Terapia hipertermią

Terapia hipertermią
Terapia hipertermią
	Kombinezon zakrywający całe ciało stosowany w terapii hipertermicznej.
ICD-10-PCS	6A3
ICD-9-CM	93,35 , 99,85
Siatka
Kod OPS-301	8–60
	[ edytuj na Wikidanych ]

Terapia hipertermią (lub hipertermią lub termoterapią) to rodzaj leczenia , w którym tkanka ciała jest wystawiana na działanie temperatur powyżej temperatury ciała , w zakresie 40–45 ° C (104–113 ° F). Hipertermia jest zwykle stosowana jako środek wspomagający radioterapię lub chemioterapię , na które działa uczulająco, w celu leczenia raka .

Hipertermia wykorzystuje wyższe temperatury niż diatermia i niższe temperatury niż ablacja . W połączeniu z radioterapią można ją nazwać termoradioterapią .

Definicja

Hipertermię definiuje się jako ponadnormalną temperaturę ciała. Nie ma zgody co do tego, jaka jest najbezpieczniejsza lub najskuteczniejsza temperatura docelowa dla całego ciała. Podczas leczenia temperatura ciała osiąga poziom między 39,5 a 40,5 ° C (103,1 a 104,9 ° F). Jednak inni badacze definiują hipertermię między 41,8–42 ° C (107,2–107,6 ° F) (Europa, USA) do prawie 43–44 ° C (109–111 ° F) (Japonia, Rosja).

typy

Pacjent przechodzi miejscową terapię hipertermią z powodu raka głowy i szyi.

Lokalna hipertermia ogrzewa bardzo mały obszar i jest typowo stosowana w przypadku raka w pobliżu lub na skórze lub w pobliżu naturalnych otworów w ciele (np. jamy ustnej). W niektórych przypadkach celem jest zabicie guza poprzez jego podgrzanie, bez uszkadzania czegokolwiek innego. Ciepło może być wytwarzane za pomocą mikrofal, fal radiowych, energii ultradźwiękowej lub hipertermii magnetycznej (znanej również jako hipertermia płynu magnetycznego)). W zależności od umiejscowienia guza ciepło może być stosowane na powierzchnię ciała (hipertermia powierzchowna) , wewnątrz prawidłowych jam ciała (hipertermia wewnątrz światła) lub głęboko w tkance za pomocą igieł lub sond (hipertermia śródmiąższowa) . Nie należy jej mylić z ablacją małych guzów, w której stosuje się wyższe temperatury (>55°C) w celu zabicia komórek nowotworowych.
Regionalna hipertermia ogrzewa większą część ciała, na przykład cały narząd lub kończynę. Zwykle celem jest osłabienie komórek nowotworowych, aby były bardziej narażone na śmierć przez promieniowanie i leki chemioterapeutyczne. Może to wykorzystywać te same techniki, co leczenie miejscowej hipertermii lub może polegać na perfuzji krwi . Podczas perfuzji krew pacjenta jest usuwana z organizmu, podgrzewana i zawracana do naczyń krwionośnych, które prowadzą bezpośrednio przez żądaną część ciała. Zwykle leki chemioterapeutyczne podaje się w tym samym czasie. Specjalistycznym rodzajem tego podejścia jest ciągła perfuzja otrzewnowa w hipertermii (CHPP), który jest stosowany w leczeniu trudnych nowotworów jamy otrzewnej (brzucha), w tym pierwotnego międzybłoniaka otrzewnej i raka żołądka. Gorące leki chemioterapeutyczne są pompowane bezpośrednio do jamy otrzewnej w celu zabicia komórek rakowych.
Hipertermia całego ciała ogrzewa całe ciało do temperatury około 39 do 43 ° C (102 do 109 ° F), przy czym niektórzy opowiadają się za jeszcze wyższymi temperaturami. Zwykle stosuje się go w leczeniu raka z przerzutami (raka, który rozprzestrzenia się do wielu części ciała). Techniki obejmują kopuły hipertermii na podczerwień, które obejmują całe ciało lub ciało z wyjątkiem głowy, umieszczanie pacjenta w bardzo gorącym pomieszczeniu / komorze lub owijanie pacjenta gorącymi, mokrymi kocami lub kombinezonem z rurką wodną.

