния. Координаторные пробы оценить сложно из-за тяжести состояния. Тазовые функции не контролирует. Высшие нервные функции по комплексным (клиническим, параклиническим признакам) частично сохранены.
Анализы крови и мочи без патологии. ЭКГ. Заключение: Ритм синусовый, горизонтальное положение ЭОС, ЧСС 67 ударов в минуту. ЭКГ в динамике, без отрицательной динамики.
ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Альфа-ритм нерегулярный: Частота: 8 кол./сек; амплитуда: до 60 мкВ; индекс выраженности: 60% в левом полушарии и 35% - в правом; максимум выраженности - в затылочно-теменных отделах. Зональные различия сохранены. Модуляции нечеткие. Бета-активность. Частота 18-23 кол./сек, амплитудой до 14 мкВ; выражена преимущественно в лобно-височных отделах. Патологическая медленная активность: полиморфные низкоамплитудные диффузные тета-колебания, индекс 10%. Пароксизмальные феномены: нет. Другие ЭЭГ-феномены: нет. Функциональные пробы: Реакция активации: адекватная. Фотостимуляция 2-24 Гц, без существенного эффекта. Гипервентиляция (3 мин): не проводилась. Заключение: Эпилептиформной активности не выявлено. Выявлена межполушарная асимметрия: альфа-ритм лучше выражен в левом полушарии. Отмечаются умеренные диффузные нарушения биоэлектрической активности головного мозга регуляторного характера.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭЭГ
Методом спектрального анализа выявлены следующие характеристики биоэлектрической активности головного мозга: Пик спектральной мощности отмечается в альфа-тета-диапазоне на частоте 7,5 Гц, в левом полушарии и на частоте 9 Гц - в правом полушарии. Полученные данные указывают на сформированный альфа-ритм в обеих гемисферах головного мозга с признаками десинхронизации в деятельности глубинных пейсмейкеров биоэлектрической активности головного мозга.
СОМАТОСЕНСОРНЫЕ ВЫЗВАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
Стимуляция - n. Tibialis на уровне медиальной лодыжки (электрические стимулы длительностью 0,3 мс и частотой 0.5 Гц); Регистрация - 1) Cz - Fpz сенсорная корковая проекция.
Заключение: При стимуляции обеих нижних конечностей выявлены выраженные нарушения функции проводящих путей соматосенсорного анализатора.
СОМАТОСЕНСОРНЫЕ ВЫЗВАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
Стимуляция - n. Ulnaris на уровне запястья; Регистрация - С3'с/С4'с-Fpz сенсорная корковая проекция.
Заключение: При стимуляции обеих верхних конечностей выявлены выраженные нарушения функции проводящих путей соматосенсорного анализатора.
Пациенту с предварительного информированного согласия проведена цитотрансфузия MACK интратекально - дважды, процедуры перенес удовлетворительно. Консультация нейрохирурга. Состояние минимального сознания. Последствия ЗЧМТ, ушиб головного мозга тяжелой степени тяжести с диффузным аксональным повреждением, сдавление левого полушария острой субдуральной гидромой в раннем периоде после травмы. Состояние после резекционной трепанации черепа в левой лобно-височной области, удаление субдуральной гидромы 16/02/10. Согласно полученным данным нейровизуализации головного мозга и на основании заключений нейроофтальмолога: внутричерепное давление в пределах нормальных значений, риск развития внутричерепного давления отсутствует - пациенту рекомендовано выполнить пластику: (закрыть) трепанационное окно в плановом порядке, в условиях специализированного стационара.
