Température

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 18287 (2022) Citer cet article

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La thérapie thermique au laser fait partie des traitements des tumeurs malignes. Nous avons développé un endoscope thermique utilisant un thermocapteur ultra-compact et mis au point un nouveau système de thérapie thermique laparoscopique au laser pour chauffer les tissus cancéreux à une température appropriée, en nous concentrant sur le fait que les caméras thermographiques sont capables de cartographier la température en deux dimensions. Des cellules de carcinome hépatocellulaire (N1S1) ont été implantées dans le foie de rats Sprague – Dawley (n = 13) pour créer un carcinome hépatocellulaire orthotopique. Six des rats ont subi une thermothérapie laparoscopique au laser (70 ° C, 5 min) à l'aide du système nouvellement développé, et les autres ont subi une insertion laparoscopique uniquement. La mesure du volume des lésions et l'évaluation histologique ont été effectuées chez tous les rats. Le système de thérapie thermique au laser laparoscopique a permis un contrôle stable de la température. Lorsqu'une température de 70 °C était utilisée comme température réglée, la température du cancer cible était maintenue dans la plage de 68 à 72 °C pendant 93,2 % de la durée d'irradiation (5 min). Le volume médian des tumeurs traitées thermiquement était significativement inférieur à celui des tumeurs non traitées. Le système de thérapie thermique au laser laparoscopique nouvellement développé était capable de maintenir la température de la surface de la tumeur à n'importe quelle température souhaitée et s'est avéré efficace dans le traitement du modèle de carcinome hépatocellulaire du rat.

La thérapie thermale est un traitement très efficace contre le cancer car les cellules cancéreuses sont vulnérables à la chaleur, et la thérapie thermale est étudiée depuis longtemps en raison de ses effets indésirables minimes1,2,3.

Ces dernières années, la thérapie thermique au laser (LTT), une méthode permettant de chauffer les tissus tumoraux par irradiation laser, a attiré l'attention. Le chauffage thermique par la lumière laser se produit lorsque l’énergie lumineuse est absorbée par les tissus puis convertie en chaleur4. L'absorption de la lumière laser dans les tissus varie en fonction des composants constitutifs du tissu (proportions de matrice extracellulaire, de collagène, d'eau...), chacun des organes ayant ses propres caractéristiques5. Cependant, une fois converti en chauffage localisé du tissu, l’effet thermodynamique sur le tissu est le même. L'effet thérapeutique de la laserthermie est provoqué par la destruction des tissus due à la vaporisation de l'eau dans les tissus et à l'apoptose ou à la nécrose des cellules tumorales6. Puisque le LTT peut être appliqué aux organes à l’intérieur du corps à l’aide de fibres optiques, le LTT peut être utilisé non seulement pour les cancers des organes luminaux tels que l’œsophage7, mais également pour les cancers des organes solides tels que le cancer du foie8, la tumeur cérébrale9 et le carcinome rénal10.

Pour obtenir un LTT sûr et efficace, il est nécessaire de surveiller la température du tissu cancéreux pendant le chauffage et de maintenir la température à un niveau approprié. La surveillance de la température basée sur l'imagerie par résonance magnétique (IRM) a été utilisée dans le LTT interstitiel des tumeurs cérébrales, et l'efficacité du contrôle de la température dans le traitement a été prouvée9,11,12. D'autre part, la surveillance de la température basée sur la détection de l'énergie radiante (infrarouge) présente les avantages d'obtenir la température de surface d'un objet (1) de manière non invasive et (2) en temps réel. De plus, (3) la distribution thermique bidimensionnelle peut être obtenue. Sur la base de ces avantages, nous avons mis au point une méthode de surveillance de la température à l’aide d’une caméra thermographique et avons montré son utilité en thermothérapie laser. Plus précisément, nous avons réussi à développer un système de rétroaction qui contrôle automatiquement la sortie du laser en utilisant les informations de température obtenues à partir de la caméra thermographique comme signal d'entrée tout en chauffant le tissu cible13. Grâce à ce système, nous avons démontré que la température de la tumeur cible peut être maintenue à une température stable dans un modèle animal13, et nous avons rapporté que cela conduit à un bon effet thérapeutique14.