Leczenie

Badania wykazały, że hipertermia jest w stanie uszkodzić i zabić komórki nowotworowe.

Terapia miejscową hipertermią jest dobrze ugruntowaną metodą leczenia raka, opartą na prostej podstawowej zasadzie: jeśli podwyższenie temperatury do 40°C (104°F) może być utrzymane przez jedną godzinę w obrębie guza nowotworowego, komórki nowotworowe zostaną zniszczone.

Harmonogram zabiegów różnił się w zależności od ośrodka badawczego. Po podgrzaniu komórki rozwijają odporność na ciepło, która utrzymuje się przez około trzy dni i zmniejsza prawdopodobieństwo, że umrą w wyniku bezpośredniego działania ciepła. Niektórzy sugerują nawet maksymalny schemat leczenia dwa razy w tygodniu. Japońscy naukowcy leczyli ludzi „cyklami” do czterech razy w tygodniu. Wrażliwość na promieniowanie można osiągnąć za pomocą hipertermii, a stosowanie ciepła przy każdym naświetlaniu może wpływać na harmonogram leczenia. Leczenie umiarkowanej hipertermii zwykle utrzymuje temperaturę przez około godzinę.

Klinika hipertermii St. George w Niemczech używa jej do zabijania bakterii boreliozy, które rozprzestrzeniają się po całym ciele. Całe ciało wraz z krwią jest podgrzewane przez około dwie godziny. ^{[ potrzebne źródło ]}

Przed pojawieniem się nowoczesnej terapii antyretrowirusowej pozaustrojową hipertermię całego ciała próbowano leczyć HIV / AIDS, z pewnymi pozytywnymi wynikami.

Niekorzystne skutki

Zewnętrzne zastosowanie ciepła może spowodować poparzenia powierzchni. Uszkodzenie tkanki narządu docelowego w przypadku leczenia miejscowego będzie się różnić w zależności od tego, jaka tkanka zostanie podgrzana (np. bezpośrednio leczony mózg może uszkodzić mózg, bezpośrednio leczona tkanka płuc może powodować problemy z płucami). Hipertermia całego ciała może powodować obrzęk, zakrzepy krwi i krwawienie. Może dojść do szoku systemowego, ale w dużym stopniu zależy to od różnicy metod jego osiągnięcia. Może również powodować toksyczność sercowo-naczyniową. Wszystkie techniki są często łączone z radioterapią lub chemioterapią, mieszając się w tym, jak bardzo toksyczność jest wynikiem tych zabiegów w porównaniu z osiągniętym wzrostem temperatury.

Technika

Źródła ciepła

Istnieje wiele technik dostarczania ciepła. Niektóre z najczęstszych obejmują użycie skupionych ultradźwięków (FUS lub HIFU ), źródeł RF , sauny na podczerwień , ogrzewania mikrofalowego , ogrzewania indukcyjnego , hipertermii magnetycznej , wlewu ogrzanych płynów lub bezpośredniego zastosowania ciepła, na przykład podczas siedzenia w gorącym pomieszczeniu lub owijania pacjenta gorącymi kocami.

