2015: Разработан новый метод ультразвуковой фрагментации камней в почках

Совместные исследования физиков из Московского государственного университета и инженеров и медиков из университета штата Вашингтон привели к разработке нового метода лечения мочекаменной болезни с помощью мощных ультразвуковых импульсов.

Около 10% населения страдает от образования камней в почках. Наиболее распространенным методом удаления камней является ударно-волновая литотрипсия (УВЛ). УВЛ – неинвазивная процедура, при которой ударные волны создаются вне тела пациента и, проходя через кожу и мягкие ткани, фокусируются на почечный камень, разбивая его на достаточно мелкие фрагменты, которые легко выводятся естественным путём. Поскольку этот метод является неинвазивным, в наше время он является наиболее предпочтительным. К сожалению, процедура УВЛ в 40% случаев неэффективна; кроме того, после применения УВЛ в почке часто остаются крупные фрагменты камней, которые требуют повторных процедур или использования альтернативных, более инвазивных методов удаления. Научная группа из Московского государственного университета под руководством профессора Олега Сапожникова и коллектив исследователей из Университета штата Вашингтон (Лоуренс Крам, Майкл Бэйли, Адам Максвелл, Уэйн Крейдер и другие) занимаются исследованиями по литотрипсии уже почти 20 лет. В результате проведения численного моделирования и многочисленных экспериментов российско-американский коллектив добился глубокого понимания физических процессов, происходящих при разрушении камней в почках ударными волнами. Основываясь на этом опыте, недавно был разработан альтернативный неинвазивный метод фрагментации камней, который использует ультразвуковые импульсы, а не ударные волны. Новый метод импульсно-ультразвуковой лититрипсии получил название Burst Wave Lithotripsy (BWL). Ультразвуковые цуги являются узкополосными волнами и представляют собой последовательность акустических циклов, которые могут возбуждать высокоэнергетичные упругие стоячие волны в камне (т.е. вызывать резонанс), что позволяет измельчать камень при относительно низких пиковых звуковых давлениях падающего поля. Ключевой характеристикой этого метода является то, что размер фрагментов, на которые разрушается камень, может управляться путём выбора частоты ультразвука. Таким образом, ультразвуковой источник может быть «настроен» по частоте на конкретный камень с тем, чтобы добиться образования небольших фрагментов, что позволит улучшить показатель успеха процедуры литотрипсии.

Результаты этой работы былы опубликованы в статье: Maxwell A.D., Cunitz B.W., Kreider W., Sapozhnikov O.A., Hsi R.S., Harper J.D., Bailey M.R., and Sorensen M.D. “Fragmentation of renal calculi in vitro by focused ultrasound bursts”, J. Urology, 193(1), 338-344 (2015).