RU2508138C2

RU2508138C2 - Method for eliminating high-oncogenicity human papilloma virus for prevention of cervical cancer for implementing it

Info

Publication number: RU2508138C2
Application number: RU2011127650/14A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Ежов; Анатолий Анатольевич Маныкин; Александр Иванович Алехин; Марьяна Анатольевна Лысенко; Сергей Владимирович Белов; Юрий Константинович Данилейко; Василий Павлович Дымковец; Сергей Михайлович Нефедов; Виктор Афанасьевич Салюк; Альберт Авардинович Салиев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТехноМикрон"; Закрытое акционерное общество "ФИЗТЕХ"
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2014-02-27
Also published as: RU2011127650A

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions refers to medicine, treating a cervical pathology associated with a high-oncogenicity human papilloma virus (HPV) infection. To eliminate the HPV for the purpose of the prevention of cervical cancer, a cervical mucosa is coated with a layer of a carbon dye and exposed to a laser light. What is used is a pulse-periodic generation mode having the following parameters: power flow density 2-10 J/cm², radiation pulse duration 10^-4 -10^-2 sec, pulse repetition rate 1-5 Hz, wave length 0.8-1.1 mcm. A device for implementing the method comprises a laser working in the above mode with the above parameters, a modulator, a control and indication unit for laser parameter setting by the modulator, a parameter measurement unit for laser control, a controlled microinjector, a carbon dye delivery and radiation system actuated by the controlled microinjector, a probing laser for controlling the carbon dye layer thickness.

EFFECT: group of inventions provides eliminating the HPV from the cervical surface, controlling the thermal exposure area, its safety with avoiding an uncontrolled, irreversible injury of the cervical surface and the uterine itself.

8 cl, 1 dwg, 5 ex

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к лечению патологии шейки матки, ассоциированной с папилломовирусной инфекцией высокого онкогенного риска. Лечение аногенитальных ВПЧ-поражений направлено, как правило, на разрушение папилломатозных очагов тем или иным методом.The invention relates to the field of medicine, namely to the treatment of pathology of the cervix uteri associated with high oncogenic risk papillomovirus infection. Treatment of anogenital HPV lesions is aimed, as a rule, at the destruction of papillomatous foci by one or another method.

Из уровня техники известно применение лазерного излучения с высоким коэффициентом поглощения излучения в биотканях (как правило, применяют излучение СО₂-лазера) для лечения ВПЧ-инфекции (Зуев В.М. «Применение СО₂-лазера для лечения доброкачественных заболеваний шейки матки». Акушерство и гинекология, 1985 г., №6, стр.69-71 [1]; Способ лечения дисплазий шейки матки. a.c. 1267648, Б.И. 40, 1986 г. авторы: Зуев В.М., Салюк В.А. и др. [2]). Методика лечения шейки матки лазером называется лазерной коагуляцией или лазерной вапоризацией.It is known from the prior art to use laser radiation with a high absorption coefficient of radiation in biological tissues (as a rule, radiation from a CO ₂ laser is used) for the treatment of HPV infection (V. Zuev “Use of a CO ₂ laser for the treatment of benign diseases of the cervix uteri”. Obstetrics and gynecology, 1985, No. 6, pp. 69-71 [1]; Method for the treatment of cervical dysplasia. Ac 1267648, B.I. 40, 1986 authors: Zuev V.M., Salyuk V.A. . and others [2]). A technique for treating the cervix with a laser is called laser coagulation or laser vaporization.

Преимуществом лазерной коагуляции является прицельность, с которой лазерный луч воздействует на дефектные клетки, при этом здоровые участки шейки матки остаются вне зоны оперативного вмешательства. Лазерная коагуляция проводится под контролем кольпоскопа, что позволяет врачу регулировать направление движения лазерного луча и глубину его проникновения в ткани слизистой шейки матки. Недостатком существующего метода лечения является то, что процедура проводится на стадии заболевания, когда эрозивные изменения слизистой поверхности шейки матки наблюдаются уже кольпоскопически.The advantage of laser coagulation is the aiming with which the laser beam acts on defective cells, while healthy areas of the cervix remain outside the area of surgical intervention. Laser coagulation is carried out under the control of a colposcope, which allows the doctor to adjust the direction of movement of the laser beam and the depth of its penetration into the tissue of the cervical mucosa. The disadvantage of the existing method of treatment is that the procedure is carried out at the stage of the disease, when erosive changes in the mucous surface of the cervix are already observed colposcopically.

