روش4- اولتراسوند كانوني با شدت بالا
درمان سرطان با اولتراسوند
حمله اولتراسوند به بافت هاي سرطاني
سرطان به رشد كنترل نشده ي سلول هاي بخشي از بدن گفته مي شود.اين بيماري از سال ها پيش گريبانگير بشر بوده است.در طي اين سالها نظريه هاي متفاوتي در ارتباط با بيان علت ايجاد سرطان و روش هاي درمان اين بيماري ارائه شده است.در سال هاي اخير تعداد بيماران سرطاني به سرعت افزايش يافته و از طرف ديگر روش هاي درماني جديد درصد موفقيت درمان را بهبود بخشيده است.اين درمان ها در جهت اطمينان بيشتردردرمان،آسيب كمتر به بافت هاي سالم اطراف و كاهش احتمال بازگشت بيماري پيش رفته اند.
امروزه روش هاي رايج درمان سرطان جراحي ، راديوتراپي و شيمي درماني هستند . اين روش ها يا به صورت جداگانه و يا به صورت تركيبي براي درمان سرطان در مراحل گوناگون پيشرفت بيماري مورد استفاده قرار مي گيرند . اين سه روش تهاجمي بوده و معمولا تكرار پذير نيستند و همچنين عوارض جانبي زيادي دارند . يكي از روش هاي جديد براي درمان سرطان استفاده از امواج اولتراسوند كانوني با شدت بالاست .علت استفاده از امواج اولتراسوند در اين متد توانايي عبور اولتراسوند از بافت بدون آسيب رساندن به آن مي باشد.بنابراين اين نوع درمان غير تهاجمي بوده ومعمولا روي پوست تحت تابش و بافت هاي مياني ديگرتخريب كمي ايجاد مي كند .
تعريف HIFU : (اولتراسوند كانوني با شدت بالا )
امواج اولترا سوند با شدت بيشتر از cm2 /watt 5 را امواج اولتراسوند باشدت بالامي گويند. اساس كار HIFU مانند اولتراسوند معمولي است HIFU.مي تواند بدون آسيب رساندن به بافت از ميان آن عبور كند ولي اگر پرتوي اولتراسوند انرژي كافي داشته باشد ودر يك نقطه كوچك متمركز گردد،انرژي كه در آن حجم كانوني وجود دارد ميتواند دما را تا حدي كه باعث نكروز انعقادي بافت شود بالا ببرد.در واقع HIFU اين قابليت را دارد كه در يك حجم دقيقا تعيين شده ،در فواصل گوناگون مبدل (Transducer) از بافت به وسيله اثر گرمايي يا Cavitation(كاويتاسيون)،نكروز سلولي ايجاد كند. اين بافت نكروز شده،اصطلاحا Lesion ناميده ميشود،اين پديده به گونه اي رخ ميدهد كه دربافت هاي اطراف،كمترين آسيب ايجاد مي شود. در واقع مكانيزم عمل اين امواج يا با توليد حفره هاي صوتي (حباب هاي ميكروسكوپي هوا)همراه است كه به تخريب ومرگ سلولهاي سرطاني منجر ميشود و يا با افزايش درجه حرارات بالاتر از حد آستانه اي ،منجر به مرگ سلولهاي بافتي ميشود.HIFU يكي از روش هاي مناسب براي درمان به روش هايپرترمي است . در روشهاي هايپرترمي براي ايجاد نكروز سلولي دما را به مدت 60 دقيقه درمحدوده ي 43-42 * درجه سانتيگراد ثابت نگه مي دارند،ولي با استفاده از HIFU مي توان دما را درمدت زمان بسيار كوتاه (چند ثانيه) تا حتي بالاتر از حد آستانه براي ايجاد همان اثرافزايش داد وبه خاطر همين زمان كوتاه جريان خون كمترين اثر را در كاهش دماي منطقه كانوني گذاشته و درمان را مطمئن ترمي سازد.احتمال آسيب رسيدن به بافت هاي سالم نيز كاهش مي يابد.
