Η Υπερθερμία αποτελεί μια μέθοδο για τη θεραπεία του καρκίνου η χρήση της οποίας έχει αναφερθεί
εδώ και χιλιάδες χρόνια. Κλινικά η υπερθερμία ορίζεται ως η ανύψωση της θερμοκρασίας τοπικά σε
εύρος 42◦C ως 45◦C, σε μια περιοχή της νόσου ενώ ταυτόχρονα οι υγιείς ιστοί διατηρούνται κάτω
από τις κρίσιμες θερμοκρασίες. Έτσι ο περιβάλλοντα υγιή ιστός προστατεύεται από μη αναστρέψιμες
βλάβες.
Η υπερθερμία έχει προκαλέσει μεγάλη προσοχή ,καθώς είναι μια μη επεμβατική θεραπευτική τεχνική
που έχει αποδειχθεί αρκετά αποτελεσματική στην κλινική θεραπεία. Ωστόσο, το θέμα της παρακολούθησης της θερμοκρασίας καταστέλλει την ανάπτυξή του.
Η μαγνητική τομογραφία είναι μία από τις υπό διερεύνηση μεθόδους για τη μη επεμβατική θερμομέτρηση (MRI). Οι χρόνοι μαγνητικής αποκατάστασης εξαρτώνται από την θερμοκρασία και μπορούν
να ληφθούν υπόψιν για τις θερμομετρικές παραμέτρους της εικόνας.
Σε σύγκριση με τις επεμβατικές διαδικασίες, οι τεχνικές χαρτογράφησης θερμοκρασίας που βασίζονται σε μαγνητική τομογραφία είναι ασφαλείς και έχουν χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση μεταβολών
θερμοκρασίας σε πολλές εφαρμογές.
Η μαγνητική τομογραφία (MRI) είναι μια ευέλικτη και ισχυρή τεχνική ιατρικής απεικόνισης που χρησιμοποιείτε ευρέως στην κλινική πράξη. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της μαγνητικής τομογραφίας
σε σχέση με άλλες μεθόδους απεικόνισης, εκτός από το ότι χρησιμοποιεί μη ιονίζουσα ακτινοβολία,
είναι ότι μπορεί να παράγει εικόνες υψηλής αντίθεσης μαλακών ιστών με βάση τα εγγενή χαρακτηριστικά των ιστών. Τρεις συνήθεις μέθοδοι σκιαγραφικής αντίθεσης που χρησιμοποιούνται σε κλινικές
εφαρμογές είναι η αντίθεση με έμφαση στην πυκνότητα πρωτονίων, η αντίθεση με έμφαση στην
παράμετρο T1 και η αντίθεση με έμφαση στην παράμετρο T2.
Κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας, κάνοντας χρήση κεραίας διαθερμίας μικροκυμάτων,
δημιουργήσαμε καταστάσεις υπερθερμίας σε τέσσερα δείγματα, εκ των οποίων τα τρία (3) από αυτά
ήταν διαλύματα Χλωριούχου Νατρίου (N aCl) που προσομοίαζαν ιστούς, ενώ το τελευταίο αποτελούσε
καλλιέργεια καρκινικών κυττάρων μελανώματος. Με τη χρήση ενός συστήματος MRI απεικονίσαμε
και συσχετίσαμε τα αποτελέσματα της υπερθερμίας που προκλήθηκαν.
Ο σκοπός αυτής της εργασίας ήταν διττός. Αρχικός στόχος ήταν η μέτρηση και ποσοτικοποίηση
της παραμέτρου T2 συναρτήσει της θερμοκρασίας σε καταστάσεις ήπιας υπερθερμίας, με σκοπό τον
έλεγχο του δείκτη T2 σαν μέσο μέτρησης μεταβολών της θερμοκρασίας, κατά τη διάρκεια μίας διαδικασίας υπερθερμίας. Η μέτρηση του δείκτη T2 πραγματοποιήθηκε για τέσσερα διαφορετικά δείγματα
εκ των οποίων τα πρώτα τρία είχαν ηλεκτρικές ιδιότητες -και πιο συγκεκριμένα αγωγιμότητα- που
προσομοίαζαν διάφορους ιστούς σε θερμοκρασία 37◦C. Το πρώτο διάλυμα είχε αγωγιμότητα η οποία
προσομοίαζε το λίπος, το δεύτερο προσομοίαζε φαιά ουσία εγκεφάλου και το τρίτο εγκεφαλονωτιαίο
υγρό. Το τέταρτο διάλυμα αποτελούσε καλλιέργεια καρκινικών κυττάρων μελανώματος.
Σε δεύτερο χρόνο, μετρήθηκε η αγωγιμότητα των τεσσάρων διαλυμάτων σε εύρος θερμοκρασιών
από 20 έως 40 βαθμούς Κελσίου, με σκοπό την ποσοτικοποίηση της αγωγιμότητας C συναρτήσει της
θερμοκρασίας T καθώς και τη μελέτη συμπεριφοράς της αγωγιμότητας χρησιμοποιώντας διαφορετικές
τεχνικές θέρμανσης (επαφή και διαθερμία μικροκυμάτων).
(EL)
Hyperthermia is a cancer treatment method that has been used for thousands of years. Hyperthermia is defined as the delivery of a desired and controlled form of heat to a disease site while
protecting the surrounding healthy tissue from irreversible damage.
As cancer treatment, hyperthermia has sparked a lot of attention. In hyperthermia treatments,
tumors are selectively heated to temperatures exceeding 40◦C, while healthy tissues are maintained
below critical temperatures. Hyperthermia is a non-invasive therapeutic option that has been shown
to be quite effective in clinical treatment. However, the issue of temperature monitoring stifles its
growth.
Magnetic resonance imaging is one of the methods under investigation for noninvasive thermometry (MRI). Thermometric image parameters based upon magnetic resonance relaxation times,
are taken into account. Relaxation times are temperature dependent. In comparison to invasive
procedures, MRI-based temperature mapping techniques are safe and have been used to detect temperature changes in a number of applications.
Magnetic resonance imaging (MRI) is a versatile and powerful medical imaging technique that has
been widely used in clinical practice. A major advantage of MRI over other imaging modalities,
aside from its nonionizing radiation nature, is that it may produce superior and versatile soft tissue contrasts based on the intrinsic features of tissues. Three common contrast methods utilized in
clinical applications are proton density–weighted contrast, T1−weighted contrast, and T2−weighted
contrast.
During the experimental process we created hyperthermia states in four samples using microwave
diathermy antenna. With the use of an MRI system we visualized and correlated the effects of
hyperthermia.
The purpose of this work was twofold. The initial goal was to measure and quantify the T2 parameter as a function of temperature in mild hyperthermia, in order to control the T2 index as a
way of measuring temperature changes during the hyperthermia process. The T2 parameter was
measured for four different samples. The first three had electrical properties -and more specifically
electrical conductivity (EC)- that resembled various tissues at 37◦C. The first solution had conductivity which was resembling fat, the second had grey matter and the third a cerebrospinal fluid.
The fourth solution was a colony of human melanoma cancer cells.
Secondarily, conductivities of the four solutions were measured in a temperature range of 20◦C to
45◦C after the process of heating, in order to quantify conductivity C versus temperature T as well
as the conductivity dependence of different heating processes, such as microwave diathermy and
heating induction.
(EN)
University of Crete