Больной разобран на консилиуме врачей клиники, диагноз: «Последствия политравмы. Состояние после тяжелого ушиба головного мозга, удаления внутричерепной гематомы лобно-теменной области правого полушария головного мозга с исходом в хроническое вегетативное состояние в виде апаллического синдрома (синдром запертого человека)». Анамнестически известно, что пациент В. после тяжелой автомобильной травмы перенес несколько жизнеспасающих нейрохирургических операций на головном мозге. В процессе нейрохирургического лечения находился более 11 месяцев в коматозном состоянии. Исходом лечения повреждения головного мозга пациента В. стало хроническое вегетативное состояние в виде аппалического синдрома или синдрома «запертого человека». В связи с неэффективностью дальнейшего конвенционального лечения больной был выписан из академического медицинского учреждения для ухода домой, но родственники пациента решили продолжить борьбу за восстановление и после выведения его из этого состояния и восстановления его сознания. Перед консилиумом стоял вопрос о верификации основных зон повреждения НТ мозга, требующих реставрации в процессе биоинженерии. Совместно со специалистами ПЭТ отделения ФГБУ РОНЦ РАН и специалистами ООО «Кибернож» нами отработана технология мультиуровневого слияния данных всех томографических исследований. Представлены результаты обследования ГМ пациента слияния этих информационных данных и получения 3D карты морфофункциональной структуры ГМ пациента В. Больному проведены 4 сеанса радионейроинженерии со сбором мобилизованных стволовых клеток костного мозга и проведением интратекальных введений аутологичных стволовых гемопоэтических клеток. Больной В. после курса радионейроинженерии пришел в сознание, стал понимать обращенную речь, выполняет инструкции по закрыванию глаз, поднимает по команде руку, двигает пальцами. Стал осознанно проявлять эмоциональные реакции, активно участвует в реабилитационном процессе. Речь пока не восстановилась, но издает эмоционально окрашенные звуки, периодически плачет, злится на жену. Пациенту проведен курс индивидуально разработанной программы реабилитации и массажа, вертикализация на специализированных тренажерах с устранением силы тяжести; курс сосудистой, ноотропной метаболической терапии. В связи с окончанием запланированного срока пребывания в клинике пациент в компенсированном состоянии выписывается на амбулаторное лечение под наблюдение невролога и терапевта по месту жительства. Рекомендовано:
• Продолжить прием: аспирин кардио 50 мг 1 т н/н - постоянно; баклофен 25 мг * 3 р/день (при нарастании спастики в конечностях возможно добавление табл. Сирдалуд 2 мг * 3 р/день - начиная первые три дня на ночь по 2 мг). Таблетки Финлепсин 100 мг 1 таблетка на ночь.
• Повторные курсы сосудистой и ноотропной терапии: Раствор Цераксона внутримышечно, р-р Актовегина внутривенно №10; раствор Вазобрала per os., таблетки Тиоктацид 600 мг в сутки, таблетки Трентал 800 мг/сутки.
• Периодически выполнять контрольное исследование анализов крови, мочи - для профилактики обострения мочекаменной болезни рекомендован, по согласованию с урологом, курсовой прием: урологический сбор заваривать в пакетиках до 3-х раз в день, конефрон по 2 таблетки 3 раза в день, паста фитолизин 3-4 раза в день растворять в воде - прием чередовать.
• Для профилактики инфекции мочевыводящих путей или при обострении хронического цистита. Рекомендовано: таблетки Палин 400 мг * 2 р/день -14 дней.
• Продолжать занятия ЛФК под контролем инструктора.
• Повторная госпитализация через 3 месяца.
Пример 2
Пациент С., 64 г., находился в клинике с 07.08.2014. по 02.09.2014, госпитализирован впервые в плановом порядке с клиническим диагнозом: Основной диагноз: Болезнь двигательного нейрона (достоверный БАС) дебют, спорадическая форма: вялый тетрапарез, преимущественно в верхних конечностях. Дисциркуляторная энцефалопатия на фоне гипертонической болезни, распространенного атеросклероза магистральных артерий. Реконвалесцент вируса Эпштейна-Барр. Сопутствующие заболевания: Гипертоническая болезнь стадия 2, степень АГ 2, риск средний. Нарушение ритма и проводимости сердца: одиночная и парная полиморфная желудочковая экстрасистолия, политопная наджелудочковая экстрасистолия. Нарушение обмена: дислипидемия, гиперхолестеринемия. Атеросклероз брахиоцефальных артерий, начальные проявления. Хронический обструктивный бронхит. ДН II-III степени, Хронический поверхностный гастрит, ремиссия. Хронический калькулезный простатит. Узловая гиперплазия простаты. Миопатия слабой степени, сложный миопический астигматизм обоих глаз.
