Устройство для осуществления нормо-гипертермического химиоперфузионного лечения метастатических заболеваний легкого с сопутствующим канцероматозом плевры

Полезная модель относится к области медицины, а именно к онкоторакальной хирургии - к устройствам локорегионарного лечения метастатических заболеваний легкого с сопутствующим канцероматозом плевры и к устройствам для их осуществления.
Самым частым местом метастазирования злокачественных новообразований (не считая лимфатических узлов) являются легкие. По разным оценкам легочные метастазы имеют место у 20-50% пациентов с внелегочными опухолями [Lung metastases and isolated lung perfusion / Ed. by Van Schil P. New York: Nova Science Publishers, 2005. - 243 pp.]. За последние несколько десятилетий значительно улучшить отдаленные результаты лечения пациентов с метастатическим поражением легких не удалось, несмотря на появление новых химиотерапевтических препаратов и достижения в предоперационной диагностике и подготовке пациента к операции [Den Hengst W., Hendriks J., Lardon F., Van Schil P. et al. Isolated lung perfusion as additional treatment for lung metastases // Belg. J. Med. Oncol. - 2015. - Vol. 9. - P. 5-10]. Причиной является высокий уровень рецидивов внутрилегочных метастазов даже после выполнения полной резекции [Pastorino U, Buyse М, Friedel G, et al. Long-term results of lung metastasectomy: prognostic analyses based on 5206 cases. The International Registry of Lung Metastases. J Thorac Cardiovasc Surg. 1997; 113(1): 37-49]. Частота таких рецидивов, например, при колоректальном раке составляет от 43 до 66% [Pastorino U, Buyse М, Friedel G, et al. Long-term results of lung metastasectomy: prognostic analyses based on 5206 cases. The International Registry of Lung Metastases. J Thorac Cardiovasc Surg. 1997; 113(1): 37-49; Hendriks JM, Romijn S, van Putte BP, et al. Long-term results of surgical resection of lung metastases. Acta Chir Belg. 2001; 101(6): 267-72.]. Лимитирующим фактором для выполнения повторных резекций является снижение функционального объема легких [Downey RJ. Surgical treatment of pulmonary metastases. Surg Oncol Clin N Am. 1999; 8(2):341; Van Schil PE. Surgical treatment for pulmonary metastases. Acta Clin Belg. 2002; 57(6): 333-9].
Метастатическое поражение плевры встречается гораздо чаще, чем ее первичные опухоли. Наиболее частыми причинами опухолевого плеврита являются рак легкого, рак молочной железы и лимфома [Sahn SA. Pleural diseases related to metastatic malignancies. Eur Respir J 1997;10:1907-1913]. Лечение опухолевого плеврита у большинства пациентов сводится к поддерживающей терапии. Так, в случае метастатического поражения плевры при раке легкого медиана выживаемости составляет 4-6 месяцев даже при использовании мультимодального подхода (операция, химиотерапия и радиотерапия) [Heffher JE, Nietert PJ, Barbieri С.Pleural fluid pH as a predictor of survival for patients with malignant pleural effusions. Chest 2000; 117:79]. В связи с этим возникает необходимость в поиске новых подходов к лечению пациентов с одновременным опухолевым (метастатическим) поражением легкого и плевры.
Известны методики изолированной легочной перфузии легкого и сегментов легкого с противоопухолевыми препаратами при изолированном метастатическом поражении легких [Hendriks J.M., Grootenboers M.J., Schramel F.M. et al. Isolated lung perfusion with melphalan for resectable lung metastases: a phase I clinical trial // Ann. Thorac. Surg. - 2004. - V. 78(6). - P. 1919-1926; Schroder C, Fisher S., Pieck A.C. et al. Technique and results of hyperthermic isolated lung perfusion with high-doses of cisplatin for the treatment of surgically relapsing or unresectable lung sarcoma metastasis // Eur. J. Cardiothorac. Surg. - 2002. - V. 22. - Р. 41-46; Левченко Е.В., Сенчик К.Ю., Барчук А.С.и др. Изолированная химиоперфузия легкого по поводу метастазов солидных опухолей // Онкохирургия. - 2012. - №3. - С. 46-53]. Также известны описания методик гипертермической химиоперфузии плевральной полости при канцероматозе плевры [Isik A.F., Sanli М., Yilmaz М. Et al. Intrapleural hyperthermic perfusion chemotherapy in subjects with metastatic pleural malignancies // Respiratory Medicine. - 2013. - Vol. 107. - P. 762-767; Левченко E.B., Мамонтов О.Ю., Сенчик К.Ю. и др. Гипертермическая химиоперфузия плевральной полости в комбинированном лечении злокачественной мезотелиомы плевры // Вопросы онкологии. - 2014. - №4. - С. 482-485].
