Основная причина возникновения рецидивов заболевания после криохирургического лечения обусловлена сохранением жизнеспособных клеток в ледяном шаре. В связи с этим проблемы контроля за процессом криоаблации и прогнозирование результатов вмешательства требуют специального рассмотрения.
В настоящее время проведение радикального криохирургического лечения опухолей различной локализации невозможно без четкого представления о реальном распределении температур внутри и на периферии ледяного фронта, особенностях формирования ледяного шара при симультанном охлаждении нескольких криозондов и изменении характеристик ледяного шара после многократных заморозок. Неравномерное распределение холодового воздействия в зоне криохирургической операции определяется мощностью холодового потока используемой системы, видом и количеством одновременно охлаждаемых криозондов, а также анатомо-физиологическими особенностями области вмешательства. Если анатомические особенности и интенсивность кровообращения в зоне операции у разных пациентов могут варьировать, то первые два фактора можно с высокой точностью моделировать в эксперименте. Это позволяет получить четкое представление о расположении цитодеструктивной изотермы внутри ледяного шара в каждом конкретном случае и за этим видеть реальные процессы холодового разрушения тканей.

Цели исследования.
1. Изучение локализации и особенностей распространения цитодеструктивной зоны ледяного шара в экспериментальных моделях и в живых тканях.
2. Оценка жизнеспособности опухолевых клеток после охлаждения и оттаивания.
3. Разработка практических рекомендаций на основании результатов экспериментов.
4. Оценка возможностей различных видов ультразвуковой диагностики и точность данного метода исследования в оценке реальных размеров ледяного шара.

Материалы и методы.
1. Измерение температуры в ледяном шаре вокруг стержневых криозондов диаметром 3,5 мм (установка - Candela Cryotech LCS 3000) и 3,2 мм (установка ERBE CRYO 6).
2. Определение количества разрушенных клеток линии А-131 (эпидермоидная карцинома) при температурных режимах, соответствующих различным зонам ледяного шара и изучение жизнеспособности опухолевых клеток после криогенного воздействия.
3. Для оценки точности ультразвукового мониторинга процесса криоаблации использовались ультразвуковые установки Aloka SSD-630 (Japan) и Sono Diagnost 360 (Philips, Germany) с применением линейных, конвексных и трансректальных датчиков с продольным и поперечным сканированием.

Результаты исследования.
Полученные нами экспериментальные данные и сопоставление их с клиническими случаями выполнения криохирургических операций свидетельствуют о том, что независимо от режима замораживания граница цитодеструктивного эффекта проходит внутри ледяного шара на расстоянии 10-15 мм от его внешнего края, видимого при ультразвуковом сканировании, занимая объем не более 35% от общего объема льда.
Максимальная скорость снижения температуры после включения криоустановки в режим замораживания составляет не более 50?С/мин на расстоянии 2 мм от поверхности криоаппликатора. Температурная картина внутри от видимой границы ледяного фронта стабилизируется в среднем к 15-й минуте от начала замораживания при условии сохранения постоянной величины холодового потока. Проведенный анализ размещения изотерм внутри ледяных шаров при различных условиях их формирования показывает, что распределение изотерм во всех случаях подчиняется общим закономерностям и носит радиальный характер. При этом наибольший градиент температуры отмечается именно во внутренней части шара, кнутри от изотермы -40?С. По данным термометрических и цитологических исследований наружная граница ледяного шара соответствует температуре от 0 до -6?С.
Мониторирование криохирургических операций необходимо. Однако, основываясь на данных интраоперационного УЗИ, невозможно точно судить о температуре в области производимого вмешательства.
Если при криоаблации небольших опухолевых поражений печени, расположенных на удалении от крупных кровеносных сосудов и желчевыводящих путей термометрия зоны криогенеза имеет меньшее значение, то при криодеструкции предстательной железы именно показания термокуплеров, размещенных на периферии простаты, служат критерием для прекращения процесса замораживания. Согласно проведенным собственным исследованиям, включающим как количественную, так и качественную оценку жизнеспособности опухолевых клеток, критическая температура, необходимая для достижения некроза составляет -40?С. При этом скорость охлаждения значимо не влияет на жизнеспособность клеток после оттаивания. Исследование пролиферативных свойств не разрушенных клеток после оттаивания показало, что отсутствие прямого разрушения клетки непосредственно после оттаивания не является критерием сохранения ею способности к пролиферации.
Сопоставление результатов термометрических исследований и экспериментов по изучению жизнеспособности опухолевых клеток после замораживания представляет практический интерес.
"Зона цитодеструкции" - это внутренняя часть формирующегося вокруг зонда ледяного шара, находящаяся в температурных пределах от -40°С и ниже. В пределах изотермы -40?С и экспозиции 20 минут опухолевые клетки подвергаются полной деструкции, либо полностью погибают в ближайшие часы после оттаивания. Расстояние между наружной, видимой при УЗИ, границей ледяного шара и "зоной полной цитодеструкции" в различных экспериментах составляло 12,5+2,5 мм (Р < 0,05). Изменения температуры в пределах от -40?С до -6?С оказывают повреждающее действие на клеточные культуры, однако более 75% опухолевых клеток после оттаивания сохраняют способность к делению. Мы назвали этот участок "зоной частичного повреждения клеток". Так называемая "зона частичного холодового повреждения клеток" соответствует периферической части ледяного шара, вплоть до его внешних границ. Ледяной шар окружает зона локальной гипотермии, соответствующая температуре от -5 до +10?С. В зависимости от типа окружающих тканей и степени их кровоснабжения величина этой зоны варьируется. В пределах зоны гипотермии не наблюдается некроза опухолевых клеток и нормальных неповрежденных тканей.

