Неинвазивная термометрия и методы моделирования в термальной терапии
Главным компонентом, необходимым для продолжения исследования гипертермии , является метод неинвазивного измерения температур. Несмотря на то, что инвазивные методы позволяют получить достаточно данных в пользу поддержки термальной дозиметрии, эти методы имеют некоторые ограничения.
Во-первых, получаемые результаты представляют собой малую линейную пробу, взятую от всего объема опухоли, и имеют место ошибки при взятии проб из-за неравномерного распределения температуры в трех проекциях.
Во-вторых, введение катетера в поверхностные опухоли обычно бывает несложным, но для глубоко расположенных опухолей оно более проблематично.
В-третьих, инвазивные методы не привлекательны для пациентов и довольно дороги из-за необходимого постоянного участия врача.
Кроме практических ограничений, которые имеют методы инвазивной термометрии (см. Создание средств термальной терапии ), бывают также ограничения, связанные с конструкцией и использованием гипертермического аппликатора, возникающие в результате ограничений инвазивной термометрии. В настоящее время разработаны довольно сложные приборы с большим количеством источников питания, которые позволяют в большей степени следить за затратами энергии. Примерами могут служить ультразвуковые и радиочастотные приборы (rf) с многочисленными элементами, обладающие способностью чередования фазы и амплитуды. Теоретически эти приборы могут применяться для значительного увеличения подачи энергии в опухоли с одновременным снижением затрат энергии в здоровых тканях. Однако ни один из этих приборов не применяется в полной мере из-за ограничений термометрических данных. Успешное применение неинвазивной термометрии обеспечит лучшее использование этих приборов, равно как и развитие высших гипертермических технологий. Такое улучшение технологий помогает установить оптимальные затраты энергии за реальное время в отношении таких факторов, как перфузия тканей и движения пациента.
В наиболее разработанном методе неинвазивной термометрии используется визуализация методами магнитного резонанса. Проведенные исследования с применением изображений с диффузионным весом показали доступность и точность данного метода в исследованиях на фантомах и in vivo. Более чувствительным методом является измерение магнитного резонанса по химическому сдвигу воды. Было доказано, что такой метод обеспечивает рассасывание опухоли при 0,5*С в 0,02 см3 элементов объемного изображения в нормальных и злокачественных тканях. Пример такого типа измерений у больной собаки с саркомой мягких тканей в области лапы показан на рис. 2(vv22) . Метод имеет некоторые ограничения. Он более чувствителен к движениям пациента внутри отверстия в магните, к стабильности системы и к возможным изменениям перфузии. В настоящее время исследуются способы исправления этого.
У обоих методов магнитного резонанса время воспроизведения изображений равно 20 секундам, и поэтому они позволяют следить за температурой в реальном времени. Такая возможность означает, что они могут быть использованы для контроля за фазой и амплитудой в многоэлементных гипертермических приборах в реальное время.
Другим ограничением применения технологии гипертермии является трудность решения, как установить прибор для подачи оптимальной энергии в опухоль. В настоящее время разрабатываются методы компьютерного моделирования затрат энергии для реальных пациентов, и доказана его клиническая доступность. После того как станут известны энергетические затраты, следующим шагом станет использование этих данных в сочетании с измерением перфузии, что позволит подсчитать распределение температур ( рис. 3(vv22) ). Данный метод является альтернативным по отношению к неинвазивной термометрии и может стать мощным средством для планирования предварительного лечения, особенно для современных более сложных многофакторных гипертермических приборов.
В целом достижения в области неинвазивной термометрии и моделирования процессов могут привести к лучшему использованию имеющейся в настоящее время технологии гипертермии, а также к развитию сложных и в то же время удобных для пользователя методов, которые способны менять подачу энергии в опухоль как в пространственном, так и во временном отношении.