Наиболее близким по технической сущности является способ, предложенный Левченко Е.В. с соавт. [Левченко Е.В., Сенчик К.Ю., Барчук А.С.и др. Изолированная химиоперфузия легкого по поводу метастазов солидных опухолей // Онкохирургия. - 2012. - №3. - С. 46-53.
В прототипе осуществляют только выполнение нормотермической химиоперфузии легкого. Способ нормотермической перфузии легкого предполагает выполнение торакотомии, медиастино- и перикардотомии с последующей канюляцией легочной артерии и легочных вен. Перфузия выключенного из кровообращения легкого по сформированному временному контуру проводится на фоне системной гепаринизации и оксигенации. Введение препаратов начинается только после стабильной изоляции кровотока. Препаратами выбора для проведения перфузии являются раствор мелфалана от 30 до 50 мг или цисплатина, от 120 до 280 мг. Продолжительность процедуры составляет 30-40 мин. и завершается «отмыванием» перфузируемого легкого от цитостатика и восстановлением целостности сосудистого русла.
Устройство, реализующее указанный способ, состоит из последовательно соединенных резервуара, центробежного насоса, оксигенатора, блока терморегуляции, мембранного фильтра и перфузионных магистралей, при этом выход мембранного фильтра через перфузионную магистраль соединен с канюлированной легочной артерией, а вход резервуара соединен с канюлированными легочными венами.
К недостаткам прототипа можно отнести невозможность выполнения гипертермической перфузии плевральной полости за одно оперативное вмешательство, поскольку данная процедура выполняется отдельно. Соответственно, при необходимости выполнения гипертермической химиоперфузии плевры требуется повторное выполнение оперативного пособия с формированием отдельного перфузионного контура. Это приводит к послеоперационным осложнениям, требует больших затрат расходных принадлежностей, а также является трудоемким процессом для персонала операционной. Кроме того, для обеспечения нормотермической перфузии легкого в прототипе используется перфузионный контур на основе центробежного насоса, который не может обеспечить оптимальных параметров (гидродинамических, физиологических) сосудистой (изолированной) перфузии. Кроме того, прототип не позволяет осуществлять интраоперационный мониторинг параметров перфузии, что необходимо для повышения безопасности процедуры и снижения частоты послеоперационных осложнений, поскольку в составе контура для перфузии легкого отсутствуют датчики температуры, потока и давления.
Указанные недостатки устраняются за счет того, что в предлагаемом устройстве реализуется возможность последовательного выполнения нормотермической химиоперфезии легкого с последующей гипертермической перфузией плевры в одном оперативном пособии. Все манипуляции выполняются в определенной последовательности за одно оперативное вмешательство с осуществлением постоянного контроля параметров перфузии.
