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1、臨床應(yīng)用]微波熱療治癌儀原理簡(jiǎn)介作者:周華偉 龔德敬 等發(fā)布時(shí)間:2006-3-16 手術(shù)、放療、化療及免疫治療是常用的治療惡性腫瘤的四種方法,但仍有約1/3的患者由于腫瘤得不到有效控制而導(dǎo)致死亡。20世紀(jì)90年代以來(lái),又有了一種新的治療方法-熱療,可以將癌癥治愈率提高,已迅速成為癌癥治療的第五種方法。近年來(lái),在國(guó)內(nèi)興起的惡性腫瘤局部熱療與放療、化療聯(lián)合應(yīng)用對(duì)癌細(xì)胞具有協(xié)同殺傷效應(yīng),對(duì)人體副作用小,療效顯著,甚至對(duì)一些化療耐藥、放療抗拒的晚期癌癥患者也會(huì)出現(xiàn)一定的治療效果?! 〖訜嶂伟┑臋C(jī)理為:微波是分米波、厘米波、毫米波的總稱,其波長(zhǎng)范圍為0.1~100厘米。微波等各種輻射波都具有穿透
2、能力。癌細(xì)胞富含水分,微波等各種輻射波照射到癌組織后被吸收并轉(zhuǎn)化成熱能,當(dāng)癌腫區(qū)被加熱到41.5~43℃時(shí),即可抑制癌細(xì)胞核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的合成,導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。熱療時(shí),正常組織也受到不同程度的加熱,但因正常組織血液循環(huán)加速,使得組織內(nèi)熱量消散。而癌細(xì)胞本身的低氧張力使其pH值略低,而pH值低的細(xì)胞對(duì)熱敏感,因此癌細(xì)胞所在部位溫度升高,且其內(nèi)部血液循環(huán)相對(duì)較差,也使癌腫區(qū)局部溫度升高,最終導(dǎo)致癌細(xì)胞的凋零?! 岑熡卸喾N透熱方法,有射頻療法、激光療法、超聲波療法以及微波療法等。目前在我國(guó)使用較多的是微波療法?! ∥⒉岑熤伟﹥x的組成包括以下四部分:微波源、輻射器、
3、測(cè)溫及微機(jī)控制。微波源是微波熱療儀的關(guān)鍵部件。微波治療儀一般采用915MHz和2450MHz兩種頻率,波長(zhǎng)分別為32.78厘米和12.25厘米。工作頻率與透熱深度成反比,即工作頻率升高,加熱深度變淺。915MHZ的微波穿透深度可達(dá)5~7c。微波源的功率大小可根據(jù)腫瘤情況及加熱方式(體內(nèi)、體外)的不同而合理選擇,儀器功率范圍一般為10~40W。微波源有普通微波源和固態(tài)微波源兩種。普通微波源采用磁控管或金屬陶瓷三、四極管微波器件;固態(tài)微波源采用微波固態(tài)器件。為了適應(yīng)不同方式和加熱的需要,一臺(tái)儀器中往往采用多個(gè)微波源器件,即可分別使用,又可合成使用?! ≥椛淦鞯淖饔檬菍⑽⒉芗性谝欢ǚ秶鷥?nèi),而
4、且能有效地輻射到所需加熱區(qū),而對(duì)健康組織少升溫或不升溫。根據(jù)加熱方式的不同,有各種形狀的輻射器。體外加熱用的有圓形和方形;體內(nèi)加熱用的有桿形直腸輻射器、棒狀頸輻射器、尿道輻射器、食道輻射器、鼻腔輻射器等;而組織間加熱使用針狀輻射器;聚焦式加熱輻射器則將多個(gè)輻射器分布在一個(gè)圓周上,腫瘤位置置于圓周中心,即各個(gè)輻射器的焦點(diǎn)上,這樣可以集中加熱?! 【_定量加溫技術(shù)與測(cè)溫技術(shù)是微波熱療提高療效的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,精確的溫度控制系統(tǒng)是熱療實(shí)現(xiàn)的基本前提。有些設(shè)備采用了國(guó)際上公認(rèn)的高阻抗介質(zhì)導(dǎo)線熱敏電阻測(cè)溫探頭(如Bowman探頭等),成功地解決了電磁場(chǎng)環(huán)境下引線的自加熱效應(yīng)和次生電磁輻射產(chǎn)生的干擾問(wèn)題
5、,同時(shí)采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù),對(duì)溫度傳感器進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn),大大提高了測(cè)溫的準(zhǔn)確性和可靠性。測(cè)溫在任何方式的熱療中是必須的。目前臨床上是采用半導(dǎo)體熱敏電阻或熱電耦等測(cè)溫元件置于腫瘤中心,為有創(chuàng)的或少創(chuàng)的;為避免微波的干擾,測(cè)溫要采用間斷式的,即在測(cè)溫瞬間停止微波輸出。當(dāng)然,最好的方法是無(wú)損測(cè)量溫度和連續(xù)測(cè)量,目前無(wú)損測(cè)溫方法是研究的前沿課題,有的方案采用微波輻射測(cè)量技術(shù),有的方案采用CT或MRI斷層成像中腫瘤形狀的改變及組織密度的改變,從而找到與溫升之間的關(guān)系,有的采用輻射計(jì)、光纖測(cè)溫裝置等。 微波熱療儀都采用計(jì)算機(jī)控制,對(duì)加熱溫度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量控制。控制部分與微波源采取分離式,即微波源與治療床放
6、在屏蔽室內(nèi),以防止微波的泄漏對(duì)操作人員造成損害?! ∥⒉ㄊ欠肿由锕こ虒W(xué)的分支,其臨床應(yīng)用日趨廣泛,利用電磁波產(chǎn)生的生物效應(yīng)及其應(yīng)用是十分重要的研究課題?,F(xiàn)在,盡管國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者及相關(guān)機(jī)構(gòu)都在在上述課題上有很大的進(jìn)展,但是由于在儀器設(shè)備的技術(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化方面就相對(duì)比較欠缺一點(diǎn),對(duì)于微波熱療治癌儀的研制和開發(fā)上,臨床使用者與研制開發(fā)者相對(duì)有些脫節(jié),如何使微波在治療過(guò)程中最低限度的降低對(duì)患者的傷害上各有千秋。