О разработке Ростеха для дистанционной литотрипсии

Литотриптер ЛТ-1. Фото: «Швабе»

Ударная волна чаще всего ассоциируется со взрывами и разрушениями. Однако ее энергию можно направить на пользу — в середине прошлого века ученые обнаружили, что с помощью направленной ударной волны можно лечить различные заболевания. Это открытие положило начало целому направлению медицинской техники.

Одним из наиболее известных применений стала дистанционная литотрипсия — метод разрушения камней в почках и мочеточнике без хирургического вмешательства. Сегодня эту технологию развивают и российские инженеры: литотриптер ЛТ-1 Московского завода «САПФИР» (входит в холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех) стал новым отечественным аппаратом для бесконтактного лечения мочекаменной болезни.

Как ударная волна дошла до медицины

Ударные волны хорошо известны физикам: они возникают при взрывах, природных катаклизмах, движении тел со сверхзвуковой скоростью и способны переносить значительную энергию на расстояние. Однако их медицинский потенциал обнаружили далеко не сразу.

В годы Второй мировой войны было замечено необычное последствие взрывов глубинных бомб. У людей, находившихся в воде, легкие могли получать серьезные повреждения, хотя на поверхности тела не оставалось видимых следов травмы. Исследователи пришли к выводу, что причиной становится ударная волна, которая распространяется в воде и передает энергию тканям организма.

В 1950-е годы начались первые систематические исследования возможностей применения ударных волн в медицине. Ученые изучали, как такие импульсы распространяются в различных средах и каким образом передают энергию. В частности, было показано, что электрогидравлически генерируемые ударные волны могут разрушать твердые материалы, например керамические пластины, находящиеся в воде.

Литотриптер ЛТ-1. Фото: «Швабе»

Важный этап наступил в 1966 году во время экспериментов немецкой компании Dornier с высокоскоростными снарядами. Один из сотрудников случайно прикоснулся к металлической пластине в момент попадания в нее снаряда и почувствовал в теле воздействие, похожее на электрический разряд. Измерения показали, что электричества в этот момент не было: ощущение вызвала ударная волна, прошедшая от пластины через руку в тело.

Случайное наблюдение стало поводом для целенаправленных исследований. В 1968–1971 годах в Германии изучали взаимодействие ударных волн с биологическими тканями животных. Исследователей интересовало, как импульс проходит через мышцы, жировую и соединительную ткань, что происходит на границах между различными тканями и какие органы могут быть уязвимы для такого воздействия. Оказалось, что при прохождении через мягкие ткани ударная волна может распространяться с относительно небольшими побочными эффектами, тогда как характер воздействия существенно меняется на границах сред с различными акустическими свойствами.

Постепенно стало очевидно главное свойство ударной волны, определившее ее дальнейшую медицинскую судьбу: энергию можно создать вне организма и направить в заданную область тела. При этом воздействие зависит от параметров импульса и места, в котором он фокусируется. Высокоэнергетическая волна способна разрушать твердые структуры, а при других режимах воздействия может даже запускать в тканях процессы, связанные с восстановлением.

Именно исследования распространения ударных волн в организме и их взаимодействия с тканями привели ученых и врачей к идее использовать этот физический эффект для разрушения камней в почках. Возникла принципиально новая возможность: воздействовать на образование внутри организма, не разрезая ткани и не вводя инструмент непосредственно к камню.

От экспериментов к лечению

Идея разрушать камни в организме с помощью ударной волны возникла в начале 1970-х годов. В 1971 году немецкие исследователи Хойслер и Кифер впервые продемонстрировали возможность разрушить камень в почке в лабораторных условиях, не прикасаясь к нему инструментом.

В 1974 году в Германии была запущена специальная исследовательская программа по применению экстракорпоральной ударно-волновой литотрипсии. Несколько лет ушло на решение ключевой инженерной и медицинской задачи: научиться генерировать ударную волну вне тела, точно фокусировать ее на камне и при этом минимизировать воздействие на окружающие ткани.

