biomedic. inženýrství hypertermie
DESCRIPTION
Biomedic. inženýrství Hypertermie. Petr Michalec. Historie a vývoj. První informace o reakci nádorů na zvýšenou teplotu v Egyptě (3000 př.n.l.) a Indii (2000 př.n.l.) 1866 – W. Busch – první regrese nádoru 1912 – Muller – nádory citlivé na zvýšenou tep. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/1.jpg)
Petr MichalecPetr Michalec
Biomedic. Biomedic. inženýrstvíinženýrství
HypertermieHypertermie
![Page 2: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/2.jpg)
Historie a vývojHistorie a vývoj
První informace o reakci nádorů na zvýšenou První informace o reakci nádorů na zvýšenou teplotu v Egyptě teplotu v Egyptě (3000 př.n.l.)(3000 př.n.l.) a Indii a Indii (2000 př.n.l.)(2000 př.n.l.)
1866 – W. Busch – první regrese nádoru1866 – W. Busch – první regrese nádoru 1912 – Muller – nádory citlivé na zvýšenou 1912 – Muller – nádory citlivé na zvýšenou
tep.tep. 1935 – Warren – účinky uměle vyvolaného 1935 – Warren – účinky uměle vyvolaného
tepla na beznadějné onkologické případy tepla na beznadějné onkologické případy (32 (32 pacientů)pacientů)
Výrazný rozvoj v 70.letech 20.století, také Výrazný rozvoj v 70.letech 20.století, také díky pokroku v oblasti techniky, zejména díky pokroku v oblasti techniky, zejména elektronikyelektroniky
![Page 3: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/3.jpg)
Historie a vývojHistorie a vývoj
Intenzivní rozvoj v 90.letech Intenzivní rozvoj v 90.letech 20.století, kdy byly značně 20.století, kdy byly značně prohloubeny znalosti v oblasti prohloubeny znalosti v oblasti biologických účinků EM energiebiologických účinků EM energie 1975 – 1980 – vliv přehřátí na 1975 – 1980 – vliv přehřátí na
metabolismus nádorůmetabolismus nádorů
![Page 4: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/4.jpg)
Základní principZákladní princip Nádorové buňky jsou termosenzitivnější než Nádorové buňky jsou termosenzitivnější než
zdravá tkáňzdravá tkáň Ohřev nádorové tkáně nad teplotu vyšší než 42°COhřev nádorové tkáně nad teplotu vyšší než 42°C Zdravá tkáň odolává teplotě do 45°CZdravá tkáň odolává teplotě do 45°C Destruktivní účinky zvýšené teploty na buňkyDestruktivní účinky zvýšené teploty na buňky kombinace s radioterapií a chemoterapiíkombinace s radioterapií a chemoterapií Aplikace 1x týdněAplikace 1x týdně
Interakce elmag. pole a Interakce elmag. pole a tkánětkáně
EjjEjrotH )`(`)(
).1`(``` tgjj
Maxwellova rovnice:Maxwellova rovnice:
![Page 5: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/5.jpg)
PoužitíPoužití Recidiva nádoru ( po vyčerpání možnosti radioterapie)Recidiva nádoru ( po vyčerpání možnosti radioterapie) Nádory nad průměr 2 cmNádory nad průměr 2 cm Radioresistentní nádoryRadioresistentní nádory Předoperační zmenšení nádoruPředoperační zmenšení nádoru Dětská onkologieDětská onkologie
Návrhové frekvence aplikátorů a druh léčbyNávrhové frekvence aplikátorů a druh léčby
![Page 6: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/6.jpg)
Základní principZákladní princip
![Page 7: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/7.jpg)
Klasifikace termoterapieKlasifikace termoterapie
Lokální Lokální (42 až 45 °C)(42 až 45 °C) RegionálníRegionální (42 až 43 °C) (42 až 43 °C) CelotělováCelotělová (40 až 42 °C) (40 až 42 °C)
Podle rozsahu ohřevu a s tím související teplotou Podle rozsahu ohřevu a s tím související teplotou ohřevu biologické tkáně, dělíme termoterapii:ohřevu biologické tkáně, dělíme termoterapii:
![Page 8: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/8.jpg)
Vedlejší účinky Vedlejší účinky TermoterapieTermoterapie
Slabost Slabost BolestBolest ZvraceníZvracení Závratě Závratě Snížení počtu krvinekSnížení počtu krvinek Popáleniny,puchýřePopáleniny,puchýře Zhoršení ostatních nemocíZhoršení ostatních nemocí NeplodnostNeplodnost Nežádoucí zvýšené Nežádoucí zvýšené
vstřebávání lékůvstřebávání léků
![Page 9: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/9.jpg)
Termoterapeutická Termoterapeutická soupravasouprava
blokové schéma blokové schéma
zapojení soustavyzapojení soustavy
reálná soupravareálná souprava
![Page 10: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/10.jpg)
Termoterapeutická Termoterapeutická soupravasouprava
2
3
1
![Page 11: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/11.jpg)
Teplotní závislostTeplotní závislost
Závislost teploty na době ohřevu tkáněZávislost teploty na době ohřevu tkáně
![Page 12: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/12.jpg)
SARSAR(Specific Absorption Rate)(Specific Absorption Rate)
Udává míru expozice biologické tkáně elektromagnetickým Udává míru expozice biologické tkáně elektromagnetickým polem. Definována jako výkon absorbovaný v 1kg tkáně.polem. Definována jako výkon absorbovaný v 1kg tkáně.