Анамнез заболевания: в анамнезе частые ЗЧМТ (в молодости занимался боксом), частые психофизические нагрузки на работе. С молодости беспокоит периодическое повышение АД от 170/100 мм рт. ст. на фоне психоэмоциональных нагрузок. «Рабочее» АД 120-130/80-90 мм рт. ст. Последние 2 месяца постоянно принимает валз 80 мг * 2 р./сут, периодически при повышении АД добавляет капотен 25 мг. 28.10.14 г. перенес ДТП, когда ехал за рулем собственного автомобиля, в результате резкого торможения ударился грудной клеткой о руль, в последующие месяцы пациент не отмечал ухудшения в самочувствии. Сам пациент отмечает ухудшение с января 2014 г., когда начали появляться подергивания отдельных групп мышц, постепенно снижались мышечная масса и вес тела. С апреля 2014 г. стал отмечать нарастающую слабость и неловкость в конечностях, больше в руках, появились нечеткость речи, ложные позывы на мочеиспускание и уменьшение напора струи. Обратился в поликлинику, где было проведено МРТ головного мозга (24.04.2014): в белом веществе затылочных, лобных и теменных долей, перивентрикулярно и субкортикально, немногочисленные очаги дисциркуляторного характера (до 9×6 мм). Умеренная заместительная смешанная гидроцефалия. Сделана МРТ шейного отдела позвоночника и головного мозга - множественные задние протрузии на грудном уровне (до 2 мм). Для дообследования и поддерживающей терапии был госпитализирован в МЦ «Здоровье для Вас» г. Москвы, по ЭНМГ (игольчатая ЭМГ) на бульбарном, шейном и поясничном уровнях выявлены признаки текущего генерализованного нейронального (переднерогового) процесса с преобладанием денервации (2-3 Б стадии ДРП), признаками распада мышечных волокон, выявлена генерализованная моторная аксонопатия (наиболее выражено - со стороны тестированного срединного нерва), сенсорное проведение интактно. Проводился консилиум совместно с зав. кафедрой нервных болезней, д.м.н., проф. Губским Л.В., поставлен диагноз: Болезнь двигательного нейрона. Была проведена терапия Берлитионом 600 мг, актовегином 10 мл, кардиомагнилом 75 мг, диован 80 мг. С 16.06.2014 по 02.07.2014 находился на лечении в МЦ УГМК Здоровье у специалистов ЦТМ (12 ЛТМ, 12 футмассажей, дополнительная программа), в/в гептрал №7, церебролизин №7, нейромультивит 1 табл. × 3 р/сут, Сирдалуд 2 мг × 2 р/сут, Рилузол 50 мг × 2 р/сут, Вальсартан 160 мг утром, Арифон ретард 1,5 мг утром.
Настоящая госпитализация для дообследования и выбора тактики дальнейшего лечения по программе радионейроинженерии. Анамнез жизни: рос и развивался соответственно возрасту. В умственном и физическом развитии не отставал. Частые ЗЧМТ. Туберкулез, сифилис, гепатит, вен. заболевания отрицает. Курит по 1 пачке сигарет в день. Алкоголем не злоупотребляет. Аллергические реакции: со слов пациента не отмечено. В соматическом статусе на момент осмотра - отрицательной динамики не отмечено: общее состояние - средней степени тяжести, стабильное. Кожные покровы смуглые, теплые, влажные, тургор тканей снижен. Группы периферических лимфатических узлов мягко-эластической консистенции, не увеличены, безболезненные при пальпации. Дыхание смешанное, ЧДД - 18 в минуту. Тоны сердца умеренно приглушены, пульс 80 в минуту, удовлетворительного наполнения. АД 135/85 мм рт. ст. Живот не увеличен, мягкий, безболезненный. Симптомов раздражения брюшины нет. Кишечные шумы выслушиваются. Система мочеотделения: мочеиспускание свободное, безболезненное. Пальпация области почек - безболезненная. Симптом поколачивания отрицателен с обеих сторон. Стул регулярный. Тазовые функции контролирует. Неврологический статус: В сознании, ориентирован в месте и времени. Когнитивных нарушений нет. Зрачки симметричны. Фотореакции сохранны. Движение глазных яблок в полном объеме. Бульбарных нарушений нет. Глоточный, кашлевой, глотательный рефлексы незначительно снижены. Рефлексы орального автоматизма. Верхний вялый парапарез с акцентом слева в проксимальной группе мышц, слабость в кисти больше выражена слева. Вызванные фибриляции в мышцах верхних конечностей. Гипотрофия мышц верхних, дистальные отделы. Чувствительных нарушений нет. Сухожильные рефлексы верхних, нижних конечностей оживлены, без выраженной разницы сторон. Вызываются патологические кистевые знаки (симптом Тремнера). Координаторные пробы выполняет с интенцией. Тазовых нарушений нет. Менингиальных симптомов нет.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ, ЛАБОРАТОРНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Анализы крови, мочи - без патологии. Иммунологический статус - в пределах нормы.
ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Альфа-ритм нерегулярный. Частота: 10-12 кол./сек; амплитуда: до 50 мкВ; индекс выраженности: 30%; доминирует в затылочно-теменных областях обоих полушарий, зональные различия сглажены, модуляции нечеткие. Отчетливой латерализации альфа-ритма не прослеживается. Бета-активность. Частота 17-20 кол./сек, амплитудой до 12 мкВ; хорошо выражена во всех отведениях. Патологическая медленная активность: нет. Пароксизмальные феномены: не выявлены. Другие ЭЭГ-феномены: отсутствуют.
Функциональные пробы: Реакция активации (открывание глаз): адекватная. Фотостимуляция 2-24 Гц: без существенного эффекта. Гипервентиляция (3 мин): картину ЭЭГ не меняет.
Заключение:
1. Типичной эпилептиформной активности не выявлено.
2. Признаков очагового поражения коры головного мозга не отмечается.
3. Значимой межполушарной асимметрии не отмечается.
4. Выявлены умеренные диффузные нарушения биоэлектрической активности головного мозга, связанные с дисфункцией в деятельности диэнцефально-стволовых структур.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭЭГ
Методом спектрального анализа выявлены следующие характеристики биоэлектрической активности головного мозга: Пик спектральной мощности основного ритма ЭЭГ (альфа-ритм) определяется в затылочной области на частоте 10,5 Гц, расширен, деформирован, значимой асимметрии по полушариям не отмечается. Выявлен дополнительный пик на частоте 9 Гц в лобной области. Полученные данные могут свидетельствовать в пользу наличия дезинтеграции в деятельности основных пейсмейкеров корковой ритмики при сохранности общего уровня функциональной активности нейронов неокортекса обеих гемисфер головного мозга.
ПРОТОКОЛ ИГОЛЬЧАТОГО ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКОГО (ЭМГ) ОБСЛЕДОВАНИЯ
Пациент направлен на ЭМГ обследование с предварительным диагнозом: болезнь мотонейрона для его верификации. При ЭМГ обследовании концентрическими игольчатыми электродами получены следующие данные, см. Таблицу 7.
Заключение: Полученные данные свидетельствуют о текущем генерализованном заболевании мотонейронов спинного мозга, которое более выражено в дистальных мышцах рук. Стадия денервационно-реиннервационного процесса: 2-3. Отмечаются признаки распада мышечных волокон.
ЭЛЕКТРОНЕЙРОМИОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Исследование двигательных волокон:
Исследование чувствительных волокон (антидромно):
F-волна: при стимуляции в дистальной точке (20 стимулов):
Правого локтевого нерва: abs. Левого локтевого нерва: блоков 55%, min латентность - 27,7 мс, max латентность - 30,2 мс, средняя латентность - 28,4 мс. Отмечается стереотипия F-волны.
Исследование двигательных волокон:
Исследование чувствительных волокон (антидромно):
F-волна: при стимуляции в дистальной точке (20 стимулов): Правого большеберцового нерва: блоков 5%; min латентность - 45,6 мс, max латентность - 50,8 мс, средняя латентность - 48,1 мс. Левого большеберцового нерва: блоков 0%; min латентность - 44,5 мс, max латентность - 50,7 мс, средняя латентность - 47,5 мс.
Заключение: По результатам исследования выявлены выраженные нарушения функции обоих малоберцовых нервов (моторные волокна), грубые нарушения срединных нервов (моторные волокна) и правого локтевого нерва по аксональному типу.
ЭКГ: Синусовый ритм. Вертикальное положение ЭОС. ЧСС - 90 ударов в минуту.
Функция внешнего дыхания. Заключение: Снижение легочных объемов и резервов вентиляции (III-IV ст.). Умеренная обструкция бронхов (1 ст.).
УЗДГ МАГ. Заключение: Атеросклероз БЦА с двух сторон без гемодинамически значимых стенозов. С-образная извитость левой ВСА гемодинамически незначимая.
УЗДГ сосудов нижних конечностей: Исследованные поверхностные и глубокие вены нижних конечностей полностью проходимы.
Комплексное УЗИ. Заключение: Полип желчного пузыря. Диффузные изменения поджелудочной железы, жировая инфильтрация. Камень левой почки? Атеросклероз брюшной аорты.
Эхокардиография. Заключение: Камеры сердца не расширены, гипертрофии миокарда нет. Глобальная сократительная способность миокарда сохранена, локальная не нарушена (ФВ-70%). Локально не нарушена. Аорта уплотнена, не расширена. Створки МК плотные. Недостаточность митрального клапана ++2.5 м/с. Недостаточность трехстворчатого клапана ++2,0 м/с. В полости перикарда объем жидкости в пределах нормы. Диастолическая функция миокарда левого желудочка не нарушена. Среднее давление в легочной артерии в пределах нормы.
Рентгенологическое исследование органов грудной клетки: Справа средняя доля уменьшена в объеме, уплотнена - рентгенологическая картина может быть обусловлена среднедолевым синдромом. Либо другая причина обструкции средне/долевого бронха. Правая корневая зона расширена, не уплотнена, но при наличии клинических данных нельзя исключить рецидив воспаления. Другие отделы без изменений.
МРТ головного мозга (14.08.2014 г.). Заключение: MP-картина выраженных признаков сосудистой энцефалопатии, некоторых нарушений архитектоники магистральных артерий головного мозга и шеи. Незначительные изменения в придаточных пазухах носа.
МРТ грудного отдела позвоночника (14.08.2014 г.). Результаты обследования записаны на CD диск, заключение - выдано на руки.
Консультация терапевта. Заключение: Гипертоническая болезнь стадия 2, степень АГ 2, риск средний. Нарушение ритма и проводимости сердца: одиночная и парная полиморфная желудочковая экстрасистолия, политопная наджелудочковая экстрасистолия. Нарушение обмена: дислипидемия, гиперхолестеринемия. Атеросклероз брахиоцефальных артерий, начальные проявления. Хронический обструктивный бронхит. ДН II-III степени. Хронический поверхностный гастрит, ремиссия. Хронический калькулезный простатит. Даны рекомендации.
