Alexandr MEGELA Václav LOUDA Hypertermie Alexandr MEGELA Václav LOUDA

Hypertermie Ohřev tkání na teploty 39°C (nízkoteplotní) Nebo v intervalu 41 – 45°C (vysokoteplotní) Použití Biologické principy hypertermie Léčba hypertermií Interakce elmag.pole a biolog.tkáně Termometrie Vlnovodné aplikátory Testování aplikátorů a biologické tkáně Klinické studie Závěr

Použití Recidiva nádoru (byly-li vyčerpány možnosti radioterapie) Nádory s průměrem větším než 2 cm Radioresistentní nádory Předoperační zmenšení objemu nádoru Dětská onkologie

Biologické principy hypertermie Rakovinná tkáň - spotřeba více energie a živin - vznik nových krevních kapilár (chaotická struktura) – neschopnost reakce na vyšší teploty

Biologické principy hypertermie Zvýšení teploty – kolaps krevního řečiště nádoru : Špatný odvod tepla Nedostatek kyslíku a živin Zvýšená acidita Hypertermie ničí zejména zakyselené rak.buňky (rozrušuje cytoskelet,plazmatickou membránu,jádro,narušuje stabilitu buněčných proteinů)

Léčba hypertermií TERMORADIOTERAPIE U nádorů s průměrem větším než 2 cm – špatné krevní zásobení s následujícími důsledky: Kyselost Tendence k metastázám Nedostatek kyslíkových radikálů – odolnost proti ionizujícímu záření (radioresistence) Nízkoteplotní hypertermií : zvýšíme průtok krve do tkáně – více kyslíku …

Termoradioterapie Ionizující záření ničí DNA rakovinné buňky, ohřev zabraňuje jejímu obnovení Fáze dělení buňky a jejich náchylnost k jednotlivým typům léčby: G1 … buňka roste, připravuje se na dělení (odolná proti zvýšené teplotě) S … zdvojnásobuje se obsah DNA (odolné proti radioterapii, nejvyšší citlivost na teplotu) G2 … druhá růstová fáze (citlivost na teplotu) M … rozdělení buňky ( citlivost na teplotu je malá)

Termochemoterapie Zvýšením průtoku krve dojde k větší absorpci účinných látek Látky podávané ve speciálních kapslích (liposomy) se uvolňují působením hypertermie až v nádoru – omezení negativních vlivů (perfusion)

Vedlejší účinky termoterapie Slabost Bolest Zvracení Závratě Snížení počtu krvinek Popáleniny,puchýře Zhoršení ostatních nemocí Neplodnost Nežádoucí zvýšené vstřebávání léků

Interakce elmag.pole a tkáně Maxwellova rovnice : tgδ… ztrátový činitel,vzniká díky zpoždění vektoru polarizace za vektorem intenzity vnějšího el. pole

Termometrie Invazivní Termočlánek Termistor Optický senzor Komplikace při měření kovovými čidly Elmag. pole je ohřívá Čidla ovlivňují rozložení elmag. pole Díky tepel.vodivosti zkreslení měřené teploty v daném místě Obrana : čidla zavedena kolmo k vektoru E Generátor energie je střídavě vypínán a zapínán- vyrovnání teplot

Termometrie Neinvazivní Nukleární magnetická rezonance Mikrovlnná radiometrie Každé těleso vyzařuje do svého okolí energii(Planckův vyzařovací zákon) Maximum energie v infračervené oblasti, v mikrovlnné oblasti musíme snímaný šumový signál hodně zesílit tzn. Mikrovlnný radiometr musí obsahovat vf zesilovač, detektor a nf filtr Radiometr nastavený na určité kmitočtové pásmo měří teplotu v určité hloubce pod povrchem f(GHz) d(cm) 8,00 0,3 0,43 2,0 0,10 3-4

Vlnovodné aplikátory Výhody: - nejmenší ztráty přenášené energie - přenos největšího výkonu - široké přenášené pásmo - zcela potlačené vyzařování elmag.energie Požadavky na aplikátor : - dobrá distribuce energie - impedančí přizpůsobení (vodní bolus) - potlačení povrchových a rozptýlených vln - minimální interference s termometrickými prvky

Typy aplikátorů Pro lokální léčbu - Vlnovodný aplikátor teploty 42 – 45°C, pracovní frekvence 434 MHz průměr 15 cm hloubka vniku 3 cm

Typy aplikátorů - intersticiální – invazivní, problém s umístěním antén intrakavitární – umístěny v dutinách (vagína, děloha, močová trubice, jícen,hyperplasie prostaty…)

Typy aplikátorů Pro regionální léčbu: Kolem 42 °C Delší doba ohřevu Soustava lokálních aplikátorů – složitější výpočty

Typy aplikátorů Pro celotělovou léčbu do 40°C rakovina s metastázami nejnáročnější z hlediska přípravy,průběhu a vyhodnocení výzkum možného použití pro léčbu AIDS

Vlhká atmosféra zabraňující pocení a ztrátě energie Potřebnou teplotu dosáhneme během 60-90min. Nevhodné pro lidi s kovoými implanty nebo kardiostimulátory

Testování aplikátorů a modelování biologické tkáně Musíme uvažovat : - permitivita tkáně , el.a tepel.vodivost tkáně - měrné teplo -vliv krevního řečiště - prostorové rozložení biolog tkáně Tkáň modelujeme pomocí tzv.fantomu Svalovou tkáň nejlépe vystihuje roztok: 60% … solný roztok 22,5% … cukr 17,5% … superstuff Dále můžeme použít např. : agar, olej, mouka, med

Soustava pro 3D měření rozložení SAR SAR(specific absorption rate) – výkon absorbovaný v jednom kilogramu tkáně Bezpečná hranice = 4 W/kg (hygienická norma 10x menší)

Klinické studie v ČR Studie 1985 – 1990 63 osob (primární nádory 11,zbytek recidivy nebo metastatické nádory) Výsledky : Úplná odezva 52,4% Částečná odezva 31,7% Bez odezvy 15,9% Výsledky zahraničních studií – podobný charakter

Závěr Výsledky studií se jeví jako uspokojivé, přesto však je hypertermie stále ve stádiu dalšího výzkumu. Většinou je používána jako doplňková léčba k radioterapii a chemoterapii, jejichž účinky zlepšuje. Zvyšuje procento přežití a kvalitu života pacientů Jako každá léčba má i hypertermie svá rizika a vedlejší účinky

Seznam použité literatury Vrba Jan : Lékařské aplikace mikrovlnné techniky(skriptum ČVUT, Praha 2003) www.bsdmc.com The Lancet Oncology (www.oncology.thelancet.com)