Kontrolowanie temperatury

Jednym z wyzwań termoterapii jest dostarczenie odpowiedniej ilości ciepła do właściwej części ciała pacjenta. Aby ta technika była skuteczna, temperatury muszą być wystarczająco wysokie, a temperatury muszą być utrzymywane wystarczająco długo, aby uszkodzić lub zabić komórki rakowe. Jeśli jednak temperatury są zbyt wysokie lub utrzymywane są zbyt długo, mogą wystąpić poważne skutki uboczne, w tym śmierć. Im mniejsze miejsce jest ogrzewane i im krótszy czas zabiegu, tym mniejsze skutki uboczne. I odwrotnie, guz leczony zbyt wolno lub w zbyt niskiej temperaturze nie osiągnie celów terapeutycznych. Ludzkie ciało jest zbiorem tkanek o różnej pojemności cieplnej, połączonych dynamicznym układem krążenia ze zmiennym stosunkiem do powierzchni skóry lub płuc zaprojektowanych do odprowadzania energii cieplnej. Wszelkie metody wywoływania podwyższonej temperatury ciała są przeciwstawiane przez tzw mechanizmy termoregulacyjne organizmu . Ciało jako całość opiera się głównie na prostym promieniowaniu energii ze skóry do otaczającego powietrza (50% ciepła tracone w ten sposób), które jest wzmacniane przez konwekcję (przepływ krwi) i parowanie poprzez pot i oddychanie. Regionalne metody ogrzewania mogą być mniej lub bardziej trudne w zależności od relacji anatomicznych i składników tkankowych danej części ciała poddawanej zabiegowi. Mierzenie temperatury w różnych częściach ciała może być bardzo trudne, a temperatury mogą się różnić lokalnie, nawet w obrębie jednego obszaru ciała.

Aby zminimalizować uszkodzenia zdrowej tkanki i inne niekorzystne skutki, podejmuje się próby monitorowania temperatur. Celem jest utrzymanie lokalnych temperatur w tkance zawierającej nowotwór poniżej 44 ° C (111 ° F), aby uniknąć uszkodzenia otaczających tkanek. Temperatury te pochodzą z hodowli komórkowych i badań na zwierzętach. Organizm utrzymuje normalną temperaturę ludzkiego ciała , blisko 37,6 ° C (99,7 ° F). O ile sonda igłowa nie może zostać umieszczona z dokładnością w każdym miejscu guza nadającym się do pomiaru, istnieje nieodłączna techniczna trudność w tym, jak faktycznie osiągnąć to, co ośrodek leczenia określa jako „odpowiednią” dawkę termiczną. Ponieważ nie ma również zgody co do tego, które części ciała należy monitorować (powszechnymi miejscami pomiaru klinicznego są błony bębenkowe, jama ustna, skóra, odbyt, pęcherz moczowy, przełyk, sondy krwi, a nawet igły tkankowe). Klinicyści zalecają różne kombinacje tych pomiarów. Kwestie te komplikują możliwość porównywania różnych badań i określania, jaka dokładnie powinna być dawka termiczna dla guza i jaka dawka jest toksyczna dla jakich tkanek u ludzi. Klinicyści mogą być w stanie zastosować zaawansowane techniki obrazowania zamiast sond, aby monitorować obróbkę cieplną w czasie rzeczywistym; zmiany wywołane ciepłem tkanki są czasami dostrzegalne przy użyciu tych instrumentów do obrazowania.

Istnieje jeszcze jedna trudność nieodłącznie związana z urządzeniami dostarczającymi energię. Urządzenia regionalne mogą nie równomiernie ogrzać obszar docelowy, nawet bez uwzględnienia mechanizmów kompensacyjnych organizmu. Wiele obecnych badań koncentruje się na tym, jak można precyzyjnie pozycjonować urządzenia dostarczające ciepło (cewniki, aplikatory mikrofalowe i ultradźwiękowe itp.) za pomocą obrazowania ultradźwiękowego lub rezonansu magnetycznego , a także na opracowywaniu nowych rodzajów nanocząstek, które mogą bardziej równomiernie rozprowadzać ciepło w tkanka docelowa.