Консультация офтальмолога: Миопатия слабой степени, сложный миопический астигматизм обоих глаз. В клинике проведен врачебный консилиум под председательством генерального директора клиники д.м.н. профессора А.С. Брюховецкого, в составе зам. ген. директора по лечебным вопросам профессора, д.м.н. Н.Г. Евсеева, врача гематолога, профессора д.м.н. Г.Л. Менткевича, нейрофизиолога к.м.н. А.А. Фролова, лечащего врача-невролога Н.И. Коваленко. На проведенном врачебном консилиуме, в связи с отсутствием стандартов терапии и неблагоприятного прогноза течения заболевания, принято решение о включении пациента в группу радионейроинженерии спинного мозга. Пациенту проведена консультация сотрудника НИИ ДОГ РОНЦ РАМН, д.м.н., профессора Г.Л. Менткевича, определившего тактику мобилизации и сепарации аутологичных гемопоэтических стволовых клеток. С информированного согласия пациента в неврологическом отделении в течении 4-х дней после проведенной стимуляции гемопоэза нейпогеном проведены 4 сеанса структурно-резонансной терапии в режиме «микроциркуляции» на аппарате структурно-резонансной электромагнитной терапии «РЕМАТЕРП» «МАРС» (ГУП МОКБ №29/23010499/ 0573-01), на 5-й день стимуляции гемопоэза больной взят в отделение лучевой терапии и проведено внутривенное введение озона, затем на аппарате CyberKnife проведен 1 сеанс стереотаксической лучевой терапии по моторным зонам коры головного мозга слева (0.002 звс). После облучения через 2 часа провели сепарацию МАГСК (22.08.2014 г.), процедуру перенес удовлетворительно. Последующие дни (5 дней) провели 6 сеансов структурно-резонансной терапии в режиме синхронизации нервной ткани на аппарате «РЕМАТЕРА». Пациенту дважды, с предварительного информированного согласия, проведена субарахноидальная цитотрансфузия аутологичных гемопоэтических стволовых клеток - двойная доза. Манипуляцию перенес удовлетворительно, в последний раз отмечалась умеренная головная боль после введения MACK на третий день, признаков менингизма отмечено не было. В отделении в дальнейшем проведено комплексное лечение: симптоматическая терапия: Эуфиллин 2,4 - 10 ml №5; Раствор Рибксина 10 ml №15; раствор дексометазона 8 мг 1 раз №20; раствор Церебролизина 10,0 №15; раствор Ноотропила 20,0 №5; Раствор Цефтриаксон 1 гр. в сутки №10 в два этапа. Раствор Милдроната 5,0 №15 - внутривенно на физиологическом растворе, капельно, поэтапно. Раствор Прозерина 1,0 подкожно №10 через день; раствор Мильгамма 2,0 в/м №10; раствор Ретаболила 1,0 в/м два раза в неделю. Таблетки Рилутек 100 мг в сутки. Таблетки Кудесан 1 таблетка 2 раза в день. Таблетки Нолипрел А 5 мг 1 таблетка утром. Таблетка Конкор 5 мг 1 таблетка днем; реабилитационная программа Суммарная лучевая нагрузка 0,012 мЗв. Пациент выписывается в состоянии средней степени тяжести, относительно стабильном состоянии под наблюдение невролога, терапевта по месту жительства.
Из представленных примеров наглядно видно, что применение компьютерной технологии слияния данных различных методов лучевой диагностики ГМ в предложенном способе позволяет найти морфофункциональные зоны для биоинженерии ГМИ и применить инновационные реконструктивные подходы радиобиоинженерии к ним. Предлагаемый способ стереотаксической радионейроинженерии тканей человека может быть реализован только в высокотехнологичном медицинском стационаре, оснащенном стандартным лечебно-диагностическим оборудованием для стереотаксической лучевой диагностики и радиотерапии (аппаратами для стереотаксической радиохирургии и радиотерапии, МРТ, ПЭТ/КТ и магнитоэнцефалографом) или в специализированном передвижном высокотехнологичном модуле, оснащенным всем вышеперечисленным оборудованием или его аналогами. Новизна и научная значимость настоящего изобретения заключаются в создании трехмерной (3D) модели заболевания, построенной на данных МРТ, МЭГ, ПЭТ/КТ, ЭЭГ картирования и инновационного программного обеспечения, позволяющего координировать и сопоставлять мультиуровневую диагностическую информацию о структуре НТ ГМ неврологического пациента, полученную на разных аппаратных средствах лучевой диагностики, а также в том, что технология позволяет формировать единый план реконструкции поврежденного участка мозга или мониторировать динамику реставрации НТ ГМ.