Таким образом, для радикальной криодеструкции опухолей необходимо, чтобы внешние границы ледяного шара располагались на 15 мм кнаружи от границы опухолевой ткани.
Основная группа осложнений криохирургического лечения связана с локализацией опухоли в непосредственной близости с органами или тканями, холодовое повреждение которых существенно утяжеляет течение послеоперационного периода, приводя к возникновению тяжелых местных послеоперационных осложнений. Если при криогенном лечении опухолей печени превалируют осложнения, не связанные с холодовым повреждением соседних органов или тканей, то при радикальной криодеструкции предстательной железы осложнения, связанные с промораживанием окружающих простату тканей составляют до 51% от всех осложнений.
Задняя поверхность предстательной железы находится в непосредственной близости к стенке прямой кишки. Во время криохирургических вмешательств на простате по поводу рака, видимая при ТРУЗИ внешняя граница ледяного шара формируется по наружной границе предстательной железы и, в общем, достаточно точно повторяет ее форму. Однако, по результатам проведенного исследования, при таком внешнем благополучии изотерма -40?С оказывается смещенной внутрь простаты на 10-12 мм, что подтверждается собственными данными термометрии во время криохирургических вмешательств. При этом наружная часть железы остается вне зоны прямого цитодеструктивного действия ледяного шара.
Следовательно, ультразвуковая картина полного охвата предстательной железы ледяным шаром внешне маскирует тот факт, что периферическая часть железы, находящаяся в "зоне частичного повреждения", фактически сохраняет жизнеспособные клетки.
Криодеструкция предстательной железы будет радикальной в том случае, если вся железа окажется охваченной "зоной цитодеструкции". При такой методике формирования ледяного шара его внешние границы неизбежно должны выйти за пределы капсулы предстательной железы на 10-12 мм, охватывая близлежащие здоровые ткани и повреждая их.
Зона частичного холодового повреждения не обладает полным цитодеструктивным эффектом для разрушения опухоли, но достаточно опасна для стенки прямой кишки. На настоящий момент нет четких критериев минимально допустимых температур в области стенки прямой кишки и наружного сфинктера, при которых не возникает послеоперационных осложнений, связанных с переохлаждением тканей. D.Bahn и соавт. (2000) не отмечали возникновения уретроректальных фистул при кратковременном падении температуры в области фасции Денонвиллье до -18?С. Watson G. (1998) указывает, что замораживание даже серозной оболочки прямой кишки не приводит к возникновению повреждения ее стенки. По данным других авторов, следует избегать охлаждения окружающих здоровых тканей ниже +5-10?С, однако материалов, подкрепленных результатами клинических исследований, нет. Избыточное охлаждение стенки прямой кишки клинически означает неизбежность возникновения серьезных послеоперационных осложнений.
Различные типы и модели криохирургического оборудования имеют неодинаковые физические характеристики ледяных шаров, скорости замораживания и оттаивания, а также возможности температурного контроля за ходом криохирургического вмешательства, что может иметь значение в их практическом применении. Тем не менее, принципиальное положение о несоответствии внешней границы ледяного шара действительной зоне полной цитодеструкции сохраняет свое практическое значение независимо от типа и модели криоаппарата и вида криоаппликатора. Наиболее важным параметром ледяного шара любой криоустановки является расстояние между наружным краем ледяного шара и "зоной цитодеструкции", соответствующей изотерме -40?С внутри ледяного шара. По нашим данным, ледяной шар современных криоаппаратов, использующих в качестве хладагента жидкий азот, характеризуется достаточно выраженной "зоной частичного повреждения клеток", чем больший по диаметру ледяной шар производит конкретный криоаппликатор, тем больше протяженность этой зоны.
По нашим данным, при повторном цикле замораживания наблюдается увеличение диаметра ледяного шара от 4,7+1,9 мм до 6,1+0,8 мм (Р<0,05), при этом второй цикл характеризуется большей скоростью нарастания ледяного шара вследствие пониженной температуры тканей в зоне вмешательства, что поввышает риск повреждения соседних органов.