Результатом этой работы стало первое клиническое применение метода. В 1980 году в Мюнхене пациенту с камнем в почке провели лечение на опытном литотриптере Dornier HM-1. В 1983 году в Германии был установлен первый серийный литотриптер HM-3. Так дистанционная литотрипсия стала самостоятельным направлением медицинской техники.

Параллельно работы по созданию отечественной аппаратуры велись и в Советском Союзе. С середины 1970-х годов специалисты Московского радиотехнического института АН СССР и Центрального военного научно-исследовательского авиационного госпиталя исследовали возможность бесконтактного разрушения камней сфокусированными электрогидравлическими ударными волнами. В 1980-е годы к этой работе подключилась кафедра урологии 2-го МОЛГМИ им. Н. И. Пирогова. В 1982 году Президиумом Совета министров СССР была поставлена задача создать отечественное устройство для бесконтактного разрушения камней в почках.

При разработке опытных образцов первого отечественного литотриптера за основу взяли серийный немецкий аппарат HM-3 фирмы Dornier. В 1987 году литотриптер «Урат-П» был внедрен в клиническую практику. Появление такой аппаратуры существенно изменило лечение мочекаменной болезни. Со временем дистанционная литотрипсия получила широкое распространение, а доля открытых операций при мочекаменной болезни существенно сократилась.

За десятилетия метод прошел серьезную проверку клинической практикой. Вместе с развитием самой технологии менялись и требования к оборудованию. Однако до последнего времени лечение в российских клиниках проводилось с помощью литотриптеров различных зарубежных фирм. Это усложняло и удорожало обслуживание, ремонт и закупку запчастей. Решение было найдено в создании собственной линейки медицинских устройств.

Новый этап: отечественный литотриптер ЛТ-1

Ответом на эту проблему стала разработка Московского завода «САПФИР» холдинга «Швабе» — современный отечественный литотриптер ЛТ-1. В 2024 году медицинское изделие было зарегистрировано Росздравнадзором и допущено к применению в медицинской практике на территории РФ.

В основе установки лежит электромагнитный генератор ударных волн. В отличие от хирургического метода, при дистанционной ударно-волновой литотрипсии источник воздействия располагается вне организма. Сформированный импульс направляется и фокусируется в области конкремента (камня), где его энергия разрушает образование на более мелкие фрагменты, размеры которых позволяют им выйти из организма естественным путем.

Одна из особенностей литотриптера ЛТ-1 — сокращенная длительность импульса ударной волны. В зависимости от режима она составляет до 1,2 микросекунды. Давление в зоне терапевтического фокуса может достигать 80 МПа, а частота повторения импульсов составляет от 1 до 2,5 Гц. Ресурс генератора превышает 1,5 млн ударных импульсов.

Литотриптер ЛТ-1. Фото: «Швабе» 

При этом энергия должна попасть не просто в организм, а точно в заданную область. Для этого аппарат оснащен системами ультразвуковой и рентгеновской локализации, которые позволяют определить положение конкремента и навести на него фокус ударной волны. Рабочая дистанция генератора составляет 160 мм, а поперечный размер терапевтического фокуса может регулироваться в диапазоне от 4 до 12 мм.

Литотриптер ЛТ-1 предназначен для бесконтактного разрушения камней размером от 1,5 до 10 мм. Сам метод не требует хирургического доступа к камню и в большинстве случаев не предполагает длительной госпитализации.

Разработка создавалась совместно врачами-урологами и разработчиками первого в СССР ударно-волнового литотриптера. Таким образом, в конструкции современного аппарата соединился опыт нескольких поколений отечественных врачей и специалистов.

Перспективная разработка Ростеха получила и профессиональное признание. В апреле 2026 года литотриптер Московского завода «САПФИР» был отмечен бронзовой медалью XXIX Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед».

Потребность в такой технике сегодня остается высокой, так как существующее, по большей части иностранное, оборудование изнашивается, выходит из строя и устаревает. По мнению экспертов, клиникам страны сегодня необходимо около 20 новых аппаратов для литотрипсии ежегодно.