Известен способ хирургического лечения фоновых и предраковых заболеваний шейки матки (Патент на изобретение №2330630 авторы: Ежов В.В. и др. [3]), принимаемый за прототип. В известном способе используют лазерное излучение с λ=1,06 мкм с низким коэффициентом поглощения излучения в биоткани. Процесс лечения заключается в нанесении на патологическую поверхность шейки матки углеродного красителя, обладающим высоким коэффициентом поглощения лазерного излучения, и последующего воздействия на него лазерного излучения. Режим работы лазера - непрерывный, плотность потока энергии на облучаемой биоткани (300-600) Дж/см². Лазерное излучение, поглощаясь в углеродном красителе, нагревает последний и инициирует термическую коагуляцию биоткани. По мере выгорания (удаления) углеродного красителя и очищения от него поверхности биоткани пятно лазерного излучения перемещают на соседний участок до полного выгорания (удаления) углеродного красителя с поверхности биоткани. При необходимости процедуру повторяют через две недели до полного восстановления многослойного плоского эпителия, что контролируется кольпоскопически.A known method of surgical treatment of background and precancerous diseases of the cervix (Patent for the invention No. 2330630 authors: Yezhov VV and others [3]), taken as a prototype. In the known method using laser radiation with λ = 1.06 μm with a low absorption coefficient of radiation in biological tissue. The treatment process consists in applying a carbon dye with a high absorption coefficient of laser radiation on the pathological surface of the cervix, and the subsequent exposure to laser radiation. The laser mode is continuous, the energy flux density on the irradiated biological tissue (300-600) J / cm ² . Laser radiation, absorbed in a carbon dye, heats the latter and initiates thermal coagulation of biological tissue. As the carbon dye is burned (removed) and the surface of the biological tissue is cleansed from it, the laser spot is moved to the neighboring area until the carbon dye is completely burned (removed) from the surface of the biological tissue. If necessary, the procedure is repeated after two weeks until complete restoration of the stratified squamous epithelium, which is controlled by colposcopy.

К недостаткам известного способа следует отнести то, что лазер работает в непрерывном режиме излучения, поэтому для термохимической активации углеродного красителя и обеспечения его выгорания (удаления) необходимо обеспечивать высокую плотность энергии лазерного излучения - до 600 Дж/см². При такой плотности энергии после очищения биоткани от углеродного красителя велика вероятность неконтролируемого последующего повреждения мощным лазерным излучением очищенного от красителя участка биоткани как по глубине, так и по площади.The disadvantages of this method include the fact that the laser operates in a continuous mode of radiation, therefore, for the thermochemical activation of the carbon dye and ensure its burnout (removal), it is necessary to provide a high energy density of laser radiation - up to 600 J / cm ² . At such an energy density, after the biological tissue has been cleaned of carbon dye, there is a high probability of uncontrolled subsequent damage by powerful laser radiation of the biological tissue site cleared from the dye, both in depth and in area.

Кроме этого, известное изобретение не может быть воспроизведено на практике. Связано это с тем, что в известном изобретении в качестве параметров лазерного излучения на облучаемой биоткани приводится плотность энергии в Дж/см² (доза воздействия). Получить такую плотность энергии (дозу) возможно и с помощью лазера мощностью 1 Вт в течение пяти минут и лазером мощностью 100 Вт за 6 сек. В первом случае достичь лечебного эффекта не удастся в силу недостаточной мощности для запуска термохимической реакции и, соответственно, невозможности достичь лечебного эффекта, во втором случае мощность излучения лазера столь велика, что существует угроза неконтролируемого, необратимого и опасного повреждения не только поверхности шейки матки, но и повреждения самой матки.In addition, the known invention cannot be reproduced in practice. This is due to the fact that in the known invention, as the parameters of laser radiation on the irradiated biological tissue, the energy density in J / cm ² (exposure dose) is given. It is possible to obtain such an energy density (dose) with a 1 W laser for five minutes and a 100 W laser in 6 seconds. In the first case, the therapeutic effect cannot be achieved due to insufficient power to start the thermochemical reaction and, consequently, the inability to achieve the therapeutic effect, in the second case, the laser radiation power is so high that there is a threat of uncontrolled, irreversible and dangerous damage not only to the surface of the cervix, but and damage to the uterus itself.

Для устранения вышеуказанного недостатка нами предлагается использовать лазер с длиной волны излучения из диапазона (0,8-1,1) мкм, работающий в импульсно-периодическом режиме излучения, обеспечивающий на биоткани следующие параметры: плотность потока энергии в импульсе излучения (2-10) Дж/см², длительность импульса излучения (10^-4-10^-2) с, частота следования импульсов излучения (1-5) Гц.To eliminate the above drawback, we propose to use a laser with a radiation wavelength from the range (0.8-1.1) μm, operating in a pulsed-periodic mode of radiation, providing the following parameters on biological tissue: energy flux density in a radiation pulse (2-10) J / cm ² , the duration of the radiation pulse (10 ^-4 -10 ^-2 ) s, the repetition rate of the radiation pulses (1-5) Hz.

При таких параметрах лазерного излучения после выгорания (удаления) углеродного красителя последующее воздействие излучения (с точки зрения повреждения) на очищенный участок биоткани минимальна, т.к. поглощение в ней минимально (используется лазер с минимальным коэффициентом поглощения в биоткани), а плотность потока энергии недостаточна для такого повреждения. Это позволяет контролировать зону термического воздействия на слизистую поверхность шейки матки как по глубине, так и по площади. Такая процедура может успешно применяться для элиминации (удаления) вируса папилломы человека с поверхности слизистой шейки матки не только при уже кольпоскопически наблюдаемой картины эрозированной поверхности шейки матки, но даже на стадии начальной диагностики вирусной инфекции, когда визуальных изменений еще нет. Это позволяет повысить эффективность лечебного процесса и позволяет после этого успешно проводить вакцинацию пациентов, прошедших процедуру элиминации вируса папилломы человека.With such parameters of laser radiation after the carbon dye is burned (removed), the subsequent radiation effect (from the point of view of damage) on the cleaned area of the biological tissue is minimal, because absorption in it is minimal (a laser with a minimum absorption coefficient in biological tissue is used), and the energy flux density is insufficient for such damage. This allows you to control the heat affected zone on the mucous surface of the cervix both in depth and in area. Such a procedure can be successfully used to eliminate (remove) the human papillomavirus from the surface of the cervical mucosa, not only with the already colposcopically observed pattern of the erosive surface of the cervix, but even at the initial stage of the diagnosis of viral infection, when there are no visual changes. This allows you to increase the effectiveness of the treatment process and allows you to successfully vaccinate patients who underwent the elimination of human papillomavirus.

Заявленное устройство (фиг. 1) работает следующим образом. На блоке управления 1 задают рабочие параметры устройства: плотность потока энергия в импульсе лазерного излучения из диапазона (2-10) Дж/см², длительность импульса лазерного излучения из диапазона (10^-4-10^-2) с, частота следования импульсов лазерного излучения из диапазона (1-5) Гц. Эти параметры вводятся в модулятор 2, управляющего работой лазерного излучателя 4. Блок 3 питания служит для питания всех цепей устройства. Работа лазерного излучателя контролируется блоком измерения параметров лазерного излучения 6. Через устройство доставки 5, с помощью микроинжектора 8, осуществляется управляемая (дозированная) подача углеродного красителя к операционному полю. Контроль необходимого по медицинским показаниям толщины слоя углеродного красителя на поверхность биоткани осуществляется по величине отраженного сигнала зондирующего излучения от вспомогательного лазера 7, работающего на длине волны, с высоким коэффициентом отражения лазерного излучения от биоткани (0,63 мкм). После выгорания (удаления) углеродного красителя, увеличивается отраженный сигнал зондирующего лазерного излучения и воздействие рабочего лазерного излучения немедленно прекращается.The claimed device (Fig. 1) works as follows. The control unit 1 sets the operating parameters of the device: the energy flux density in the laser pulse from the range (2-10) J / cm ² , the laser pulse duration from the range (10 ^-4 -10 ^-2 ) s, the pulse frequency of the laser radiation from the range (1-5) Hz. These parameters are entered into the modulator 2, which controls the operation of the laser emitter 4. The power unit 3 is used to power all circuits of the device. The operation of the laser emitter is controlled by the measuring unit for the parameters of laser radiation 6. Through the delivery device 5, using the microinjector 8, a controlled (dosed) supply of carbon dye to the operating field is carried out. The control of the thickness of the carbon dye layer necessary for medical indications on the surface of the biological tissue is carried out by the magnitude of the reflected signal of the probe radiation from the auxiliary laser 7 operating at a wavelength with a high reflection coefficient of laser radiation from the biological tissue (0.63 μm). After the carbon dye is burned (removed), the reflected signal of the probe laser radiation increases and the exposure to the working laser radiation ceases immediately.

