韦兴: 微波治疗骨肿瘤原理

2010-03-08 文章来源:骨科在线 点击量:1759   我要说

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微波及其热效应:
    通常称频率在300-300 ,000MHZ ,波长1mm- 1m 的高频电磁波为微波,其频率介于高频波与激光之间,它的发热原理与其它电磁波不同,激光与高频波其能量由组织表面给予,称为外部加热法,而微波由于每个光子能量在10-3ev以下,不能产生电离作用。它具有某些类似光学性质的作用,其波形可被适当形状的无线聚集,使能量集中,便于进行局部加热,它以生物体内本身作为热源, 人体组织内大部分是由水和蛋白质等极性分子组成,在微波电场力矩的作用下,极性分子沿着微波电场的方向进行有序排列的取向运动,并随着高频电场的交变而来回转动,在转动的过程中与相邻的分子产生类似摩擦、碰撞而生成热量,从而产生不导电的热,是一种内部加热法,且热不散发,热效应好, 均衡性、热稳定性好。骨组织不同于含高水份的脂肪和内脏器官,它含水份较低,它的微波加热系物体内外同时发生,不需传热过程,加热升温快,停止后降温亦快。在微波辐射场内组织损伤是均匀性的。解放军304医院骨科韦兴
微波热效应治疗的常用方法:
1、微波局部透热疗法 要求控制温度42-45 ℃左右。
2、微波组织凝固则是微波疗法的新进展,利用微波天线把能量集中在一个小区域,使组织凝固,并产生免疫效应,控制温度在65-100 ℃。
恶性肿瘤及正常组织对微波热敏感性的差异:
许多学者就正常组织与恶性肿瘤细胞对微波热的敏感性作了研究,认为恶性肿瘤组织对热的敏感性高于正常。激光光谱分析证明,肿瘤细胞与正常细胞相比对微波的吸收不同,因为肿瘤组织中含水量高,可吸收较多的微波能,使肿瘤细胞对微波辐射更敏感。还有人认为不同的细胞对不同频率的微波吸收不同,能被肿瘤细胞吸收的频率正常细胞却不吸收。Gerweck 和hahn 指出恶性肿瘤组织pH 下降,细胞环境中营养缺乏等因素是增强热所致细胞毒性的物质基础,它急剧变化肿瘤的pH 值,减少组织的营养供给,与正常组织相比能诱导原位癌对热选择性的敏感性。局部高温还可影响肿瘤的氧合作用,加温至43 ℃时肿瘤氧合量明显减少,升温至45 ℃时氧合急剧下降,此外Eddy 发现肿瘤血管不同于正常组织。一般来讲,肿瘤血管弯曲不规则,血流缓慢,血流量低而且单个肿瘤内各部位血流不一致,周围部分较中央部分多,在对实质性肿瘤微波加热治疗中发现,由于肿瘤组织通过血管扩张,散热的能力下降,组织内产生热积蓄,局部温度明显升高。肿瘤血管脆性较大,易被高温作用而损伤,局部加热至42 - 43 ℃时肿瘤血管明显充血,重度扩张,并可见到不可逆的血管损伤,血流淤滞外渗微血管栓塞。当加热至45 ℃时可引起微循环完全闭塞,血栓形成,严重酸中毒使肿瘤组织坏死而对正常组织影响极小。恶性肿瘤来源于正常组织又不同于正常组织,利用恶性肿瘤不同于正常组织的热敏感性,选择一合适的温度值,在此温度下恶性肿瘤细胞可以彻底杀死而正常组织可以幸存,这样就为高温热疗恶性骨肿瘤提供了一个确实存在的温度基础,在此温度下,恶性骨肿瘤可彻底杀死而正常骨组织得以幸存。其方法是将恶性骨肿瘤与正常组织在原位彻底分离,然后采用循环水系统对包括血管神经束和关节内结构的正常组织进行降温,使瘤中心温度保持在65 - 100 ℃,而正常组织在39 ℃以下,恶性骨肿瘤与正常骨组织交界处温度在50 ℃左右,因在50 ℃作用下恶性骨肿瘤可彻底杀死,但抗原性保存完好,正常骨组织的骨诱导活性也保存完好。一方面残留的灭活瘤组织可作为瘤苗刺激机体产生免疫力;另一方面幸存的骨诱导活性又可加速骨的修复。此法由于在体灭活保持了骨的连续性,保肢率高,术后恢复快。
骨肿瘤原位灭活的可行性:
1、恶性骨肿瘤可以在原位完全分离,由于其周围被覆肌肉、神经、血管,通过熟练的外科技术就可以将恶性原发性骨肿瘤彻底游离;
2、便于在体热疗,只要采取适当的措施,就可使肿瘤在体彻底灭活,正常组织完整保存;
3、骨细胞再生能力强,爬行替代快。
微波天线阵列诱导高温原位灭活技术治疗恶性骨肿瘤:
基本思路及过程:该方法是通过精细的手术解剖, 将瘤段骨与周围正常组织分离, 瘤体表面留一薄层正常组织, 以满足肿瘤手术特有的要求。用微波天线将微波能量安全地导入瘤段骨中,并通过天线的阵列排布使微波能量直接、均匀地分布在肿瘤瘤体内, 特制的温度控制系统既保证肿瘤灭活所需高温, 又保证周围正常组织置于温控之下, 关节内外应用特制循环降温系统, 并辅以冷无菌生理盐水冲洗降温, 保证关节及关节周围正常组织不受高温影响。 微波灭活后, 对于缺损的骨组织, 再用同种异体骨粒复合骨水泥进行有效的修复, 经仪器观察发现, 6~ 12 个月灭活骨的再生血管化现象接近完成。
优点:(1)只做肿瘤的原位分离(包括重要的血管神经束和未被侵犯的肌肉),完整地保留了骨与关节结构的稳定性与连续性,最大限度地保存了肢体和关节的功能,摒弃了现

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