Obtížně se měří, proto většinou měříme rozložení teploty Obtížně se měří, proto většinou měříme rozložení teploty nebo elektrické intenzitynebo elektrické intenzity
( ( WW – absorbovaná elektromagnetická energie, – absorbovaná elektromagnetická energie, tt – čas, – čas, mm – množství hmoty, – množství hmoty, PP – výkon elektromagnetické vlny šířící – výkon elektromagnetické vlny šířící se tkání, se tkání, VV – objem tkáně, – objem tkáně, RoRo – hustota tkáně) – hustota tkáně)
Vztahy platné Vztahy platné při zanedbání při zanedbání
teplotní teplotní vodivostivodivosti
![Page 13: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/13.jpg)
Soustava pro 3D měření Soustava pro 3D měření rozložení SARrozložení SAR
![Page 14: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/14.jpg)
AplikátoryAplikátoryVýhody: Výhody:
- nejmenší ztráty přenášené energie- nejmenší ztráty přenášené energie
- přenos největšího výkonu- přenos největšího výkonu
- široké přenášené pásmo- široké přenášené pásmo
- zcela potlačené vyzařování - zcela potlačené vyzařování elmag.energieelmag.energie
Požadavky na aplikátor :Požadavky na aplikátor :
- dobrá distribuce energie- dobrá distribuce energie
- impedančí přizpůsobení (vodní bolus)- impedančí přizpůsobení (vodní bolus)
- potlačení povrchových a rozptýlených - potlačení povrchových a rozptýlených vln vln
- minimální interference s - minimální interference s termometrickými prvkytermometrickými prvky
![Page 15: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/15.jpg)
Druhy aplikátorůDruhy aplikátorů vlnovodné aplikátoryvlnovodné aplikátory aplikátory tvořené úsekem aplikátory tvořené úsekem
vedenívedení kapacitní aplikátorykapacitní aplikátory induktivní aplikátoryinduktivní aplikátory
Dále typy dle použití:Dále typy dle použití: intrakavitární koaxiální intrakavitární koaxiální
aplikátoryaplikátory lokální aplikátorylokální aplikátory regionální aplikátoryregionální aplikátory
![Page 16: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/16.jpg)
Vlnovodný aplikátorVlnovodný aplikátor- specifikace- specifikace
Pro lokální léčbuPro lokální léčbu
teploty 42 – 45°C, teploty 42 – 45°C,
pracovní frekvence 434 pracovní frekvence 434 MHzMHz
průměr 15 cmprůměr 15 cm
hloubka vniku 3 cmhloubka vniku 3 cm
Typy tvarů aplikátorůTypy tvarů aplikátorů
![Page 17: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/17.jpg)
Vlnovodný aplikátorVlnovodný aplikátor- technické provedení- technické provedení
![Page 18: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/18.jpg)
Vlnovodný aplikátorVlnovodný aplikátor- distribuce SAR v tkáni- distribuce SAR v tkáni
![Page 19: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/19.jpg)
Vlnovodný aplikátorVlnovodný aplikátor- - distribuce SAR snímaný distribuce SAR snímaný
termokameroutermokamerou
Vstupní výkon aplikátoru byl 150 W po dobu 2 minut.Vstupní výkon aplikátoru byl 150 W po dobu 2 minut.
TermokameraFLIR P25TermokameraFLIR P25
![Page 20: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/20.jpg)
Mikropáskový aplikátorMikropáskový aplikátor
![Page 21: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/21.jpg)
Mikropáskový aplikátorMikropáskový aplikátor
Rozložení SAR v dvou různých hloubkách tkáněRozložení SAR v dvou různých hloubkách tkáně
Pohled v rovině XZ Pohled v rovině XZ na hloubku vniku.na hloubku vniku.
![Page 22: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/22.jpg)
Intrakavitální koaxiální Intrakavitální koaxiální aplikátoraplikátor
Vhodné pro střední a vyšší kmitočty (od Vhodné pro střední a vyšší kmitočty (od 434 MHz)434 MHz)
![Page 23: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/23.jpg)
Skupiny aplikátorůSkupiny aplikátorů
Regionální léčbaRegionální léčba kolem 42°Ckolem 42°C delší doba ohřevudelší doba ohřevu složitější výpočtysložitější výpočty
![Page 24: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/24.jpg)
Skupiny aplikátorůSkupiny aplikátorů
Celotělová léčbaCelotělová léčba do 40°Cdo 40°C rakovina s rakovina s
metastázamimetastázami nejnáročnější z nejnáročnější z
hlediska přípravy, hlediska přípravy, průběhu a průběhu a vyhodnocenívyhodnocení
výzkum možného výzkum možného použití pro léčbu použití pro léčbu AIDSAIDS
-Vlhká atmosféra zabraňující pocení a ztrátě energie
- Potřebnou teplotu dosáhneme během 60-90min.
