Неинвазивная вазэктомия с использованием зажима с фокусированным ультразвуком: измерение температуры и моделирование

Введение: Традиционная хирургическая вазэктомия может приводить к таким осложнениям, как кровотечение, инфекция и боль в мошонке. Ранее было показано, что неинвазивное чрескожное воздействие терапевтическим сфокусированным ультразвуком позволяет термически закрывать семявыносящий проток. Однако ожоги кожи и непостоянство окклюзии протока остаются проблемами. В настоящем исследовании с помощью моделирования теплопереноса в биологических тканях и измерений термопарами определяли оптимальные параметры абляции для окклюзии семявыносящего протока без ожогов кожи.

Методы: Ультразвуковой преобразователь 2-rad, установленный на зажиме для вазэктомии, подавал ультразвуковую энергию частотой 4 МГц на семявыносящий проток собаки, расположенный в фокусе между браншами зажима. Через прикреплённый латексный баллон циркулировала охлаждённая дегазированная вода, обеспечивая эффективную передачу ультразвука в ткани и активное охлаждение кожи для предотвращения ожогов. Термопары, установленные в области протока, внутрикожно и на поверхности кожи, регистрировали температуру во время абляции. Процедуры выполняли при акустической мощности преобразователя 3–7 Вт и времени сонификации 60–120 с на левом и правом семявыносящих протоках (n = 2) у четырёх собак: контроль с предварительным охлаждением, 3 Вт/120 с, 5 Вт/90 с и 7 Вт/60 с. Полученные измерения сопоставляли с результатами моделирования теплопереноса в биологических тканях, учитывавшего влияние мощности и продолжительности сонификации на температуру тканей и зоны коагуляции.

Результаты: Активное охлаждение кожи создаёт в тканях температурный градиент во время абляции, позволяя подвести к семявыносящему протоку достаточную термическую дозу без ожога кожи. Однако нагревание при низкой мощности в течение длительного времени вызывало чрезмерный некроз тканей вследствие тепловой диффузии, тогда как высокая мощность и короткое время нагревания уменьшали терапевтическое окно и приводили к ожогам кожи, предположительно из-за прямого поглощения ультразвука.

Выводы: Моделирование и экспериментальные данные указывают на существование терапевтического окна, в котором в модели на собаках можно достичь термической окклюзии семявыносящего протока без образования ожогов кожи: мощность 5–7 Вт, поверхностная интенсивность 1,4–1,9 Вт/см², продолжительность 20–50 с. Этот диапазон параметров абляции поможет планировать дальнейшие эксперименты по совершенствованию бескожной вазэктомии с использованием сфокусированного ультразвука.