Дипломна робота на здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня «спеціаліст» зі спеціальності



Сторінка4/35
Дата конвертації23.10.2016
Розмір5,07 Mb.
ТипДиплом
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35



В минулому такі дисперсії використовувались для досліджень ультразвукової візуалізації, було успішно створено антропоморфний фантом молочної залози, котрий містив розсіювачі середнього розміру для УЗД. Для застосування в УЗД, матеріал розроблювався із акцентом на імітацію акустичних імпедансів тканин людини. Проте, ті самі матеріали можуть бути використані для імітації діелектричних властивостей тканин людини для проведення НВЧ-діагностики або терапії.

    1. Радіочастотна гіпертермія

Електромагнітне опромінення (ЕМО) в радіочастотному діапазоні широко використовують для індукції гіпертермії в злоякісних пухлинах людини як метод протипухлинної неад’ювантної терапії. Нагрівання пухлин до 38–42°С супроводжується збільшенням кровотоку та оксигенації в пухлині. Проте використання ЕМО в якості монотерапії хворих на рак стравоходу, молочної залози, ободової і прямої кишки дало негативні результати. Тому використання радіочастот в якості монофактора при протипухлинній терапії не набуло широкого поширення в онкологічній клініці, за винятком методу радіочастотної абляції (вапоризації) злоякісних пухлин. Один з напрямків гіпертермії, відомий як індуктотермія (ІТ) (магнітотермія), використовує не тільки електричну, а й магнітну компоненту електромагнітних полів (ЕМП) для локалізації та концентрації тепла в патологічній ділянці або активації імплантованої в пухлину сусцепторної речовини. Магнітна складова ЕМП, на відміну від електричної, істотно не модифікується в тілі пацієнта на відстані майже 10 см і не ініціює перегрів шкіри і жирової тканини в організмі. Первинні механізми взаємодії магнітного поля з біологічними тканинами пояснюються переважно виникненням замкнутих індукційних струмів, які ще називаються вихровими струмами, або струмами Фуко, а так само виникненням циклотронних і парамагнітних ефектів в опромінених тканинах.



Ефекти впливу радіочастот проявляються на всіх рівнях організації організму. Ефекти, що ініціюються ЕМП радіочастот у злоякісних пухлинах, умовно поділені на фізико-хімічні, біологічні та фізіологічні. Фізико-хімічні ефекти умовно ділять на теплові та нетеплові:

  • нетеплові: поляризація і деполяризація біологічних структур, зміна спіну електрона, зміна швидкості транспорту молекул, самодифузія, швидкості хімічних реакцій, зміни дисперсії температури в просторі і часі, тунелювання електронів, зміна ступеня гідратації або в загальному випадку сольватації, зміна кінетики вільнорадикальних і ферментативних реакцій, розрив водневих зв'язків, зміна структурно-динамічних властивостей води;

  • теплові: нагрівання (37-100°С) має цитотоксичну дію на клітинні компоненти, зміну клітинного гомеостазу, зміну кінетики ферментативних та вільнорадикальних реакцій, збільшення накопичення ліків в клітинах, зміни радіочутливості і хіміорезистентності клітин, коагуляція білка, абляція і випаровування тканин.

  • Біологічні та фізіологічні ефекти: збудження нервових і м'язових тканин; зміна метаболізму пухлини; індукція апоптозу і некрозу пухлинних клітин; зміна клітинного циклу пухлинних клітин; індукція синтезу білків теплового шоку; зміна імуногенності пухлинних клітин; посилення кровотоку в пухлині; збільшення насичення пухлини киснем; судинний стаз.

Тепловий ефект нагрівання тканин обумовлений дією струмів провідності і зміщення, коли фізіологічні механізми тепловіддачі не компенсують теплопродукцію організму. Помітне (більш ніж на 0,1°С) підвищення температури тканин відбувається, коли додаткові навантаження під дією ЕМП перевершують метаболічну продукцію тепла не менше ніж на 70%. Внаслідок зниженого (особливо в гіпоксичних зонах) об'ємного кровотоку пухлини можуть перегріватися принаймні на 1-2°С більше, ніж навколишні нормальні тканини; при цьому посилюється їх теплове ушкодження і сенсибілізуючий ефект при хіміо- та радіотерапії. При температурах 38-43°С відбуваються зміни клітинного гомеостазу, кінетики ферментативних та вільнорадикальних реакцій, а при температурах понад 50°С виникає коагуляція білка. Цей ефект використовується при оперативних втручаннях для абляції (вапоризації) злоякісних новоутворень. Однак, при температурах вище 41°С може ініціюватися синтез білків теплового шоку і істотно зростає ймовірність формування термотолерантності і терморезистентності на клітинному і тканиному рівнях організації, різко підвищується токсичний вплив великої кількості загиблих клітин на організм в цілому, що на тлі різкого погіршення загального самопочуття пацієнта істотно знижує протипухлинну ефективність препаратів. Фактор нагріву пухлин до 42-50°С може призводити до прямої цитотоксичної дії на ряд клітинних структур, зміни клітинного гомеостазу або до збільшення накопичення ліків в клітинах, але також супроводжується негативними факторами: збільшення локальної токсичності та ряд побічних ефектів внаслідок обмеженої переносимості пацієнтом сеансу ГТ. При використанні помірної фізіологічної ГТ (38,5-40°С) таких негативних ефектів не спостерігається. У клінічній практиці використання гіпертермії більше 41°С обмежено.

