腫瘤熱療加熱技術的進展
發(fā)布時間:2013-06-08 瀏覽量:
腫瘤熱療在臨床應用中已顯出巨大的發(fā)展?jié)摿?,并有廣闊的應用前景。當前在影響腫瘤熱療取得高療效的因素中,最關鍵的當屬加熱技術。經驗表明,隨著加熱技術的改進,治療病種及療效進一步擴大與提高,近20年來加熱技術的研究方面有了很大的進步,已研究開發(fā)出針對不同部位的局部(淺表、腔道、深部、組織間)、區(qū)域性深部、肢體的不同加熱設備,加熱技術也較為成熟,在臨床上已有顯著效果;局部深部加熱、肢體加熱技術逐步趨向完善,區(qū)域性加熱已在盆部腫瘤顯出明顯效果,就加熱的物理能量來看,各種能量均有其特點和問題。微波加熱受穿透深度限制,主要用于外部淺表(4cm以內)、腔內或組織間加熱,射頻加熱主要用于區(qū)域性腫瘤及較大范圍的組織加熱,超聲具有穿透深度大、加熱場準直、聚焦及易控的優(yōu)勢,近年來更受重視。
總的來說,加熱技術的發(fā)展尚不能夠令人滿意,特別在深部或區(qū)域性加熱方面常難以達到滿意的加熱。從根本上講,由于活組織的加熱特性(血流及組織熱特性等)極其復雜,其溫度分布本身就很不均勻,在未能實現(xiàn)足夠精度的無損測溫及組織個體吸收功率的獨立閉環(huán)控制之前,難以做到大范圍組織均勻升溫。換言之,腫瘤組織要得到滿意的加熱,首先應當實現(xiàn)對腫瘤分區(qū)或分元(體積)進行加熱,即采用多輻射元輻射器進行加熱。目前的加熱技術與設備正朝此方向發(fā)展。這里我們可把腫瘤熱療設備的發(fā)展分為三個階段。七十年代以前熱療機實際上是傳統(tǒng)的理療加熱設備,無所謂加熱輻射器的熱場特性及測溫儀器等問題,而是單憑患者熱敏感來控制加熱功率大小進行治療;七十年代末開始發(fā)展了第二代腫瘤熱療機,加熱輻射器需在標準體模下測出加熱特性SAR分布圖形,這樣能以初步的量化方法來比較,于此同時又強調了熱療時準確測溫的重要性。八十年代出現(xiàn)了各種單點、多點無干擾測溫探頭及儀器。逐漸為熱療加熱技術的規(guī)范化和質量保證提供了基本條件。新一代腫瘤熱療機采用多元輻射源,即將多個輻射元安排于一個大輻射器內,試圖通過對各輻射元的功率及相位控制,來達到操作和調節(jié)加熱區(qū)SAR形狀和分布。如日本Katoi提出6電容元陣(6電容聚焦形)射頻輻射器,美國SigmaEYE環(huán)行排列射頻24元陣輻射器,法國的Jasmin三電容射頻輻射器等,以及美國90年代出現(xiàn)的新一代SONOTHERM超聲16元陣輻射器等,其中SONOTHERM是將輻射器的多元化與腫瘤體積的多元化一一對應,治療時可對腫瘤各體積元的溫度分別進行獨立閉環(huán)控制了,以力求最大可達15×15×18cm3腫瘤的均勻加熱。
腫瘤是否能得到滿意的加熱,需要由測溫技術來監(jiān)測和評價,因而說測溫技術是確定加熱技術是否滿意,從而決定療效好壞的另一個關鍵技術問題。無損測溫近年雖取得較大進展,如在96年第七屆國際腫瘤熱療會議(羅馬)上有的聲稱無損測溫方法(MR)已經開始進入商品階段,但就目前絕大多數(shù)臨床治療來看,可以預言數(shù)年內有損(侵入式)測溫仍是應用的主流,對于有損測溫的測溫干擾問題已進行了充分的研究,當使用電磁波加熱時,應盡量使用直徑較小的無干擾測溫探頭及多點測溫探頭,以保證熱療時測溫的準確性并盡可能多地取得受熱組織的溫度信息。
要達到滿意的熱療除選擇設計良好的熱療機輻射器外,從臨床熱物理的角度,治療前應要求某一等SAR(如50%)曲面包圍靶區(qū),而不在靶區(qū)外產生過熱點,測溫探頭布局,即數(shù)目、位置及探頭置入方向等,嚴格按QA規(guī)范執(zhí)行,作為過渡,目前已開發(fā)出根據(jù)靶區(qū)斷層圖與有限測量點的數(shù)據(jù)估算出靶區(qū)溫度分布圖的方法來監(jiān)測治療。如歐洲多中心Ⅲ 期臨床研究的結果,就是在統(tǒng)一嚴格的質量控制規(guī)范下進行加熱和測溫點(有損)的布局,并取得了顯著效果。
腫瘤加熱技術及熱療機的進一步發(fā)展將是熱療輻射器多元化與無損測溫多元化的結合,并能進行多體積元獨立自動的加熱控制,以力求達到腫瘤三維體的理想均勻加溫。
除加熱技術的改進外,另一個值得注意的動向是研究利用物理、化學、生物方法來改善受熱組織的狀態(tài),以利于獲得滿意的熱療。
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