2
2
Нормо-гипертермическое химиоперфузионное лечение метастатических заболеваний легкого с сопутствующим канцероматозом плевры осуществляется следующим образом. После торакотомии, ревизии органов грудной полости, выполняют заднюю медиастинотомию, выделение и временное пережатие на время перфузии доступных бронхиальных сосудов. После выполнения продольной перикардотомии осуществляют выделение устьев легочной артерии и обеих легочных вен. Внутривенно системно вводят гепарин из расчета 100 МЕ/кг.Выполняют пережатие легочных сосудов при помощи зажимов и установку канюль в просвет сосудов. Производят отмывку паренхимы легкого от крови физиологическим раствором с последующей нормотермической химиоперфузией легкого, для чего формируют перфузионный контур. Время перфузии составляет 25-35 минут, объемная скорость перфузии - 170-230 мл/мин, температура перфузата - 37,0-37,5°С. В качестве химиопрепарата используется цисплатин (70-150 мг/м площади тела пациента), который вводится в перфузионный контур, заполненный 1,5-2,5 л стерильного физиологического раствора. По окончании времени перфузии легкое повторно отмывают физиологическим раствором. Удаляют канюли и ушивают места канюляции сосудов, снимают зажимы, восстанавливая кровоток через легкое. Нейтрализуют гепарин раствором протамина сульфата из расчета 1,5 мг протамина сульфата на каждые 100 ME гепарина. Плевральная полость промывается раствором фурацилина, послойно накладывают швы на торакотомную рану с установкой двух дренажей во втором и восьмом межреберье по заднеподмышечной и среднеключичной линии. Выполняют поворот пациента на спину с уклоном на сторону операции. Дренажи подсоединяют к ранее сформированному перфузионному контуру. Контур заполняют стерильным физиологическим раствором объемом 3-4 л для заполнения всей плевральной полости. Перфузат вводят в полость через дренаж, установленный в восьмом межреберье по заднеподмышечной линии, а выводят через дренаж, установленный во втором межреберье по среднеключичной линии. Скорость перфузии составляет 500-700 мл/мин, при температуре на входе в плевральную полость 42,5-43,0°С и на выходе - 41,5-42°С. Время перфузии составляет 60 минут. В качестве химиопрепарата используется цисплатин (150-200 мг/м площади тела пациента). Все этапы лечения проводят последовательно во время одного хирургического вмешательства в условиях общей анестезии с использованием одно- и двухлегочной вентиляции легкого при нормотермической химиоперфузии легкого и гипертермической химиоперфузии плевральной полости соответственно.
Для осуществления нормо-гипертермического химиоперфузионного лечения метастатических заболеваний легкого с сопутствующим канцероматозом плевры используется устройство, представляющее собой один перфузионный контур, имеющий в своем составе два перфузионных насоса, один из которых является перистальтическим, а другой - центробежным. Также в составе устройства содержатся: блок терморегуляции, датчики температуры, давления и потока, резервуар, оксигенатор, мембранный фильтр и связывающие блоки полимерные одноразовые магистрали с включенным насосным сегментом (для роликового насоса) и одноразовой магнитной насадкой (для центробежного насоса).
Анализ практического применения перфузионных насосов разных типов (перистальтических и центробежных) при проведении операций гипертермической химиоперфузии плевральной полости и нормотермической перфузии легкого показал, что при нормотермической перфузии легкого физиологически выгодные параметры потока перфузата (минутный объем, перфузионное давление, теплоперенос) более эффективно обеспечиваются с применением центробежного насоса (прежде всего в плане недопущения гиперперфузии изолированного легкого), а гипертермической химиоперфузии плевральной полости целесообразно выполнять с использованием перистальтического насоса, имеющего оптимальные напорно-расходные характеристики и удовлетворительную управляемость по показателю перфузионного давления.
На фигуре изображена блок-схема устройства для нормо- и гипертермической химиоперфузии.
Устройство содержит: 1 - центробежный насос, 2 - перистальтический насос, 3 - оксигенатор, 4 - блок терморегуляции, 5 - мембранный фильтр, 6 - датчик температуры, 7 - датчик давления, 8 - датчик потока, 9 - резервуар, перфузионные магистрали (обозначены стрелками).
2
Нормо-гипертермическое химиоперфузионное лечение метастатических заболеваний легкого с сопутствующим канцероматозом плевры осуществляется в предложенном устройстве следующим образом. Для нормотермической химиоперфузии легкого резервуар 9 заполняют 1,5-2,5 л стерильного физиологического раствора, включают центробежный насос 1, который по системе перфузионных магистралей, осуществляет циркуляцию раствора со скоростью 170-230 мл/мин. Раствор проходит через оксигенатор 3 и поступает в блок терморегуляции 4, обеспечивающий нагрев до 37,0-37,5°С и поддержание температуры раствора на постоянном уровне. После нагревания физиологического раствора до требуемой температуры в резервуар 9 вводят химиопрепарат. В качестве химиопрепарата используется цисплатин (70-150 мг/м площади тела пациента). Далее раствор проходит через мембранный фильтр 5 и поступает в легкое через канюлированную легочную артерию. На перфузионную магистраль для притока раствора цисплатина перед вводом в артерию установлены датчики температуры 6, давления 7 и потока 8, позволяющие осуществлять интраоперационный мониторинг и своевременную корректировку параметров нормотермической химиоперфузии легкого. Отток раствора цисплатина происходит через канюлированные легочные вены - раствор из легкого снова попадает в резервуар 9. Время перфузии составляет 25-35 минут. По окончании времени перфузии перфузионный раствор удаляется из перфузионного контура.