Wśród metod terapii hipertermicznej dobrze znana jest hipertermia magnetyczna jako ta, która wytwarza kontrolowane ciepło wewnątrz ciała. Dzięki zastosowaniu w tej metodzie płynu magnetycznego rozkład temperatury można kontrolować za pomocą prędkości, wielkości nanocząstek i ich rozmieszczenia w ciele. Materiały te pod wpływem zewnętrznego, zmiennego pola magnetycznego zamieniają energię elektromagnetyczną na energię cieplną i powodują wzrost temperatury.

Mechanizm

Hipertermia może bezpośrednio zabijać komórki, ale ważniejsze jest jej zastosowanie w połączeniu z innymi metodami leczenia raka. Hipertermia zwiększa przepływ krwi do ogrzanego obszaru, być może podwajając perfuzję w guzach, jednocześnie zwiększając perfuzję w normalnej tkance dziesięciokrotnie lub nawet więcej. Zwiększa to dostarczanie leków. Hipertermia zwiększa również dostarczanie tlenu do obszaru, co może zwiększać prawdopodobieństwo uszkodzenia i zabicia komórek przez promieniowanie, a także uniemożliwić komórkom naprawę uszkodzeń wywołanych podczas sesji naświetlania.

Komórki rakowe nie są z natury bardziej podatne na działanie ciepła. W porównaniu z in vitro normalne komórki i komórki nowotworowe wykazują takie same reakcje na ciepło. Jednak dezorganizacja naczyniowa guza litego skutkuje niekorzystnym mikrośrodowiskiem wewnątrz guza. W konsekwencji komórki nowotworowe są już obciążone niskim poziomem tlenu, wyższymi niż normalne stężeniami kwasu i niewystarczającymi składnikami odżywczymi, a zatem są znacznie mniej zdolne do tolerowania dodatkowego stresu cieplnego niż zdrowe komórki w normalnej tkance.

Łagodna hipertermia, która zapewnia temperaturę równą naturalnie wysokiej gorączce , może stymulować naturalne ataki immunologiczne na nowotwór. Jednak indukuje również naturalną reakcję fizjologiczną zwaną termotolerancją , która ma tendencję do ochrony leczonego guza.

Umiarkowana hipertermia, która ogrzewa komórki w zakresie od 40 do 42 ° C (104 do 108 ° F), bezpośrednio uszkadza komórki, oprócz uwrażliwienia komórek na promieniowanie i zwiększenia wielkości porów w celu poprawy dostarczania wielkocząsteczkowych środków chemioterapeutycznych i immunoterapeutycznych. (o masie cząsteczkowej większej niż 1000 daltonów ), takie jak przeciwciała monoklonalne i leki kapsułkowane w liposomach. Zwiększa się również wychwyt komórkowy niektórych leków małocząsteczkowych.

ablacji (bezpośredniego niszczenia) niektórych guzów stosuje się bardzo wysokie temperatury, powyżej 50 ° C (122 ° F) . Zwykle polega to na wprowadzeniu metalowej rurki bezpośrednio do guza i podgrzaniu końcówki, aż tkanka obok rurki zostanie zabita.

Historia

Stosowanie ciepła w leczeniu niektórych schorzeń, w tym ewentualnych nowotworów, ma długą historię. Starożytni Grecy, Rzymianie i Egipcjanie używali ciepła do leczenia mas piersi; obrzęku piersi w ramach samoopieki . Lekarze w starożytnych Indiach stosowali hipertermię regionalną i całego ciała jako leczenie.

W XIX wieku w niewielkiej liczbie przypadków odnotowano zmniejszenie się guza po wysokiej gorączce spowodowanej infekcją. Zazwyczaj raporty dokumentowały rzadką regresję mięsaka tkanek miękkich po różycy (ostra bakteryjna infekcja skóry paciorkowcami; inna postać infekcji przez „mięsożerne bakterie” ). Wysiłki mające na celu celowe odtworzenie tego efektu doprowadziły do opracowania toksyny Coleya . Utrzymująca się wysoka gorączka po indukcji choroby została uznana za kluczową dla powodzenia leczenia. To leczenie jest ogólnie uważane ^{[ przez kogo? ]} zarówno mniej skuteczne niż nowoczesne metody leczenia, jak i, gdy zawierają żywe bakterie, niewłaściwie niebezpieczne.