- Nevhodné pro lidi s kovovými implantáty nebo kardiostimulátory
![Page 25: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/25.jpg)
Klinické výsledkyKlinické výsledkyVýsledky radiotermoterapie dosažené hypertermickou skupinou Výsledky radiotermoterapie dosažené hypertermickou skupinou
Ústavu radiační onkologie v Praze Ústavu radiační onkologie v Praze v letech 1985 – 1990.v letech 1985 – 1990.
Úplná odezva (CR)Úplná odezva (CR) 33 33 pacientůpacientů 52,4 %52,4 %
Částečná odezva Částečná odezva (PR)(PR)
20 20 pacientůpacientů 31,7 %31,7 %
Bez odezvy (NR)Bez odezvy (NR) 10 10 pacientůpacientů 15,9 %15,9 %
![Page 26: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/26.jpg)
Klinické výsledkyKlinické výsledkySrovnání klinických výsledků léčby nádorového Srovnání klinických výsledků léčby nádorového
onemocnění radioterapií a radiotermoterapií u onemocnění radioterapií a radiotermoterapií u skupiny radiorezistentních typů nádorů.skupiny radiorezistentních typů nádorů.StudieStudie Počet Počet
pacientůpacientůÚspěšná léčbaÚspěšná léčba
RadioterapieRadioterapie RadiotermoterRadiotermoterapieapie
ArcangeliArcangeli 163163 38 %38 % 74 %74 %
OvergaardOvergaard 6262 34 %34 % 67 %67 %
KimKim 159159 33 %33 % 80 %80 %
KochegaroKochegarovv
161161 16 %16 % 63 %63 %
LindholmLindholm 7272 29 %29 % 39 %39 %
LiLi 124124 29 %29 % 54 %54 %
SeversonSeverson 7575 23 %23 % 61 %61 %
![Page 27: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/27.jpg)
Další snímky Další snímky nejsou určeny pro nejsou určeny pro
slabé povahy!!!slabé povahy!!!
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
![Page 28: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/28.jpg)
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
Stav před zahájením léčbyStav před zahájením léčby
![Page 29: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/29.jpg)
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
Stav na konci léčbyStav na konci léčby
![Page 30: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/30.jpg)
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
Stav 2 měsíce po skončení léčbyStav 2 měsíce po skončení léčby
![Page 31: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/31.jpg)
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
![Page 32: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/32.jpg)
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
Stav před zahájením léčbyStav před zahájením léčby
![Page 33: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/33.jpg)
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
Stav na konci léčbyStav na konci léčby
![Page 34: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/34.jpg)
Příklad léčby pacientaPříklad léčby pacienta
Stav 2 měsíce po skončení léčbyStav 2 měsíce po skončení léčby
![Page 35: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: Biomedic. inženýrství Hypertermie](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56814670550346895db395c3/html5/thumbnails/40.jpg)
LiteraturaLiteratura Vrba, J. : Vrba, J. : Lékařské aplikace mikrovlnné technikyLékařské aplikace mikrovlnné techniky. .
Vydavatelství ČVUT, Praha 2003.Vydavatelství ČVUT, Praha 2003. Vrba, J. : Vrba, J. : Úvod do mikrovlnné technikyÚvod do mikrovlnné techniky. .
Vydavatelství ČVUT, Praha 2003.Vydavatelství ČVUT, Praha 2003. Dřížďal, T. : Dřížďal, T. : Návod na návrh vlnovodného aplikátoru pro Návod na návrh vlnovodného aplikátoru pro
lokální termoterapii v CST MW Studiulokální termoterapii v CST MW Studiu. . Semestrální práce, Praha 2005.Semestrální práce, Praha 2005.
Vrba, J.Vrba, J.; ; Lapeš, M. (1995): Lapeš, M. (1995): Mikrovlnné aplikátory pro Mikrovlnné aplikátory pro lékařské účelylékařské účely. Vydavatelství ČVUT, Praha.. Vydavatelství ČVUT, Praha.
http://www.rfprop.com/For_students/mit/mit.htmhttp://www.rfprop.com/For_students/mit/mit.htm http://www.pamf.org/radonc/http://www.pamf.org/radonc/ http://www.bsdmc.com/index.htmlhttp://www.bsdmc.com/index.html http://http://hyperthermiahyperthermia..mcmc..dukeduke..eduedu/index./index.htmhtm