2
Для последующей гипертермической химиоперфузии плевральной полости выключают центробежный насос 1 и резервуар 9 заполняют стерильным физиологическим раствором объемом 3-4 л. Выход резервуара 9 отсоединяют от входа центробежного насоса 1 и соединяют с входом перистальтического насоса 2, а выход перистальтического насоса соединяют с входом блока терморегуляции 4, отключив от него выход оксигенатора 3. Включают перистальтический насос 2, в результате чего раствор поступает в блок терморегуляции 4, обеспечивающий нагрев до 41,5-42°С и поддержание температуры раствора на постоянном уровне. После нагревания физиологического раствора до требуемой температуры в резервуар 9 вводят химиопрепарат. В качестве химиопрепарата используют цисплатин (150-200 мг/м площади тела пациента). Нагретый раствор проходит через мембранный фильтр 5 и через датчики температуры 6, давления 7 и потока 8 поступает в плевральную полость через дренаж для притока. Из плевральной полости по дренажу для оттока раствор снова поступает в резервуар 9. Циркуляцию раствора цисплатина осуществляют по системе перфузионных магистралей со скоростью 500-700 мл/мин. Время перфузии составляет 60 минут.
Предлагаемое устройство позволяет провести комбинированное лечение метастазов легкого с канцероматозом плевры с обеспечением локорегионарной доставки высоких доз противоопухолевых препаратов во время одного хирургического вмешательства в условиях общей анестезии, что устраняет необходимость в выполнении повторного оперативного вмешательства по поводу данного диагноза и сокращает время нахождения больного в стационаре. При выполнении одномоментной нормо-гипертермической химиоперфузии легкого и плевры с осуществлением постоянного контроля и своевременной корректировки параметров перфузии улучшаются непосредственные результаты лечения. Кроме того, вдвое сокращается объем расходных материалов (перфузионных магистралей) и количество задействованных терморегулирующих устройств (для нормо- и гипертермической химиоперфузии).
Пример использования.
Больная К., 16 лет, поступила в торакальное отделение НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова 25.02.2013 с диагнозом: остеосаркома дистального отдела правой бедренной кости. Патологический перелом правой бедренной кости. Состояние после комбинированного лечения 08.10-07.11 гг. (эндопротезирования правого коленного сустава, 10 курсов полихимиотерапии). Рецидив заболевания с поражением правого легкого. Состояние после комбинированного лечения 09.11-22.02.12 г. (торакотомия, атипичная резекция правого легкого, 4 курса полихимиотерапии). Рецидив II с поражением левого легкого. Состояние после комбинированного лечения 11.12.Г-01.13 г. (торакотомия, нижнедолевая лобэктомия слева, 1 курс роферон, 1 курс сорафениб). Прогрессирование заболевания.
По данным КТ от 10.01.2013 года - паравертебрально слева на уровне Th 5-10 определяется многоузловое образование 4,0×3,4×10,5 см. На уровне задних отрезков 3 и 7 ребер слева выявляются узлы 2,5×1,2 см и 2,8×1,8 см. Картина метастатического поражения левого легкого и плевры левого гемиторакса.
После госпитализации в торакальное отделение института 28.02.2013 выполнено: реторакотомия слева, комбинированная плеврэктомия с резекцией межреберных мышц и надкостницы. Ререзекция культи левого нижнедолевого бронха, ререзекция культи левой нижней легочной вены, ререзекция ствола легочной артерии, резекция адвентиции аорты. Метастазэктомия из левого легкого, изолированная нормотермическая химиоперфузия левого легкого с препаратом цисплатин в дозе 100 мг, фотодинамическая терапия плевральной полости, гипертермическая химиоперфузия левой плевральной полости с препаратом цисплатин в дозе 150 мг.