Литература
1. Абраков Л.В. / Основы стереотаксической нейрохирургии. Л., «Медицина», 1975, с. 232.
2. Блехман И.И.. Синхронизация в природе и технике. - М., 1981.
3. Брюховецкий А.С. Дмитриева Т.Б., Чехонин В.П., Зубрицкий В.Ф., Шумаков В.И., Шараевский Г.Ю. Биоинженерный способ восстановления функций мозга // Патент на изобретение РФ №2152038 от 27.06.2000. - 7 с.
4. Брюховецкий А.С., Дмитриева Т.Б., Чехонин В.П., Зубрицкий В.Ф., Шумаков В.И., Шараевский Г.Ю. Биоинженерный способ ремоделирования сосудистой системы мозга// Патент на изобретение РФ №2152039 от 27.06.2000. - 6 с.
5. Брюховецкий А.С., Дмитриева Т.Б., Чехонин В.П., Зубрицкий В.Ф., Крашенинников М.Е., Шумаков В.И., Шараевский Г.Ю. Способ получения препарата эмбриональных нейронов человека для цитотрансфузии // Патент на изобретение РФ №2146932 от 27.03.2000. - 8 с.
6. Брюховецкий А.С., Ярыгин В.Н., Мхеидзе Д.М., Менткевич Г.Л., Зайцев А.Ю. Патент Российской Федерации RU №2283119 С1 от 10.09.2006 г. «Препарат аутологичных гемопоэтических стволовых клеток, способ его получения, криоконсервации и использования для лечения травматической болезни центральной нервной системы».
7. Брюховецкий А.С., Севастьянов В.И. Патент РФ RU №2249462 «Универсальный гетерогенный коллагеновый матрикс для имплантации и способ его получения» от 10 апреля 2005 г.
8. Брюховецкий А.С. Патент РФ RU №2283119 «Препарат аутологичных гемопоэтических стволовых клеток, способ его получения, криоконсервации и использования для травматической болезни центральной нервной системы» от 10 сентября 2006 года.
9. Брюховецкий А.С., Пугачев Г.Р. Способ активации утраченных двигательных функций, а также определения эффективности их восстановления при повреждении центральной нервной системы. Патент РФ №2316334 от 10.02.2008 г. - 27 с.
10. Брюховецкий А.С. Международная заявка PCT/RU 2009/000067 «Имплантируемая нейроэндопротезная система, способ ее получения и способ проведения реконструктивной нейрохирургической операции», подана 13.02.2009 г.
11. Брюховецкий А.С. Травма спинного мозга: клеточные технологии в лечении и реабилитации. М.: Практическая медицина, 2010. - 341 с.: ил.
12. Брюховецкий А.С. Международная заявка PCT/RU 2009/000424. Препарат стволовых клеток с репрограммированным клеточным сигналингом, способ его получения и применения, подана 20.08.2009 г.
13. Брюховецкий А.С. Клеточные технологии в нейроонкологии: циторегуляторная терапия глиальных опухолей головного мозга. - М., Издательская группа РОНЦ, 2011. - 736 с.: ил.
14. Кузовлев О.П. и соавт. Новая успешная технология реабилитации и лечения (О.П. Кузовлев, 2003 и 2005; 2005 и 2006).
15. Кузовлев О.П. Новое направление в медицинской реабилитации лиц экстремальных профессий, 2006 и 2007.
16. Кузовлев О.П. Коррекция функционального состояния сердечно-сосудистой системы при артериальной гипертонии, 2005.
17. Кузовлев О.П., Разумов А.Н., Корчажкина Н.Б. Повышение резервных и адаптивных возможностей у здоровых лиц, 2005.
18. Путилов А.А. Системообразующая функция синхронизации в живой природе. - Новосибирск, 1987.
19. Фартух Д.А. и соавт. Лечение аллергодерматозов, 2006.