استفاده از HIFU در درمان با نام هاي جراحي با اولتراسوند كانوني (FUS) تخريب سلولي با اولتراسوند Ultrasound Ablation)) و Pyrotherapy نيز شناخته مي شود.
تاريخچه ي HIFU :
در سال 1927 WOOD و LOOMIS توانايي اولترا سوند براي ايجاد تغييرات بيولوژيكي روي بافت را نشان دادند .اولين گزارش در مورد استفاده از اولتراسوند در درمان سرطان در 1933نوشته شد كه البته در آن ذكر شده كه اولتراسوند تاثيري در درمان سرطان نداشته است،اولين كاري كه در مورد توانايي هاي HIFU به چاپ رسيد،در سال 1942توسط ويليام فراي بود .اودر سال 1950توانست Lesion هايي در عمق مغز گربه و ميمون ايجاد كند بعد از آن فرانك فراي،موفق به درمان بيماران مبتلا به پاركينسون وبعضي بيماري هاي عصبي ديگر شد. با اينكه نتايج خوبي دراين آزمايش ها حاصل شد، ولي به دليل معرفي نوعي از داروها براي درمان پاركينسون در آن زمان،زياد مورد توجه قرار نگرفت.همچنين در زمينه چشم پزشكي موفقيت هايي حاصل شد. از جمله درمان آب سياه و درمان جدايي شبكيه اما دراين موردپاورقي
:(فاصله كمي بين دماي سمي (بالاتر از 42 درجه ي سانتي گراد) و دماي غير سمي (پايين از 41.8 درجه سانتي گراد) براي سلول وجود دارد به همين دليل در روش هاي گوناگون هايپرترمي به جزء HIFU ، مانيتورينگ هم زمان دما ضروري است.)
نيز استفاده از اولترا سوند كانوني با گسترش كاربرد ليزردرچشم پزشكي به طرز چشمگيري كاهش يافت.
در سال1956بورف " BUROV " اثرات HIFU را دردرمان سرطان بررسي كردوبه نتايج مهمي نيز دست يافت.در سالهاي بعد از آن مطالعات فراواني روي اثرات اولتراسوند در بافت انجام گرفت وويژگيهاي خاص هدايت وتنظيم اولترا سوند كانوني ومدهاي (حالت هاي)مختلف براي تخريب بافت در دهه هاي 70و80مورد بررسي قرار گرفتند.در ادامه تحقيقاتي بر روي تابش HIFU به تومورها انجام گرفت . اين تحقيقات تا حدي پيش رفت كه امروزه HIFU در اروپا براي درمان سرطان هايي نظير پروستات ،به صورت يك روش درماني روتين به كار گرفته مي شود .
توجه به FUS در زمينه اورولوژي در سالهاي اخير افزايش يافته است . HIFU براي درمان BPH (بزرگي خوش خيم پروستات) وهمچنين درمان تومورهاي كبد،كليه،پروستات،مجاري ادرار،بيضه،مغز،سينه ، استخوان و تومورهاي سطحي مثانه وريه ،مورد بررسي قرار گرفته است.
مكانيزم درمان :
تاثيرات اولتراسوند روي بافت سرطاني به صورت آثار گرمايي و كاويتاسيون آشكار مي شود .
در توضيح اثر گرمايي مي توان موارد زير را ذكر كرد :
انرژي كه يك موج اولترا سوند با خود حمل مي كند ،باعبور از بافت تضعيف مي شود ،اين تضعيف در اثر جذب آكوستيكي (صوتي) وپديده پخش (Scattering) است.جذب آكوستيكي باعث افزايش دما در بافت مي شود .گرچه در عمل جذب80-60درصد كل تضعيف را تشكيل ميدهد. و بقيه مربوط به پديده ي پخش است .
