套用無線電波作用於人體產生高溫以治療疾病的方法稱為射頻療法。高頻、超高頻及特高頻(微波)電磁波都屬於射頻範圍,但目前國內外多套用短波與微波段,主要利用產生的高溫以治療癌瘤。由於射頻機器輸出功率大大超過普通理療機器,故射頻療法實為一種大功率的短波與微波治療癌瘤的方法。
二、治癌機理
由於癌瘤組織在體內生長過程的特點,其中血管生長畸形,血液供應比正常組織明顯減少。癌瘤內的血液,根據同位素稀釋測定僅為其周圍正常組織血流量的2-15%,用肝腐蝕標本法亦證明人體轉移性肝癌血液供應減少,這種血循環的差別就是射頻治癌的理論基礎,當射頻電能為組織吸收轉變為熱能而使組織溫度升高時,正常組織可通過有效的血循環散熱,而癌瘤組織因血循環差,不能及時將熱帶走,故癌瘤內的溫度升高,可比正常組織溫度高5-10.4℃,且維持較長時間。故可利用適量射頻電能作用癌瘤局部,使瘤周圍健康組織達到42-43.5℃(正常組織熱損傷閾為45℃)時,可使瘤組織溫度升至47-55℃,從而達到殺滅癌細胞目的,而周圍正常組織不致受到損傷。
近年來,關於高溫對癌瘤殺滅作用的機理研究較多,茲歸納如下:
套用光鏡、電鏡和組織化學的觀察表明:高溫處理Ehrilch實體癌的病理形態有一定規律性,可分實質和間質兩方面改變:
(1)癌細胞的變化:早期主要是細胞膜和細胞器的變化,微絨毛縮短或消失,髓鞘樣結構增多;溶酶體增多、活化,ALP(鹼性磷酸酶)及ACP(酸性磷酸酶)反應增強;線粒體腫脹,嵴紊亂,消失和空泡化;聚核糖體解聚成單核糖體,粗面內質網脫粒,RNA反應減弱;出現微絲和微管。此期核的變化較輕微,僅有核膜孔增大,核膜間隙不規則擴張和核染色質邊集,DNA反應減弱等。晚期細胞器減少,失去正常排列,自噬體和殘體增多,核固縮,同質化,核染色質變性,逸出細胞核膜外,形成DNA團塊;固縮之癌細胞,因核蛋白分解,游離核酸增強,DNA反應增強。進一步發現核碎,核溶,胞漿凝固,癌細胞死亡,此時,DNA和RNA消失,而ALP和ACP逸出到壞死的細胞之間,逐漸消失。
(2)間質的變化:早期血管淤血擴張,內皮細胞腫脹,血流淤滯。隨著癌細胞的變性壞壞死,腫瘤的血管和纖維也發生壞死。晚期腫瘤的邊緣結締組織增生,形成包膜,期間常為大量淋巴細胞,漿細胞和組織細胞浸潤。
上述形態學的變化,表明高溫處理後癌細胞的變化是一種凝固性壞死,最先的變化發生在細胞膜和細胞器;繼之發生核的變化,核的嚴重變化導致癌細胞朝不可逆方向發生。一般認為早期的變化是可逆的,一旦核發生嚴重的損害,如核碎、核縮及DNA變性,均能導致癌細胞的死亡。間質早期的變化,血管擴張淤血、缺氧,影響癌細胞的呼吸和代謝。晚期腫癌為纖維組織包圍,其中有大量淋巴細胞和漿細胞反應,顯示免疫細胞增強,起到限制癌細胞擴散的作用。
高溫滅癌的機理:
1.淤血、缺氧,癌細胞微絨毛消失,癌細胞內髓鞘樣結構增多。cavalier作了生化研究,在42℃時Novikoff肝癌和Ehrilch氏腹水癌的氧攝取量較38℃時少,而正常細胞加溫後無顯著變化,實驗發現癌組織血管紊亂,加溫後血管擴張淤血,不但影響散熱,同時也造成供氧不足;加之癌細胞微絨毛消失,細胞表面積減少,通過細胞膜擴散的氧相對減少。線粒體為細胞內呼吸的主要場所,線粒體膜的髓鞘樣變性和線粒體的空泡化,均導致癌細胞內呼吸的抑制,影響電子鏈傳遞及氧化磷酸化過程,造成癌細胞供能不足,影響細胞內代謝進行。
2.pH降低,酸性增多,溶酶體增多,溶酶體酶活化。
超微結構顯示加溫後癌細胞內溶酶體增多,次級溶酶體及殘餘小體很多見。溶酶體增多是因加溫後腫瘤內無氧糖酵解亢進,乳酸大量堆積,pH降低,酸度增加,溶酶體在酸性環境中穩定性破壞,溶酶體酶活性增強,促進瘤細胞自我消化。
3.DNA、RNA及蛋白合成受到抑制
粗面內質網和聚核糖體與蛋白質的合成有關。加溫後發現瘤細胞內的粗面內質網脫粒和聚核糖體解聚,變性瘤細胞內RNA和DNA反應減弱,說明高溫抑制RNA、DNA和蛋白質的合成、影響瘤細胞的生長與繁殖。
4.免疫反應增強:實驗發現在變性壞死的瘤細胞之間出現巨噬細胞和多核巨噬細胞現象。腫瘤組織有纖維包膜形成和大量的淋巴細胞和漿細胞反應,限制癌細胞向四周圍擴散。有人用圖解表示如下:
高溫處理後,癌細胞破壞,分解產物刺激免疫系統,增強了免疫反應,也增強抑制癌細胞的作用。但這是局部的短暫的反應。
重要的是射頻電能使癌周圍的正常組織的血循環和供氧量增加,有利改善化療藥物的輸送,高溫能使一些抗癌的化學藥物作用增強。同時,抗拒放射線的S期細胞(DNA合成期細胞)(附圖二)對高溫最敏感,易被殺滅,還能增強乏氧期細胞對放射線的敏感性。因此,射頻高溫法與放療、化療並用能顯著提高滅癌效果,同時還可減少放射線和化療藥物用量,減輕副作用,是當前引起國內外學者矚目的一種治癌手段。
