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。
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℃。
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,摒弃了现行保肢技术截骨破坏关节结构的弊端;
2、微波由特别的导线导入肿瘤中心,使产生的高温由里及表传导,这样既可杀灭肿瘤细胞,且不破坏骨的延续性,对正常组织的损伤达到最小,同时微波天线置入的方式也减小了微波辐射对患者机体及医护人员的辐射损伤;
3、通过微波天线阵列辐射及天线阵列插入范围的调整,肿瘤表面温度可达50℃以上,中心温度可达108℃,从而保证了所有的肿瘤细胞都能被杀灭,同时利用微波的高温热传导效应及足够的作用时间,将肿瘤区域做扩大范围的热灭活,以保证能够获得足够的外科安全边界,减少术后局部复发的可能;
4、在充分分离的基础上,通过温控隔热及降温系统保证周围正常组织特别是重要的血管神经束不受高温损伤;
5、异体骨粒复合骨水泥能有效地修复微波灭活后的骨组织缺损,并提供坚固的生物力学支持,并最终获得有效的再血管化;
6、除热效应外,微波还有诱导抗肿瘤效应,这种效应可能由于T细胞或NK细胞介导的免疫反应所致。
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