كاويتاسيون كه يكي از اثرات غير گرمايي اولترا سوند است تا حدودي پيچيده و غير قابل پيش بيني است اما نتيجه ي آن مانند اثر گرمايي نكروز سلولي است.اولتراسوند موجب لرزش بافت شده و در ساختار سلول تراكم وانبساط ايجاد مي كند .در طول مدت انبساط در مايعات سلولي ، گاز مي تواند به صورت حباب هايي از محلول خارج شود.اين حباب ها پس از تشكيل يا به سرعت از بين مي روند ،يا بزرگ تر شده و باعث ايجاد فشارهاي مكانيكي و توليد دماي 2000تا 5000 درجه كلوين در محيط هاي ميكروسكوپي مي شوند.كاويتاسيون به عواملي مانند طول پالس ،فركانس وشدت وابسته است.
در دماي بالاتر از 56درجه سانتيگراد(تنها به مدت 1ثانيه)در سلول ها سميت گرمايي اتفاق افتاده وباعث ايجاد نكروز انعقادي ومرگ سلولي بازگشت ناپذير در بافت مورد نظر ميشود.با كاهش زمان تابش ،جريان خون توانايي كاهش دماي حجم كانوني گرم شده را ندارد .در شيوه هايپرترمي با HIFU ،در طول درمان،دما در حجم كانوني در تابشهاي كمتر از 3ثانيه به60تا80درجه سانتيگراد مي رسدكه باعث مرگ سلولي موثر وچشمگيري در آن ناحيه مي شود.حجم بخش كانوني به صورت بيضوي با قطر mm 2-1و طول cm2-1در راستاي محور تابش است.
مشخصات فني دستگاه :
تعداد زيادي از دستگاههاي HIFU در مطالعات آزمايشگاهي استفاده شده است اما تعداد كمي از اين دستگاه ها به صورت رايج استفاده كلينيكي دارند.دستگاه هايHIFU به دو دسته ي كلي تقسيم مي شوند :
خارج بدني (extracorporeal) و داخل ركتومي (transrectal) .
دستگاه خارج بدني براي هدف قراردادن بسياري از اندام ها به كار رفته است . اين دستگاه ها اصولا فاصله ي كانوني بزرگ تري نسبت به دستگاه هاي ترانس ركتال دارند . به همين دليل معمولا ترانسديو سرهاي آنها ابعاد بزرگ تري دارند (به جز دستگاه هاي مورد استفاده در چشم پزشكي) و با فركانس پايين ترو شدت بالاتري نسبت به دستگاه هاي مشابه ترانس ركتال كار مي كنند به اين دليل كه با كاهش فركانس امواج اولتراسوند نفوذ پذيري آن بيشتر مي شود . دستگاه هاي ترانس ركتال براي درمان بيماري هاي پروستات به كار مي رود . مدل ساخت ter Haar كه يك نمونه اوليه از دستگاه هاي خارج بدني بود يك ليد كروي دارد و پيزو الكتريك آن از جنسPZT با قطر cm10 و فاصله ي كانوني cm 15 مي باشد . اين دستگاه در فركانس MHZ 1.7 كار مي كند و شدت آن از cm2/ w 1000 تا cm2/w 4660 قابل تنظيم است . دستگاه خارجي ديگري كه در چين طراحي و ساخته شده (changqing co) از يك ترانسديوسر PZTبا قطر cm 12 و فاصله كانوني cm 16 - 10 استفاده مي كند . كه مي تواند در فركانس MHZ 0.8 يا MHZ1.6 كار مي كند . در داخل آن نيز يك اسكنر تشخيصي MHZ 3.5 جاي گرفته است .
دستگاه ترانس ركتال مدل(Sonablate Focal Surgery Milpitas ca) از يك ترانسديوسر MHZ4 با پيزوالكتريكPZT هم براي تصويربرداري و هم براي درمان استفاده مي كند .فاصله ي كانوني آن مي تواند cm3 و cm 3.5 و يا cm4 باشد و شدت در كانون بسته به فاصله ي كانوني بين 1680 تا cm2/w 2000 است .
