УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКОЙ БИОПСИИ НОВООБРАЗОВАНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ДОСТАВКИ И ПРИЕМА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области нейрохирургии и лазерной медицины, а именно к устройствам для стереотаксической биопсии новообразований головного мозга под спектроскопическим контролем.
В современной клинической практике активно используются различные методы интраоперационной навигации, одним из которых является флуоресцентная навигация с применением фотосенсибилизаторов. Устройства, реализующие данную методику, широко применяются при микрохирургическом удалении опухолей головного мозга для выявления истинных границ опухоли непосредственно в ходе операции и имеют доказанную высокую чувствительность [Pogue, B.W., etal., Review of Neurosurgical Fluorescence Imaging Methodologies. IEEE J SelTop QuantumElectron, 2010. 16(3): p. 493-505]. Они представляют собой эндоскопические системы, в которые вводится лазерное излучение 405 нм, а перед приемником оптического сигнала расположен отсекающий лазерное излучение светофильтр. Метод флуоресцентной диагностики основан на селективном накоплении в клетках злокачественной опухоли флуоресцентного маркера. Лазерное спектроскопическое устройство [Патент РФ на изобретение 2169590 A61N 5/06 2001] позволяет точечно измерять концентрации опухолевого маркера путем подведения световода к зоне интереса. Зная концентрации маркеров внутри биологической ткани можно получать информацию о том, где находится анализируемая область (нормальная ткань, граница новообразования, новообразование).
В нейрохирургии широко применяются устройства для стереотаксической биопсии опухолей головного мозга. Известно устройство для проведения процедуры стереотаксической биопсии [Nashold Biopsy Needle, Disposable NBND http://www.integralife.com/eCatalogs/Stereotaxy/Stereotaxy-Catalog-NS1757%E2%80%9301-08.pdf, стр. 16, 2008 г.]. Устройство представляет собой специальную биопсийную канюлю, состоящую из внешней и внутренней металлических трубок, к внутренней трубке которой крепится шприц с помощью крепления типа «луер». Она направляется стереотаксической системой ориентировки в трехмерном пространстве. Координаты для взятия биоптата определяются нейрохирургом на основе компьютерной томографии (КТ) и/или магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга с контрастным усилением. Данное устройство позволяет пункционным методом получить образцы опухоли головного мозга для патоморфологического исследования, установить точный диагноз (тип опухоли, степень ее злокачественности) и решить вопрос о целесообразности хирургического лечения, объеме операции и необходимости химиотерапии и лучевой терапии. [Shulder, M., Handbook of Stereotactic and Functional Neurosurgery. 2003, New York: CRC Press.].
Основной недостаток подобного устройства для стереотаксической биопсии состоит в том, что оно показывает высокую частоту ложноотрицательных результатов [Jain, D., et al., Comparative analysis of diagnostic accuracy of different brain biopsy procedures. Neurol India, 2006. 54(4): p. 394-8]. Причина этого заключается в том, что разные области одной опухоли могут отличаться по структуре и степени злокачественности. КТ и МРТ с контрастным усилением дают лишь приблизительную информацию о том, в какой зоне опухоли биопсия будет наиболее информативной. Таким образом, выбор мишени определяется на основании косвенных признаков и является субъективным. Единственным способом прямого подтверждения информативности биопсии до завершения процедуры является срочное гистологическое исследование прямо в операционном зале. Но это также часто дает ложноотрицательные результаты, а его использование технически сложно.
Поэтому требуется дополнительное устройство для спектроскопического контроля. Но его использование несет новые проблемы, так как не обеспечивается совпадение места спектроскопического измерения с местом забора биоптата, усложняется стандартный алгоритм проведения биопсии головного мозга, увеличивается время проведения процедуры и вероятность послеоперационных осложнений.
Задачей данной полезной модели является создание устройства, позволяющего доставлять и принимать лазерное излучение при стереотаксической биопсии опухолей головного мозга без нарушения стандартного алгоритма данной операции и без удлинения по времени процедуры в целом.
