Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu tính an toàn của liệu pháp hóa điện và liệu pháp đốt điện không thể đảo ngược ở bệnh nhân có máy tạo nhịp tim
Tóm tắt
Tính hiệu quả của liệu pháp hóa điện để điều trị khối u (ECT) và liệu pháp đốt điện không thể đảo ngược (IRE) phụ thuộc vào các cơ chế và quy trình cung cấp khác nhau. Cả hai liệu pháp đều khai thác hiện tượng tạo điện cực (electroporation) của màng tế bào đạt được thông qua việc tiếp xúc của tế bào với một loạt các xung điện áp cao. Tạo điện cực có thể được điều chỉnh để trở thành có thể đảo ngược hoặc không thể đảo ngược, khiến cho tế bào có thể sống sót sau khi tiếp xúc (trong ECT) hoặc không (trong IRE). Đối với việc điều trị các mô nằm gần tim (ví dụ: trong gan), tính an toàn của các liệu pháp dựa trên tạo điện cực được đảm bảo bằng cách đồng bộ hóa các xung điện với điện tâm đồ. Tuy nhiên, việc sử dụng ECT và IRE vẫn bị chống chỉ định cho các bệnh nhân có máy tạo nhịp tim cấy ghép nếu mô được điều trị nằm gần tim hoặc máy tạo nhịp tim. Trong nghiên cứu này, hai câu hỏi được đề cập: liệu các xung tạo điện cực có gây ảnh hưởng đến máy tạo nhịp hay không; và liệu vỏ kim loại của máy tạo nhịp có thể làm thay đổi phân bố điện trường trong mô đủ để ảnh hưởng đến tính hiệu quả và an toàn của liệu pháp hay không? Các xung tạo điện cực đã gây ra những thay đổi đáng kể trong xung nhịp tâm thất của máy tạo nhịp chỉ đối với các xung tạo điện cực được cung cấp trong chính xung nhịp đó. Không có ảnh hưởng còn lại nào được quan sát thấy trên các xung nhịp sau các xung tạo điện cực đối với tất cả các điều kiện thực nghiệm được thử nghiệm. Kết quả mô hình hóa số cho thấy rằng sự hiện diện của máy tạo nhịp cấy kim loại ở gần vùng điều trị sẽ không làm giảm tính hiệu quả mong muốn của ECT hoặc IRE ngay cả khi lớp vỏ tiếp xúc trực tiếp với một trong những điện cực hoạt động. Tuy nhiên, sự tiếp xúc giữa lớp vỏ và điện cực hoạt động nên được tránh do làm nóng mô đáng kể tại vị trí của điện cực hoạt động khác trong quy trình IRE và có thể dẫn đến việc bộ phát xung không cung cấp được các xung do yêu cầu dòng quá mức. Những ảnh hưởng quan sát của các xung tạo điện cực được cung cấp gần máy tạo nhịp hoặc các điện cực của nó không cho thấy hậu quả tiêu cực nào cho cả chức năng của máy tạo nhịp lẫn kết quả điều trị. Những phát hiện này sẽ góp phần giúp các liệu pháp dựa trên tạo điện cực trở nên dễ tiếp cận hơn cho cả bệnh nhân có máy tạo nhịp tim cấy ghép.
Từ khóa
#electrochemotherapy #irreversible electroporation #pacemakers #safety #electroporationTài liệu tham khảo
Kotnik T, Rems L, Tarek M, Miklavčič D. Membrane electroporation and electropermeabilization: mechanisms and models. Annu Rev Biophys. 2019;48:63–91.
Yarmush ML, Golberg A, Serša G, Kotnik T, Miklavčič D. Electroporation-based technologies for medicine: principles, applications, and challenges. Annu Rev Biomed Eng. 2014;16:295–320.
Miklavcic D, editor. Handbook of electroporation. Berlin: Springer International Publishing; 2017.
Marty M, Serša G, Garbay JR, Gehl J, Collins CG, Snoj M, et al. Electrochemotherapy—an easy, highly effective and safe treatment of cutaneous and subcutaneous metastases: results of ESOPE (European Standard Operating Procedures of Electrochemotherapy) study. Eur J Cancer Suppl. 2006;4(11):3–13.
Mir LM. Bases and rationale of the electrochemotherapy. Eur J Cancer Suppl. 2006;4(11):38–44.
Miklavčič D, Mali B, Kos B, Heller R, Serša G. Electrochemotherapy: from the drawing board into medical practice. Biomed Eng Online. 2014;13(1):29.
Serša G, Miklavčič D, Čemažar M, Belehradek J, Jarm T, Mir LM. Electrochemotherapy with CDDP on LPB sarcoma: comparison of the anti-tumor effectiveness in immunocompetent and immunodeficient mice. Bioelectrochem Bioenerg. 1997;43(2):279–83.
Campana LG, Edhemovic I, Soden D, Perrone AM, Scarpa M, Campanacci L, et al. Electrochemotherapy—emerging applications technical advances, new indications, combined approaches, and multi-institutional collaboration. Eur J Surg Oncol. 2019;45(2):92–102.
Clover AJP, Salwa SP, Bourke MG, McKiernan J, Forde PF, O’Sullivan ST, et al. Electrochemotherapy for the treatment of primary basal cell carcinoma; A randomised control trial comparing electrochemotherapy and surgery with five year follow up. Eur J Surg Oncol. 2020;46(5):847–54.