Залежно від розмірів області дії радіочастотного випромінювання, що створюється за допомогою гіпертермічної установки, їх можна розділити на установки для загальної, регіональної або локальної гіпертермії. Залежно від частоти впливу електромагнітного поля, гіпертермічні установки ділять на апарати для прогріву поверхневих пухлин (верхня межа розглянутого радіочастотного діапазону) і глибоко розташованих пухлин (нижня межа розглянутого радіочастотного діапазону). Розроблено установки, які за допомогою набору аплікаторів різного розміру і способу реалізації можуть бути застосовані для цілей загальної, регіональної та локальної гіпертермії.

В даний час метод гіпертермії використовується більш ніж в 150 клініках 30 країн світу і офіційно визнаний органами охорони здоров'я та страховими компаніями Японії, США, Німеччини, Голландії, Італії, України, Республіки Білорусь. В основному використовуються гіпертермічні установки, що працюють в НВЧ-діапазоні електромагнітних хвиль, які дозволяють нагрівати тільки поверхневі пухлини: «Яхта-3», «Яхта-4», «Аден-Ч» (Росія), «ALBA» (Італія), «BSD-500» (США), «HTS-100» (Японія), «Hyclar II» (Франція) та ін. Для гіпертермії глибоко розташованих пухлин загальновизнаними є установки: «Thermotron RF-8» (Японія) і «BSD-2000» (США).

На сьогоднішній день проблеми гіпертермії злоякісних пухлин в медичній інженерії переважно зводяться до розробок фокусування зовнішньої енергії, зокрема електромагнітної, в патологічному вогнищі. Як наслідок виникають технічні завдання оцінки поглиненої енергії пухлиною і навколишніми тканинами, кінетики температури в пухлині, завдання планування опромінення з використанням медичних зображень, розробка нових антен – випромінювачів, математичного моделювання зазначених проблем. При розгляді завдань фокусування електромагнітної енергії в пухлині на сьогоднішній день велика увага приділяється багатопільному опроміненні.

Однак, фокусування зовнішньої енергії в пухлині, аж ніяк не означає її рівномірність. У літературних джерелах відсутня інформація про вплив неоднорідності поля на результати лікування, особливо при помірних впливах, коли зовнішній фізичний фактор є лише сенсибілізуючим, синергетичним фактором при застосуванні хіміо- або променевої терапії. Літературні дані дозволяють лише стверджувати, в більшій частині по клінічному досвіду, ніж експериментальному, що ведеться пошук найбільш оптимальних методик променевої терапії, які передбачають розподіл енергії зовнішнього впливу (іонізуючого або/та неіонізуючого) у просторі та часі. Звичайно, більшою мірою публікуються результати, що мають позитивні ефекти терапії, але вони служать хорошою практичною підмогою для припущення, що просторово розподілена (просторово неоднорідна) дія зовнішнього фізичного фактора на пухлину дає сенсибілізуючий пухлинний процес на тлі використання іншого цитотоксичного агенту, або безпосередньо пригнічує пухлинну активність.

Процес передачі радіохвиль від випромінювача ЕМП в організм людини характеризується, як правило, нерівномірним розподілом ЕМП. Навколо випромінювача ЕМП прийнято розмежовувати дві зони: ближню – несформованої хвилі і дальню – сформованої хвилі. Природно, локальне опромінення високочастотними (ВЧ) або дуже високочастотними (ДВЧ) радіохвилями неглибоко (менше 3 см) розташованих злоякісних пухлин, наприклад меланоми шкіри або молочної залози, відбувається не в зоні несформованій хвилі, а в зоні тотального опромінення опиняється весь організм хворого.

Наведені роботи акцентують увагу на тимчасовій неоднорідності ЕМП – хаотичних в часі сигналів. Список подібних робіт істотно додають вітчизняні розробки (радянського і пострадянського простору). Однак, на сьогоднішній день подібні, широкосмугові, пристрої знайшли широке застосування в фізіотерапії. В онкологічній практиці, як більш консервативної галузі медичних знань, застосування хаотичних в часі сигналів – пілотні експериментальні роботи; хоча в наведених вище відомих пристроях вже використовуються різного роду модуляції сигналів, що можна вважати деяким граничним випадком хаотичності.

В останні роки у зв'язку з активною розробкою медичних нанотехнологій електромагнітне поле радіочастотного діапазону використовують для цільової доставки феромагнітних наночастинок оксиду заліза ( Fe3О4 або γ-Fe2О3 ) в магнітних рідинах або аерозолях з подальшою тепловою активацією від 40°С і до >60°С в пухлині. Для підвищення ефективності хіміопрепаратів , як складову нанобіополімерного комплексу, використовують радіочастотну гіпертермію також для локального нагріву пухлини до 41-45°С для термопорушення ліпосом і вивільнення протипухлинних препаратів, що містяться в них, безпосередньо в пухлину.



    1. Каталог: wp-content -> uploads -> 2015
      2015 -> Правила прийому до аспірантури державної наукової установи «Науково-практичний центр профілактичної та клінічної медицини»
      2015 -> Положення про аспірантуру Миколаївського національного університету імені В. О. Сухомлинського Загальна частина
      2015 -> Анотаці я Історія України
      2015 -> Кримінальний процес україни
      2015 -> Львівський національний університет імені івана франка кафедра історії філософії «затверджую»
      2015 -> Організація та порядок проведення “Дня цз” в навчальному закладі. Методика підготовки до Дня цз у загальноосвітніх навчальних закладах таке завдання виконується під час вивчення курсу «Основи життя І здоров’я учнів»
      2015 -> Методичні вказівки до виконання та захисту дипломних робіт освітньо-кваліфікаційного рівня «Магістр» Київ 2013
      2015 -> О. К. Юдін, директор Інституту комп’ютерних інформаційних технологій, д-р техн наук, професор


      Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка