Патент недели: режем без ножа
При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.
Патент: 2662902
Авторы: Павел Росницкий; Вера Хохлова; Леонид Гаврилов; Борис Высоканов; Олег Сапожников
Патентообладатель: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
При неинвазивных способах лечения, основанных на физических факторах, основным инструментом становятся различные излучения, с помощью которых можно оказывать влияние на биологическую ткань. В качестве такового может выступать ультразвук. Выбирая направление и участки воздействия с его помощью можно разрушать очаги поражения, не задевая здоровые ткани, окружающие дефектный участок. Мощный фокусированный ультразвук (или HIFU — от словосочетания High Intensity Focused Ultrasound) используется в медицине для локального разрушения глубоко расположенных тканей организма, в частности, опухолей печени, молочной железы, костей, почек, поджелудочной железы и матки без повреждения тканей по пути прохождения ультразвукового пучка.
С помощью изобретения, а точнее даже группы изобретений, которые запатентовали ученые из МГУ, можно создавать именно такие высокоинтенсивные фокусированные ультразвуковые поля. Само изобретение представляет собой устройство — фазированную решетку со случайным расположением излучающих элементов в виде многоугольников. Их площадь может отличаться до 1% при наличии или отсутствии технологических промежутков между элементами. Каждая из сторон элементов внутри предложенной решетки — смежная с одной из сторон соседних элементов.
Изготавливают решетку на основе компьютерной модели, выбирая форму поверхности и форму границ решетки, а также количество излучающих элементов. При этом на один элемент приходится не менее 1000 точек, которые случайным образом делят на группы по числу элементов решетки. Процесс по заданному алгоритму продолжается до тех пор, пока все группы не будут разделены между собой с образованием непересекающихся ячеек. Для каждой из полученных ячеек строят минимальную по площади выпуклую оболочку, охватывающую все точки ячейки и образующую один из элементов решетки. При этом все элементы делаются одинаковыми по площади.
Предложенные в патенте способ и устройство предназначены для такого разрушения тканей, когда требуется применение максимально возможной мощности ультразвука для данного типа фазированной решетки. Использование мощностей такого уровня требуется для достижения в фокусе ультразвукового излучателя ударных фронтов за счет эффектов акустической нелинейности, что позволяет разрушать пораженные ткани. Также повышение уровня мощности обеспечивает продуктивное неинвазивное вмешательство при облучении глубоко расположенных органов, на которое могут влиять аберрации, вызванные неоднородностями ткани, а также сильно поглощающие и отражающие препятствия, такие как кости черепа или грудной клетки.
Подробности изобретения — в опубликованном патенте.