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Behandlung mit der Mikrowelle

Verbindungstechnik: Hochfrequente Energie bekämpft Krebszellen
Behandlung mit der Mikrowelle

Weltweit arbeiten Wissenschaftler und Mediziner an der Entwicklung neuer Behandlungsmethoden gegen Krebs. Eine ist die Thermische Ablation. Dabei wird mit hochfrequenter Energie nur das betroffenes Gewebe behandelt. Huber+Suhner unterstützt die Gerätehersteller bei der Produktentwicklung.

Laut WHO erkrankten 2012 über 14,1 Millionen Menschen an Krebs. Die Tendenz ist weiter steigend. In Deutschland sind jährlich rund 400 000 Personen betroffen. Lungen-, Brust- und Darmkrebs sind die häufigsten Befunde. Mit höchster Priorität entwickeln Wissenschaftler und Medizintechniker neue Präventions- und Behandlungsmethoden, um diese in den klinischen Betrieb zu überführen. Im Vordergrund steht dabei die maximale Heilungschance mit minimaler Belastung des Patienten.

Eine viel versprechende Methode zur Behandlung von pathologischem Gewebe ist die Thermische Ablation mittels Mikrowelle, auch Mikrowellen-Ablation genannt. Das Funktionsprinzip ist einfach beschrieben: In das zu behandelnde Gewebe wird eine Sonde eingeführt, an deren Spitze hochfrequente Energie abgestrahlt wird. Abhängig von der emittierten Frequenz beginnen die Wassermoleküle des umgebenden Gewebes zu schwingen. Das Gewebe erhitzt sich und stirbt schließlich ab.
In der Praxis besteht ein Ablationssystem aus einem Generator, der die Regelung für Leistung, Zeit und Temperatur erlaubt und die Energie für die Mikrowellenerzeugung bereitstellt, einer verlustarmen kabelgebundenen Übertragungsstrecke und dem „Disposable“. Letzteres Element ist ein Griffteil mit Katheter, in dessen Spitze sich die Antenne befindet. Ebenfalls in diesen Griff integriert sind Kühlelemente und Temperaturfühler, damit ausschließlich eine kontrollierte Behandlung des Zielgewebes erfolgen kann.
Die große Herausforderung für die Konstrukteure dieser Miniaturtechnologie liegt darin, die exakte Leistung von Mikrowellen vom Generator bis in das Innere des erkrankten Gewebes zu leiten, gleichzeitig aber das gesunde Gewebe weitestgehend zu schonen. Einerseits sollen die Kabelverbindungen zu Operationstischen robust und trittfest sein, anderseits werden im Operationsfeld kleinste Abmessungen und Flexibilität für einfaches Handling gefordert. Die Zuleitung zu einer Sonde für beispielsweise eine Lebertumorablation soll flexibel sein und trotzdem formstabil positioniert werden können. Bei anderen Operationen, wie zum Beispiel im Darmbereich, sollen Kabel einen gewissen „Memory-Effect“ ausweisen. Das heißt, das Kabel soll kontrolliert in seine ursprüngliche Position zurückfedern.
Santhiago Alves Vieira, Application Engineer Medical bei Huber+Suhner, erklärt die Herausforderung für die Einhaltung der Parameter: „Bei der Auslegung solch komplexer Lösungen tritt ein klassisches Konfliktdreieck auf: Kabeldurchmesser, Leistung und die Kabeldämpfung beeinflussen sich gegenseitig. Um Tumore effizient zu vernichten, ist aber höchstmögliche Leistung der Mikrowellenenergie an der Operationsstelle erforderlich. Dieses bedingt einen möglichst großen Kabeldurchmesser. Ergonomisch wäre ein solches Kabel in der Praxis nicht handhabbar.“ Ein dünneres, flexibleres Kabel wiederum erzeuge eine hohe Dämpfung, was die Leistungsübertragung verringert. „Dank jahrzehntelanger Erfahrung im Bereich der Mikrowellentechnologie können wir Kabellösungen anbieten, die den geforderten Eigenschaften sehr nahe kommen. So erzielen wir die höchste Leistungsfähigkeit bei gleichzeitig bester Ergonomie“, so Santhiago Alves Vieira.
Die Oberflächenbeschaffenheit der Kabel bezüglich Sterilisation und Kühlbarkeit sowie die spezifische Farbwahl für Sichtbarkeit im Operationsfeld sind weitere Beispiele, die bei der Wahl zum idealen Kabel berücksichtigt werden müssen.
Frequenz, applizierende Leistung und Ablationsdauer variieren je nach Behandlungs- und Anwendungsfall und werden über den Generator eingestellt. Entscheidend für die sichere Handhabung des Disposables sind jedoch die vielen subjektiven haptischen Empfindungen des Operateurs. Über zahlreiche Rückmeldungen aus dem praktischen Einsatz sind somit Produkteigenschaften formuliert und entstanden, die zur entscheidenden Expertise des Schweizer Spezialisten für elektrische und optische Verbindungslösungen beigetragen haben.
Die Mikrowellen-Ablation wird heute zur Behandlung von Primärtumoren, Metastasen in Lunge, Leber, Niere oder im Knochenmark eingesetzt. Durch die gezielte Anwendungsmöglichkeit findet diese minimal-invasive Technik zunehmend Einsatz bei der Behandlung von beispielsweise Prostatakrebs oder Hyperhidrose, der stark erhöhten Schweißproduktion des menschlichen Körpers. Der Einsatz von bildgebenden Verfahren unterstützt dabei den Operateur bei der exakten Lokalisierung der Operationsstelle.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass diese Behandlungsmethode durch verschiedene Merkmale überzeugt, von denen sowohl die Patienten als auch die Kliniken profitieren:
  • Durch einen minimal-invasiven Eingriff können Behandlungszeiten wesentlich verkürzt werden.
  • Der Patient ist einer geringeren operativen Belastung ausgesetzt.
  • Ein stationärer Aufenthalt ist in der Regel nicht notwendig.
  • Anästhesiemittel können reduziert werden.
  • Es treten wesentlich geringere posttraumatische Beschwerden auf.
  • Der Patient profitiert von einer schnelleren Genesung.
Neben sämtlichen Vorteilen für den Patienten sind auch deutliche Kosteneinsparungen zu bisherigen Behandlungsverfahren festzuhalten. Besonders die Kostenträger im Gesundheitssystem wissen dies zu schätzen.
Andreas Mittelstädt Huber+Suhner, Herisau/Schweiz

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