Hypertermie

1. Hypertermie Alexandr MEGELA Václav LOUDA

2. 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

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

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

5. 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)

6. 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 …

7. 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)

8. 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)

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

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

11. 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

12. 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

13. 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

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

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

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

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

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

20. 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

21. 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)

22. 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

23. 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

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