20. Лактионова Л.В. Лечение бронхиальной астмы и обструктивной болезни легких, 2006.
21. Иванова В.В., Кузовлев О.П. Лечение генитальной папилломавирусной инфекции. 2005 и 2006.
22. Бычков С.А. Лечение и профилактика осложнений в хирургической стоматологии, 2003.
23. Бубнов В.А. Сальников П.С. Лечение и профилактика послеоперационных парезов желудочно-кишечного тракта, 2003.
24. Абдурахманова А.З. Реабилитация в раннем послеоперационном периоде холецистэктомии, 2009 и 2010.
25. Казначеев В.П., Михайлова Л.П. Биоиформационная функция естественных электромагнитных полей. Новосибирск: Наука, 1985.
26. Кандель Э.И. / Функциональная и стереотаксическая нейрохирургия / АМН СССР. - М.: Медицина, 1981, 368 с.
27. Кузовлев О.П. Коррекция некоторых синдромов цервикальной дорсопатии, 2005.
28. Куделина Н.Ю. Лечение врожденных нарушений зрения у детей, 2007.
29. Гончарова О.В. Лечение последствий перинатальной гипоксии ЦНС у детей, 2008.
30. Марутаев М.А. Природа и музыка - числовые характеристики. М., 1972.
31. Петухов С.В. Биомеханика, бионика и симметрия. М., Наука, 1981.
32. Хазина Л.В., Чайкина Я.Ю. Коррекция основных неврологических вертебро- и остеогенных неврологических синдромов, 2003.
33. Раутиан А.С. Биологический смысл и узловые стадии разделения процессов онтогенеза и филогенеза // Источники информации в филогенетической систематике растений. М.: Наука, 1986. С. 68-69.
34. Раутиан А.С. Палеонтология как источник сведений о закономерностях и факторах эволюции // Современная палеонтология. Т. 2. М.: Недра, 1988. С. 76-118.
35. Раутиан А.С. О природе генотипа и наследственности // Общебиологические аспекты филогении растений. М.: Наука, 1991. С. 91-93.
36. Раутиан А.С., Раутиан Г.С. Некоторые особенности аномальных фенов // Фенетика популяций. Матер. III Всесоюзн. совещ. М.: тип №9, 1985. С. 196.
37. Bryukhovetskiy A.S. Post-Genome Technologies in Neurorestoratology: from Mapping and Profiling of Stem Cell Proteome to the Development of Personalized Cell Preparations for Regenerative Therapy of Neural Disorders - // IANR V & 9th GCNN Conference with ISCITT Symposium - 4-7 May, 2012, Xi'an, Ch.
38. Moore X-L, Lu J., Sun L., Zhu C-J., Tan P. and M-C WongEndothelial progenitor cells' 'homing' specificity to brain tumors //! Gene Therapy. - 2004. - 11. - P. 811-818.
39. Хилл К.., Дж. Бэмбер, Г. тер Хаар. Ультразвук в медицине. Физические основы применения // М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.
40. Бэйли М.Р., Хохлова В.А., Сапожников О.А., Каргл С.Г., Крам Л.А. Физические механизмы воздействия терапевтического ультразвука на биологическую ткань (обзор) // Акуст. журн., 2003, Т. 49, №4, стр. 437-464.
41. Филоненко Е.А., Хохлова В.А. Эффекты акустической нелинейности при терапевтическом воздействии мощного фокусированного ультразвука на биологическую ткань // Акуст. журн., 2000, Т. 46, №2, стр. 211-219.
42. Буров В.А., Дмитриева Н.П., Руденко О.В.. Нелинейный ультразвук: разрушение микроскопических биокомплексов и нетепловое воздействие на злокачественную опухоль // Доклады Академии Наук. Биохимия, биофизика, молекулярная биология, 2002, Т. 383, №3, стр. 401-404.
43. Гаврилов Л.Р. Фокусированный ультразвук высокой интенсивности в медицине. / Под ред. В.А. Акуличева. - М., Изд-во ФАЗИС, 2013. - 656 с.