Поставленная задача решается тем, что устройство для стереотаксической биопсии новообразований головного мозга с возможностью доставки и приема лазерного излучения включает две металлические трубки, тройник типа «луер», полимерную трубку и оптические волокна; при этом одна металлическая трубка вставлена в другую, во внутренней трубке расположены полимерная трубка для аспирации и оптические волокна: минимум одно доставляющее и одно принимающее лазерное излучение; в каждой из металлических трубок имеется боковое отверстие (окно) для взятия биоптата; тройник «луер» соединен одним портом с внутренней металлической трубкой, через второй порт в эту трубку входят оптические волокна, в третьем порту закреплен конец полимерной трубки.
Кроме того, задача решается тем, что в окне внутренней металлической трубки размещен отражатель, предназначенный для изменения направления лазерного излучения на перпендикулярное.
Кроме того, задача решается тем, что в стенке внешней металлической трубки расположено дополнительное окно для прохождения лазерного излучения и приема обратного сигнала в ходе подведения устройства к зоне интереса при закрытом окне для взятия биоптата.
Устройство для стереотаксической биопсии новообразований головного мозга с возможностью доставки и приема лазерного излучения (Фиг. 1) содержит внешнюю металлическую трубку 1, внутреннюю металлическую трубку 2, тройник типа «луер» 3, оптическое волокно от лазерного источника 4, как минимум одно приемное оптическое волокно 5, полимерную трубку 6. Так же устройство может быть оснащено отражателем 7 (Фиг. 2), или дополнительным окном 8 во внешней металлической трубке (Фиг. 3).
Устройство работает следующим образом.
Лазерное излучение от внешнего источника лазерного излучения вводится в оптическое волокно 4 через стандартный оптический разъем SMA905. По этому волокну 4 излучение попадает во внутреннюю металлическую трубку 2 и выходит в окне для забора биоптата. Далее излучение взаимодействует с биологической тканью находящейся внутри окна. Обратно рассеянное лазерное излучение, вместе с флуоресцентным излучением попадает в приемные волокна 5. Другой конец приемных оптических волокон 5 можно подключить к внешнему спектрометру с помощью оптического разъема SMA905. Во время доставки устройства до места интереса окно для забора биоптата находится в закрытом состоянии. Для захвата биоптата окно открывается поворотом внутренней металлической трубки 2 относительно внешней металлической трубки 1, в свободное отверстие тройника 3 вставляется шприц. С его помощью подсасывается воздух в полимерной трубке 6, в результате чего биоптат попадает в окно для забора биоптата и отрезается поворотом трубок относительно друг друга. Для последующего вымывания биоптата из данного окна в пробирку необходимо пропустить через полимерную трубку 6 воздух, либо жидкость с помощью шприца.
Если в окне для забора биоптата установлен отражатель 7, то лазерное излучение выходит из окна для забора биоптата наружу и взаимодействует с биологической тканью находящейся снаружи внешней металлической трубки 1.
Если внешняя металлическая трубка 1 оснащена дополнительным окном 8, то лазерное излучение может через него выходить во время доставки устройства до места интереса. Это позволяет осуществлять спектроскопический контроль во время введения устройства в головной мозг.
Процедура стереотаксической биопсии с использованием устройства для стереотаксической биопсии новообразований головного мозга с возможностью доставки и приема лазерного излучения состоит из следующих основных этапов.
Пациент перед операцией принимает фотосенсибилизатор. Далее производится расчет координат биопсии по КТ и/или МРТ. Осуществляется подготовка устройства, которая состоит из следующих этапов: стерилизация устройства стандартными методами, подключение устройства к внешнему источнику лазерного излучения и к внешнему спектрометру. Введение устройства в головной мозг. Во время введения начинается анализ спектроскопических данных. При этом можно производить взятие биоптата из различных зон опухоли путем подсасывания через трубочку воздуха с помощью шприца.
Предложенное устройство было использовано в процедуре стереотаксической биопсии головного мозга и дало положительный результат. Во время введения устройства до заданного уровня, оно доставляло лазерное излучение от внешнего источника и передавало обратно рассеянное излучение вместе с флюоресцентным на внешний спектрометр. Использование предложенного устройства позволило получить новую информацию о тканях головного мозга и скорректировать данные для дальнейшего назначения операционного удаления опухоли.
Таким образом, предложено устройство, которое обеспечивает проведение непрерывного спектроскопического контроля при стереотаксической биопсии опухолей головного мозга без нарушения стандартного алгоритма данной операции и без удлинения процедуры в целом.