但必須指出,高溫治癌時,如加溫不足或不均勻時,可能引起不良後果。如癌瘤組織只升溫37-41℃之間的某一溫度時,癌瘤非但不受到抑制,反而有促進其生長或轉移的可能,但據近幾年來臨床實踐發現,因射頻加熱治癌後引起癌瘤的轉移率比理論推測的要少得多。
三、設備與治療方法
1.儀器:目前常用的射頻治療機有下列幾種:
大功率短波治癌機,頻率13.56兆赫,波長22.1米,輸出功率1000瓦以上。治療時將兩個耐高熱的電容電極放置癌瘤局部,可治療深部或淺部癌瘤。
微波治癌機 頻率2450兆赫,波長12.25厘米,如無專門微波治瘤機,一般理療用的微波治療機可代用,唯治癌時輸出功率較一般理療者大得多,但穿透組織較淺,只能治療表淺部位的癌瘤。
分米波治癌機 近年來提倡套用915兆赫(32.78厘米)的分米波,穿透組織的深度可達8厘米,對皮下脂肪的熱損傷較2450兆赫的微波少,而加熱效果則優於前者。
以上三種治癌機國內已批量生產。
1.操作方法要點與有關事項
(1)確診癌瘤的性質和部位、大小、並全身情況許可者。
(2)除去患者身上的金屬等導體,說明治療時應有感覺和注意事項,消除患者顧慮,取得密切合作。
(3)患者取舒適體位,暴露並劃定受治部位。
(4)選用合適的射頻療法,一般癌瘤較深者,適用短波射頻,癌瘤較表淺者,適用微波或短波射頻。根據癌瘤大小選用合適的電極或輻射器。
(5)按高頻電療操作常規放置電極或輻射器,調好空氣間隙距離。
(6)連線好功率調節計,遙控台儀器,皮冷裝置,及測溫器具,開機治療。
(7)治療劑量與時間:理論上一般可根據癌瘤大小決定所用劑量大小。劑量大小與升高溫度的度數和作用時間成正比。如癌瘤體積小於1立方厘米時,殺滅癌瘤的劑量為42℃、一小時;癌瘤大於3立方厘米時,則需43℃、一小時。但治療的時間與升高的溫度成反比,即溫度高,治療時間可縮短。例如對某癌瘤加熱44℃需120分鐘,加熱48℃,僅需20分鐘即可達到殺癌效果,有人證明,加熱達49℃,作用一分鐘即可收到加熱42℃、二小時的同樣效果。實驗證明45℃,一小時則將損傷正常組織。因此,公認45℃為安全閾。實際治療時,在採用各種冷卻皮表正常組織溫度的情況下,使用最大安全閾下量,以確保滅癌效果。對大多數患者可耐受,能避免燒傷和損害正常組織的劑量是1-4瓦/平方厘米,30分鐘,療程次數及治療間隔時間根據具體情況而定。局部熱療要求局部溫度在15-20分鐘內升到41℃,越短效果越好。
(8)實驗及臨床研究已證明,射頻治療與放療、化療並用比單獨套用任何一種療法效果好。
(9)射頻治療與放療並用時的先後順序與間隔時間,對癌瘤治療的效果有很大關係,多數報導趨向先放療後熱療效果更好,兩者並用時間隔不宜過長,間隔短者比間隔長者效果好。
(10)關於癌瘤本身的供血情況對射頻治療成敗的關係,目前意見還不一致。有人提出高頻加熱療法只適用於血循環差的癌瘤,而不適用於血循環較好的如成骨肉瘤一類的腫瘤,但亦有持異議者,目前尚難確定射頻對哪一種癌瘤是適應證或哪一種是禁忌證的問題。
四、尚待研究解決的問題
1.射頻治癌的最佳適應證。
2.射頻治療時深部癌瘤組織其附近正常組織的準地加熱,儀器設計方法和製作(新近報導有內插電極和螺旋管加熱等的研製套用)。
4.加溫的適宜溫度和溫度的正確控制,每次治療的適宜時間,頻度次數,分次治療時二者最大殺滅瘤細胞的間隔時間,高溫與放療合用時二者之前後次序,間隔時間等問題。
5.射頻與放療、化療、手術、免疫等療法配合綜合治癌療法等的研究。
【附】微波武器:微波武器是以輻射頻率1~300千兆赫的電磁波能量對目標進行殺傷和破壞的定向能武器,或稱“射頻武器”。大型天線把超高功率微波發射機輸出的能量匯聚於窄波束內,使微波能量高度集中,以極高的強度照射目標,殺傷人員和破壞武器系統。近年來,俄國使用一種可裝入武器內的小型爆炸發生器,可將爆炸能轉變為強烈電脈衝,一次釋放能量100兆焦耳。英國有一種由飛機和飛彈發射的微波炸彈,它爆炸時能燒毀某一區域內的電腦電路和電話線,而爆炸時釋放出的大規模無線電脈衝能幹擾人的大腦神經系統,使人暫失去知覺。美海軍在海灣戰爭中試用了以普通炸藥為能試驗型高功率微波彈頭,破壞伊軍防空系統的指揮控制中心,據稱收到很好效果。戰術性微波武器可能在90年代末裝備部隊。
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