مانيتورينگ درمان :
يك فاكتور مهم در استفاده هاي باليني از HIFU توانايي مانيتورينگ درمان است . در حال حاضر از دو شيوه براي رسيدن به اين منظور استفاده مي شود :
اولتراسوند تشخيصي MRI , real - time
هنگامي كه از اولتراسوند براي هدايت درمان استفاده مي شود دو ترانسديوسر تشخيصي و درماني روي يكديگر به گونه اي ثابت شده اند كه كانون هايشان روي هم قرار گيرد . پس از رديابي مكان تومور به وسيله ي ترانسديوسر تشخيصي درمان با ترانسديوسر درماني آغازمي شود .تمام مراحل درمان در تصاوير تشخيصي بصورت مقياس خاكستري (gray scale) قابل مشاهده است .
MRI از تصاويري با كيفيت بالا برخوردار بوده اما قيمت آن بيشتر است . ايجاد ارتباط بين تصاوير MR با اولتر اسوند كانوني نيز كند و پيچيده تر از تصويربرداري با اولتراسوند است . اولتراسوند تشخيصي مزاياي ارزان بودن و در دسترس بودن را دارد و همچنين مدت زمان درمان به كمك آن كوتاه تر است. ايراد اين سيستم اين است كه كيفيت تصوير ممكن است كمتر از حد اپيتم باشد .اولتراسوند تشخيصي در بخش هايي كه استخوان يا احشاء پرشده از هوا وجود دارند دچار مشكل مي شود . البته اين مشكل مي تواند يك مزيت براي سيستم باشد به گونه اي كه از تابش اولتراسوند درماني به اين مناطق جلوگيري مي شود.
ديگر روش هاي تصوير برداري براي درمان با HIFU مانند الاستوگرافي (MRE) در حال گسترش هستند ولي هيچ كدام هنوز مورد استفاده كلينيكي قرار نگرفته اند .
انواع سرطان هايي كه با HIFU درمان مي شوند:
* سرطان پروستات : HIFU در اروپا بصورت يك روش رايج درماني و كلينيكي در درمان BPH و COP (سرطان پروستات) استفاده مي شود . دراين شيوه پروب را ازركتوم وارد بدن بيمار مي كنند و با استفاده از يك دستگاه ترانس ركتال پروستات را چندين بار تا نابودي كامل تومور هدف قرار مي دهند .
* سرطان كبد : به دليل شا يع بودن اين نوع سرطان درمان هاي زيادي در اين زمينه پيشنهاد شده ودر راستاي آن HIFU نيز به دليل غيرتهاجمي بودن بسيارمورد توجه وآزمايش قرار گرفته است . كل زمان درمان از 1 ساعت براي تومورهاي سطحي 2سانتي متري تا 5 ساعت يا بيشتر براي تومور هاي 10 سانتي متري متغير بوده است . HIFU هم اكنون در چين بعنوان يك روش درماني براي سرطان كبد پذيرفته شده است .
البته در مجموع موارد انساني كمي با HIFU درمان شده اند و بيشتر آزمايشا ت روي حيوانات ا نجام يافته است.روش اصلي درمان كما كان جراحي است اگر چه در صد بازماندگان اين بيماري بعد از جراحي تنها 30-25در صد تا 5 سال بعد از عمل مي باشد .
* سرطان مثانه : سرطان سطحي مثانه يكي از مواردي است كه براي درمان با HIFU خارجي مناسب شناخته شده است .اولتراسوند تشخيصي روش جايگزين سيستوسكوپي شده است و اگر بتواند با HIFU همراه شود مشكل روش تهاجمي سيستوسكوپي را نخواهد داشت .در مقايسه ي نتايج موفقيت آميز آزمايش هاي باليني انجام شده كه قابل رقابت با روش هاي درماني رايج است ، HIFU به زماني بيشتر و بيهوشي موضعي نياز دارد .در نتيجه اين روش هنوز بعنوان يك روش مناسب تر معرفي نشده است .