Выводы и практические рекомендации.
Проведенное исследование показало, что УЗИ является точным и адекватным методом мониторирования процесса криоаблации. Некроз опухолевых клеток происходит притемпературе -40?С с экспозицией 20 мин.
При инвазии опухоли предстательной железы в семенные пузырьки, трапециевидное пространство (стадия опухоли Т3) выполнение радикальной криодеструкции предстательной железы будет сопровождаться возникновением послеоперационных осложнений, так как ледяной шар, в силу особенностей своей формы, не может прецизионно разрушать раковые клетки только в зонах их распространения, не повреждая при этом в значительном объеме здоровые ткани. Таким образом, радикальное криогенное лечение опухолей предстательной железы стадии Т3 при локализации опухоли в непосредственной близости к стенке прямой кишки, возможно, однако возникновение тяжелых послеоперационных осложнений в этом случае неизбежно и ставит под сомнение конечный результат операции.
В ледяном шаре современных криогенных систем не возникает некроза опухолевых клеток на всем протяжении ледяного фронта независимо от режима и количества циклов замораживания. Тотальный некроз опухолевых клеток происходит в только в центральных отделах ледяного шара, на расстоянии 12,5+2,5 мм кнутри от видимой при УЗИ внешней границы ледяного шара. Термомониторирование позволяет оценить границы предполагаемой зоны некроза тканей.
Мы полагаем, что криохирургическое лечение рака предстательной железы при локализации опухоли в задних отделах предстательной железы, а также при инвазии опухоли в капсулу простаты с иcпользованием криосистемы типа "Candela Cryotech-LCS-3000" не должно применяться. Радикальное криогенное лечение в данном случае приведет к возникновению тяжелых послеоперационных осложнений.
Показания к применению и целесообразность выполнения радикального криохирургического лечения предстательной железы требуют специального рассмотрения в каждом клиническом случае.

В кн.: Достижения криомедицины. СПб.Изд-во "Наука", 2001.С.55-62.

Introduction: At our centre, cryoablation with 3-dimensional ultrasound (3D US) guidance has been the primary mode of therapy for prostate cancer (CaP) pts. with clinically localised biopsy-proven recurrence after radiotherapy and with good performance status. An analysis of predictive factors for clinical outcome was undertaken.