Клинический пример 1.Clinical example 1.

Пациентка. 31 год. Диагноз: Лейкоплакия шейки матки на фоне ВПЧ 16 типа, подтверждено методом ДНК-ПЦР и цитологически. На патологическую поверхность шейки матки площадью 1,7 см² был нанесен углеродный краситель, который облучали лазерным излучением. Параметры лазерного излучения: длина волны лазерного излучения 1,06 мкм; режим излучения импульсно-периодический; длительность импульса излучения 10^-3 с, плотность потока энергии в импульсе излучения 2 Дж/см², частота следования импульсов излучения 5 Гц. При проведении расширенной кольпоскопии через 4 недели патологии шейки матки не выявлено, в том числе наличие вируса папилломы человека.Patient 31 years. Diagnosis: Cervical leukoplakia on the background of HPV type 16, confirmed by DNA-PCR and cytologically. A carbon dye was applied to the pathological surface of the cervix with an area of 1.7 cm ² , which was irradiated with laser radiation. Parameters of laser radiation: wavelength of laser radiation of 1.06 microns; pulse-periodic emission mode; the duration of the radiation pulse is 10 ⁻³ s, the energy flux density in the radiation pulse is 2 J / cm ² , and the pulse repetition rate is 5 Hz. When conducting an extended colposcopy after 4 weeks, no pathology of the cervix was detected, including the presence of the human papillomavirus.

Клинический пример 2.Clinical example 2.

Пациентка. 33 года. Диагноз: Эктопия шейки матки. ВПЧ - 16, 18 типов. На поверхность шейки матки на площадь 2,5 см² нанесен углеродный краситель, который облучали лазерным излучением. Параметры лазерного излучения: длина волны лазерного излучения 1,06 мкм; режим излучения импульсно-периодический; длительность импульса излучения 10^-3 с, плотность потока энергии в импульсе излучения 5 Дж/см², частота следования импульсов излучения 2 Гц. При проведении расширенной кольпоскопии через 6 недель патологии шейки матки не выявлено, в том числе наличие вируса папилломы человека.Patient 33 years. Diagnosis: Ectopy of the cervix. HPV - 16, 18 types. A carbon dye was applied to the surface of the cervix for an area of 2.5 cm ² , which was irradiated with laser radiation. Parameters of laser radiation: wavelength of laser radiation of 1.06 microns; pulse-periodic emission mode; the duration of the radiation pulse is 10 ⁻³ s, the energy flux density in the radiation pulse is 5 J / cm ² , and the pulse repetition rate is 2 Hz. When conducting an extended colposcopy after 6 weeks, no pathology of the cervix was detected, including the presence of the human papillomavirus.

Клинический пример 3.Clinical example 3.

Пациентка. 32 года. Диагноз: Эктопия шейки матки. ВПЧ - 16. На поверхность шейки матки на площадь 2,1 см² нанесен углеродный краситель, который облучали лазерным излучением. Параметры лазерного излучения: длина волны лазерного излучения 0,8 мкм; режим излучения импульсно-периодический; длительность импульса излучения 10^-4 с, плотность потока энергии в импульсе излучения 10 Дж/см², частота следования импульсов излучения 1 Гц. При проведении расширенной кольпоскопии через 4 недели патологии шейки матки не выявлено, в том числе наличие вируса папилломы человека.Patient 32 years. Diagnosis: Ectopy of the cervix. HPV - 16. A carbon dye was applied to the surface of the cervix for an area of 2.1 cm ² , which was irradiated with laser radiation. Parameters of laser radiation: laser wavelength of 0.8 microns; pulse-periodic emission mode; the duration of the radiation pulse is 10 ^-4 s, the energy flux density in the radiation pulse is 10 J / cm ² , the pulse repetition rate is 1 Hz. When conducting an extended colposcopy after 4 weeks, no pathology of the cervix was detected, including the presence of the human papillomavirus.

Клинический пример 4.Clinical example 4.