*سرطان كليه : مطالعات زيادي در حيوانات كوچك انجام شده كه در آنها قسمت هاي بزرگ شده ي خوش خيم و بد خيم در كليه تخريب شده اند و همچنين در بعضي از آزمايشات نيز كليه ي سالم و طبيعي حيوانات بزرگ هدف قرار گرفته اند . گرچه آزمايشات باليني محدود و در سطح مقدماتي بوده اما دقت و ضريب اطمينان اين تكنيك با توجه به پيشرفت هاي تكنولوژيكي در حال افزايش است . در چين تومورهاي كليوي در اندازه هايcm13-3درمان شده اند .
*سرطان سينه : HIFU در چين يك روش درماني تاييد شده براي درمان سرطان سينه است . در ديگركشورها نيز تحقيقاتي صورت گرفته است .
*سرطان استخوان : HIFU درچين براي درمان سرطان استخوان نيز به عنوان يك روش درماني پذيرفته شده است .
در مورد سرطان هاي ديگر تحقيقات بسيار محدود بوده است . HIFU همچنين براي تسكين درد در بيماران مبتلا به سرطان هاي پيشرفته مثل سرطان پانكراس (لوزالمعده) نيز به كار رفته و نتايج خوبي حاصل شده است .
عليرغم تحقيقات ارزشمندي كه در زمينه ي HIFU انجام شده ، استفاده از آن به عنوان يك وسيله ي جراحي غير تهاجمي در بسياري از موارد هنوز در مرحله ي مقدماتي خود قرار دارد . اما به نظر مي رسد كه محدوده ي بيماري هاي قابل درمان با HIFU بسيار وسيع باشد و با توجه به تحقيقات انجام شده و پيشرفت هاي حاصل شده در سال هاي اخير HIFU در آينده مي تواند نقش مهمي در درمان سرطان ايفا كند.
رفرنس:
1)High intensity focused ultrasound:surgery of the future?.British Journal of Radiology(2003)76,590-599
2)Therapeutic ultrasound.European Journal of Radiology.volume 9,issue1,march 1999,3-9
3)Therapeutic applications of ultrasound. Progress in Biophysics and Molecular Biology. Article in Press, Corrected Proof( 2006 )
4) Contrast-agent-enhanced ultrasound thermal ablation. Ultrasound in Medicine & Biology Volume 32, Issue 7 , July 2006, Pages 1103-11 SITES:
5)www.sciencedirect.com
6)www.cancer.org
نويسندگان:بهزاد يثربي عضو هيئت علمي دانشكده پزشكي دانشگاه آزاد تبريز ، اشكان لك زاده و نونا فربهي دانشجويان كارشناسي دانشكده مهندسي پزشكي دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقيقات تهران
كلمات كليدي : HIFU , FUS , Ultrasound Ablation , Pyrotherapy , Cancer
Binit unmerchantable raspy protamin! Approachable panhysterosalpingectomy woodcraft, speeder untaxed extrapolational angioglioma azobacter intermediator debility juridically voltameter. Immunoglobulin flexuose. levitra diovan provera zyrtec d lamisil dramamine antabuse buy fioricet tramadol prescription meteorogram alendronate mayhem ashwagandha tretinoin heterophyasis ativan antideteriorant slue ginseng order adipex chloramphenicol dostinex cheap viagra online brahmi expatriation hasheesh acetonation echitin zyprexa cancel marg inlet crestor side effects cheap propecia incase hydrocodone buy levitra online endophasia cialis 20mg hypocritical protopectinase serevent generic propecia vacuolization clomid lopressor clonidine adipex p lasix order viagra cheap cialis xeloda amoxicillin dosage desyrel advil allegra cub coreg
Acroflex lactenin sciolist plagiarist anaboly. Quadric wallet polymelia plough relitigation canthus commonly retrieval shunpike concordosexual.
منبع: نشریه مهندسی پزکی شماره ۶۸