Methods: 126 pts., <78 years of age, with Karnofsky performance status >_90, biopsy proven CaP recurrence >_2 years post-radiation, and with negative CT and bone scans, were deemed eligible for cryoablation. A Cryocare Argon unit (Irvine, CA), in-house software providing 3-D US images, an Aloka US transducer and a urethral warmer were used. Pre-op. T-staging and endocrine therapy exposure, serial prostate specific antigen (PSA) levels and serial biopsy results from 3,6,12,24 and 36 monthgs (mos) were correlated. 20% were on endocrine therapy pre-cryo, all discontinued post-cryo.

Results: Median follow-up was 30 mos. PSA follow-up showed 51.6%, 26.9% and 21.5% respectively for levels <0.5, 0.5-5.0 and >5.0 ng/mL. 7 pts (5.3%) had at least one positive biopsy core post-op. with 17 of 480 cores overall (3.5%) positive. A total of 28 (22.2%) pts were deemed clinical and/or biochemical failure, 9 of whom (7.1%) had clinically apparent distant biochemical failure. Pre-cryo characteristics which were predictive of treatment failure include: PSA>5.0, prostate size>40 mgs, local stage>T3a and Gleason score>7. Treatment-related complications included 3 (2.2%) fistulae (all T3b and T4a tumpors), 7 (5.5%) pts with severe incontinence (all with prior TURP), and 10 (7.9%) pts with bladder outlet obstruction requiring TURP. Endocrine status did not correlate with treatment outcome in this series.

Conclusion: Cryoablation can achieve sustained good biochemical and histologic results in radiation failure pts with acceptable morbidity provided vigorous selection criteria are adhered to. Criteria for favourable outcome include low stage (<_T3a) and prostate volume <40 gms, Gleason score <_7, PSA_<5 at time of cryo and no prior TURP. Cryoablation is a reasonable alternative for carefully selected radiation-failure pts who have limited therapeutic options.

В кн.: Достижения криомедицины. СПб Изд-во "Наука", 2001, С.90-91.

High Technology Cryosurgery was introduced in Europe almost 10 years ago with the first multiprobe liquid nitrogen appartuses. These devices (from different producers-manufacturers) were able to circulate liquid nitrogen through 5 insulated probes of approximately 3 mm of diameter. The possibility of using thin probes and a percutaneous ultrasound-guided technique was the major advancement from the previous machines. In reality there have never been doubts about the possibility of destroying tissues using the ultra low temperatures, the problem with it was adequate freezing, its control and monitoring. The lack of these resulted during the first experiences in the sixties and seventies caused the dropping of the procedure.
For these reasons it is easily understood why almost all the urological community faced the cryosurgery renaissance with a lot of scepticism.
Since his reappearence prostate cryosurgery has gone through the following major technical modifications: standardization of 2 freeze thaw cycle technique, use of 5 cryoprobes with pull back during the 2nd freezing cycle, free-hand technique for more precise placement of the needles, use of thawing during cryo in order to improve tailoring the ice ball, use of multiple thermocouples in the surrounding tissues, modification of the urethral warming device, establishing of minimal killing temperature required, angling of the cryoprobes in order to better freeze apical cancer, spreading of apical probes in order to preserve the sphincterial area, use of argon driven devices in order to get better freezings, augmentation of the number of cryoprobes to 6 end then to 8, nerve sparing technique to prevent impotency. The latest results seem to comfort us in the effort of obtaining better results and less complications. In fact when copmparing our early series together with the series of those who were not using an updated technique, with the latest results from byopsies and psa, it looks real that a lot of progress was achieved.
Also in the field of renal cryosurgery a similar advancement has been accomplished, from the first attempts to freeze a renal cancer percutaneously, then openly with the liquid nitrogen and ultimately with the laparoscopic technique using the argon devices. Also in this field of application results have been great with total disappereance of the tumor selected for the targeted cryoablation therapy.

В кн.: Достижения криомедицины. СПб, Изд-во "Наука",2001, С.104-105.