Пациентка. 33 года. Диагноз: Лейкоплакия шейки матки. ВПЧ - 16. На поверхность шейки матки на площадь 2,3 см² нанесен углеродный краситель, который облучали лазерным излучением. Параметры лазерного излучения: длина волны лазерного излучения 1,1 мкм; режим излучения импульсно-периодический; длительность импульса излучения 10^-4 с, плотность потока энергии в импульсе излучения 6 Дж/см², частота следования импульсов излучения 4 Гц. При проведении расширенной кольпоскопии через 4 недели патологии шейки матки не выявлено, в том числе наличие вируса папилломы человека.Patient 33 years. Diagnosis: Cervical Leukoplakia. HPV - 16. A carbon dye was applied to the surface of the cervix for an area of 2.3 cm ² , which was irradiated with laser radiation. Parameters of laser radiation: laser wavelength of 1.1 microns; pulse-periodic emission mode; the duration of the radiation pulse is 10 ^-4 s, the energy flux density in the radiation pulse is 6 J / cm ² , the pulse repetition rate is 4 Hz. When conducting an extended colposcopy after 4 weeks, no pathology of the cervix was detected, including the presence of the human papillomavirus.

Клинический пример 5.Clinical example 5.

Пациентка. 33 года. Диагноз: Эктопия шейки матки. ВПЧ - 16. На поверхность шейки матки на площадь 2,1 см² нанесен углеродный краситель, который облучали лазерным излучением. Параметры лазерного излучения: длина волны лазерного излучения 0,95 мкм; режим излучения импульсно-периодический; длительность импульса излучения 10^-3 с, плотность потока энергии в импульсе излучения 5 Дж/см², частота следования импульсов излучения 3 Гц. При проведении расширенной кольпоскопии через 5 недели патологии шейки матки не выявлено, в том числе наличие вируса папилломы человека.Patient 33 years. Diagnosis: Ectopy of the cervix. HPV - 16. A carbon dye was applied to the surface of the cervix for an area of 2.1 cm ² , which was irradiated with laser radiation. Parameters of laser radiation: laser wavelength of 0.95 microns; pulse-periodic emission mode; the duration of the radiation pulse is 10 ⁻³ s, the energy flux density in the radiation pulse is 5 J / cm ² , and the pulse repetition rate is 3 Hz. When conducting an extended colposcopy after 5 weeks, no pathology of the cervix was detected, including the presence of the human papillomavirus.

Claims

1. The method of elimination of human papillomavirus high oncogenic risk for the prevention of cervical cancer, which consists in applying a layer of carbon dye to the cervical mucosa and irradiating it with laser radiation, characterized in that they use a laser operating in a pulse-periodic mode of laser generation radiation with parameters: energy flux density in the radiation pulse 2-10 J / cm ² , the duration of the radiation pulse 10 ^-4 -10 ^-2 s, the pulse repetition rate of 1-5 Hz and the radiation wavelength from the range 0, 8-1.1 microns.

2. The method according to claim 1, characterized in that they further irradiate the carbon dye layer with additional probe radiation.

3. The method according to claim 2, characterized in that it further controls the thickness of the applied layer of carbon dye on the mucous membrane of the cervix according to the magnitude of the reflected signal of said additional probe radiation.

4. The method according to claim 2, characterized in that they use a probe laser operating at a wavelength with a high coefficient of reflection of laser radiation from biological tissue.

5. The method according to claim 4, characterized in that said wavelength is 0.63 microns.

6. A device for implementing the method of elimination of human papillomavirus high oncogenic risk for the prevention of cervical cancer, containing a laser operating in a pulsed-periodic mode of generating laser radiation with parameters: energy flux density in the radiation pulse 2-10 J / cm ² , pulse duration radiation 10 ^-4 -10 ^-2 s, the pulse repetition rate of radiation 1-5 Hz and with a wavelength of radiation from the range of 0.8-1.1 μm, a modulator, a control and indication device designed to set the operating parameters of the laser by means of a modulator, a laser radiation measuring unit for monitoring laser operation, a controllable micro-injector, a carbon dye and laser delivery device for controlling the delivery of carbon dye through a controllable micro-injector; and a probe laser designed to control the thickness of the applied layer of carbon dye.

7. The device according to claim 6, characterized in that the said laser operates at a wavelength with a high coefficient of reflection of laser radiation from biological tissue.

8. The device according to claim 7, characterized in that said wavelength is 0.63 microns.