Mniej więcej w tym samym okresie Westermark zastosował miejscową hipertermię do wywołania regresji guza u pacjentów. Zachęcające wyniki odnotował również Warren, kiedy leczył pacjentów z zaawansowanym rakiem różnych typów za pomocą kombinacji ciepła wywołanego substancją pirogenną i terapii rentgenowskiej. Spośród 32 pacjentów 29 poprawiło się na okres od 1 do 6 miesięcy.

Odpowiednio kontrolowane badania kliniczne nad celowo wywołaną hipertermią rozpoczęły się w latach 70. XX wieku.

Przyszłe kierunki

Hipertermię można łączyć z terapią genową, zwłaszcza z użyciem promotora białka szoku cieplnego 70.

Terapię hipertermią komplikują dwa główne wyzwania technologiczne: możliwość osiągnięcia jednolitej temperatury w guzie oraz możliwość precyzyjnego monitorowania temperatury zarówno guza, jak i otaczającej tkanki. Oczekiwane są postępy w urządzeniach zapewniających równomierny poziom dokładnej ilości pożądanego ciepła oraz urządzenia do pomiaru całkowitej dawki odbieranego ciepła.

W miejscowo zaawansowanym gruczolakoraku środkowego i dolnego odcinka odbytnicy regionalna hipertermia dodana do chemioradioterapii dała dobre wyniki w zakresie częstości operacji oszczędzających zwieracze.

Hipertermia magnetyczna

Hipertermia magnetyczna to eksperymentalna metoda leczenia raka, oparta na fakcie, że nanocząsteczki magnetyczne mogą przekształcać energię elektromagnetyczną z zewnętrznego pola o wysokiej częstotliwości w ciepło. Wynika to z histerezy magnetycznej materiału, gdy jest on poddawany działaniu zmiennego pola magnetycznego. Obszar objęty pętlą histerezy reprezentuje straty, które są zwykle rozpraszane w postaci energii cieplnej. W wielu zastosowaniach przemysłowych ciepło to jest niepożądane, jednak stanowi podstawę obróbki za pomocą hipertermii magnetycznej. ^{[ potrzebne źródło ]}

W rezultacie, jeśli magnetyczne nanocząsteczki zostaną umieszczone wewnątrz guza, a cały pacjent zostanie umieszczony w zmiennym polu magnetycznym, temperatura guza wzrośnie. To podwyższenie temperatury może zwiększyć natlenienie guza oraz wrażliwość na promieniowanie i chemioterapię, miejmy nadzieję, że guzy się zmniejszą. To eksperymentalne leczenie raka zostało również zbadane pod kątem pomocy w innych dolegliwościach, takich jak infekcje bakteryjne. ^{[ potrzebne źródło ]}

Hipertermia magnetyczna jest definiowana przez współczynnik absorpcji swoistej (SAR) i jest zwykle wyrażana w watach na gram nanocząstek.

Zobacz też

Termoterapia mikrofalowa , wykorzystanie ogrzewania mikrofalowego do leczenia raka
Terapia fototermiczna , wykorzystanie promieniowania podczerwonego w leczeniu raka
Termoterapia , wykorzystanie ciepła do leczenia innych schorzeń
Toksyny Coleya , mieszanina bakterii używana do generowania gorączki jako alternatywnego leczenia raka
Maszyna Tronado , urządzenie, które wykorzystuje promieniowanie mikrofalowe do generowania hipertermii w przypadku raka (brak dowodów na korzyści)
Piroterapia , metoda leczenia infekcji poprzez podniesienie temperatury ciała

Linki zewnętrzne