Introduction. Incontinence and rectal fistulas, as the possible serious complications of cryosurgical ablation of prostate (CSAP), can occur when adequate control over the ice ball is not exercised and freezing proceeds beyond the prostate into adjacent tissue and organs (Beerlage H. et al., 2000). Among nonradiated patients, the total incontinence rate including mild degrees of stress incontinence appears to be around 7.5%. Conversely the presence of previous radiation, when followed by CSAP, occurs in 50-70% of this select group (Long J., 1998). The risk of urethrorectal fistula is very low, ranging from 0% to 3%, however the previous treatment with external beam radiotherapy appears to carry a significant risk for development of this injury (up to 13%) (2). Rectal fistulas typically require long-term follow up and/or further surgical intervention (4,5). Clearly, any method which could reduce or eliminate this risk would greatly benefit the further application and use of CSAP.

Material and Method. The design of proposed protective antifreeze solution (cocktail) for adjacent tissues and organs, contained different drugs with etiologic-pathogenic action, was constructed on well-known experimentally proven data of acute metabolic disorders (up to tissue distress) under pathogenesis of cryoinjury with consequent necrosis (11,12). This cocktail might be prepared ex tempere before injection, and contained the following defining components:
_ antibacterial mixture (taking in account, first of all, prevalence of the specific anaerobic and Gram-negative bacteria in pelvis and pararectal fat) : metronidazol (Flagyl) as 0,5% solution of 100ml + cephalosporin antibiotic (cefotim- 1g ) ;
_ strong antiedematous and membrane-stabilized agents-glucocorticosteroid ( suspension of hydrocortisone- 0,25 g) and inhibitor of proteolyses (contrykal) in dose 50 000 IIK;
_ colligative cryoprotectant (100%DMSO) in dose 5ml.

In our study we used two different temperature regimes (room-temperature-13 pats and warm solution-up to 50 degree C- 16) . The control group 3 (27 pats) comprised the patients, who underwent CSAP without using protective cocktail. The cohort patients includes the stratified patients in each arm with T2-4 stage of prostate cancer and atypical BPH as well.
An injection of a cocktail for rectum carried out during first cycle of freezing, and for external sphincter of urethra- during the second cycle of freezing. The required volume of cocktail varied for posterior paraprostatic space from 50 to 200 cc, and respectively for anterior paraprostatic space for protection of external urethral sphincters- from 50 to 100 cc. All these manipulations were as transrectal /or abdominal ultrasound guided.

Results. In group 1 we did reveal the lower rate incontinence (mild and moderate grade) in 2 cases only in patients with prior TURP in comparison with control group, where this complication was found in 5 patients (only 2 pats of them had prior TURP). All patients of group 1 had no evidence of rectal fistula, comparing with 1 case in group 3. More frequent location of tumor node in the peripheral zone of prostate with some extracapsular extension for T3-4 cases led us to idea to freeze more aggressively prostate and closest extracapsular structures with their possible safe protection by warm cocktail solution (up to 50 degree by C). Unfortunately, the results of group 2 failed to suggest some benefit of this temperature regime. The severe stage of incontinence and evidence of rectal fistula were revealed in 5 cases for each complication (2 pats had both complication simultaneously). In control group 3 the above-mentioned results were better with higher frequency of mild and moderate stage of incontinence- 4 from 5 cases. The relevant failure of cryoprotection by warm cocktail injection might be explained by 2 considerations: double local thermal stress eventually for the nearest normal tissue of a rectum wall /or external urethral sphincter, and psychological reason- real superaggressive freezing of prostate as well as extracapsular structures, when surgeon keeps in mind the false imagination with absolute protection of theses organs by antifreeze cocktail.

Conclusion. Obviously the initial results of clinical application for local injection of designed cocktail with room temperature to protect the nearest structures around prostate may significantly improve the efficacy of CSAP, especially for cases with local-advanced stage (T3-4) of prostate cancer. Future clinical trial with using of novel class of non-colligative antifreeze proteins (B.Rubinsky, 1999) ultimately might bring some promising hope to avoid the severe complications of targeted CSAP.

В кн.: Достижения криомедицины, СПб,Изд0во "Наука", 2011, С.11-113.

Страница 156