Gehl J, Sersa G, Matthiessen LW, Muir T, Soden D, Occhini A, et al. Updated standard operating procedures for electrochemotherapy of cutaneous tumours and skin metastases. Acta Oncol. 2018;57(7):874–82.
Geboers B, Scheffer HJ, Graybill PM, Ruarus AH, Nieuwenhuizen S, Puijk RS, et al. High-voltage electrical pulses in oncology: irreversible electroporation, electrochemotherapy, gene electrotransfer, electrofusion, and electroimmunotherapy. Radiology. 2020;295(2):254–72.
Wagstaff PG, Buijs M, van den Bos W, de Bruin DM, Zondervan PJ, de la Rosette JJ, et al. Irreversible electroporation: state of the art. OncoTargets Ther. 2016;9:2437–46.
Aycock KN, Davalos RV. Irreversible electroporation: background, theory, and review of recent developments in clinical oncology. Bioelectricity. 2019;1(4):214–34.
Garcia PA, Davalos RV, Miklavcic D. A numerical investigation of the electric and thermal cell kill distributions in electroporation-based therapies in tissue. PLoS ONE. 2014;9(8):e103083.
Agnass P, van Veldhuisen E, van Gemert MJC, van der Geld CWM, van Lienden KP, van Gulik TM, et al. Mathematical modeling of the thermal effects of irreversible electroporation for in vitro, in vivo, and clinical use: a systematic review. Int J Hyperth. 2020;37(1):486–505.
Scheffer HJ, Nielsen K, de Jong MC, van Tilborg AAJM, Vieveen JM, Bouwman ARA, et al. Irreversible electroporation for nonthermal tumor ablation in the clinical setting: a systematic review of safety and efficacy. J Vasc Interv Radiol JVIR. 2014;25(7):997–1011 (quiz 1011).
Verloh N, Jensch I, Lürken L, Haimerl M, Dollinger M, Renner P, et al. Similar complication rates for irreversible electroporation and thermal ablation in patients with hepatocellular tumors. Radiol Oncol. 2019;53(1):116–22.
Ruarus AH, Vroomen LGPH, Geboers B, van Veldhuisen E, Puijk RS, Nieuwenhuizen S, et al. Percutaneous irreversible electroporation in locally advanced and recurrent pancreatic cancer (PANFIRE-2): a multicenter, prospective, single-arm phase II study. Radiology. 2019;294(1):212–20.
Cohen EI, Field D, Lynskey GE, Kim AY. Technology of irreversible electroporation and review of its clinical data on liver cancers. Expert Rev Med Devices. 2018;15(2):99–106.
Kos B, Voigt P, Miklavcic D, Moche M. Careful treatment planning enables safe ablation of liver tumors adjacent to major blood vessels by percutaneous irreversible electroporation (IRE). Radiol Oncol. 2015;49(3):234–41.
Grošelj A, Kos B, Čemažar M, Urbančič J, Kragelj G, Bošnjak M, et al. Coupling treatment planning with navigation system: a new technological approach in treatment of head and neck tumors by electrochemotherapy. Biomed Eng Online. 2015;14(Suppl 3):S2.
Miklavčič D, Davalos RV. Electrochemotherapy (ECT) and irreversible electroporation (IRE)-advanced techniques for treating deep-seated tumors based on electroporation. Biomed Eng OnLine. 2015;14(3):I1.
Kalra N, Gupta P, Gorsi U, Bhujade H, Chaluvashetty SB, Duseja A, et al. Irreversible electroporation for unresectable hepatocellular carcinoma: initial experience. Cardiovasc Intervent Radiol. 2019;42(4):584–90.
Frequently Asked Questions | IGEA. https://www.igea.it/en/oncology/information-clinicians/frequently-asked-questions. Accessed 20 Aug 2019.
Risk Information. AngioDynamics. https://www.angiodynamics.com/about-us/risk-information/. Accessed 20 Aug 2019.
Scheffer HJ, Vogel JA, van den Bos W, Neal RE, van Lienden KP, Besselink MGH, et al. The influence of a metal stent on the distribution of thermal energy during irreversible electroporation. PLoS ONE. 2016;11(2):e0148457.
Martin RCG, Durham AN, Besselink MG, Iannitti D, Weiss MJ, Wolfgang CL, et al. Irreversible electroporation in locally advanced pancreatic cancer: a call for standardization of energy delivery. J Surg Oncol. 2016;114(7):865–71.
Cornelis FH, Cindrič H, Kos B, Fujimori M, Petre EN, Miklavčič D, et al. Peri-tumoral metallic implants reduce the efficacy of irreversible electroporation for the ablation of colorectal liver metastases. Cardiovasc Intervent Radiol. 2019;43:84–93.
Dunki-Jacobs EM, Philips P, Martin RCG. Evaluation of thermal injury to liver, pancreas and kidney during irreversible electroporation in an in vivo experimental model. Br J Surg. 2014;101(9):1113–21.
Faroja M, Ahmed M, Appelbaum L, Ben-David E, Moussa M, Sosna J, et al. Irreversible electroporation ablation: is all the damage nonthermal? Radiology. 2013;266(2):462–70.
Zmuc J, Gasljevic G, Sersa G, Edhemovic I, Boc N, Seliskar A, et al. Large liver blood vessels and bile ducts are not damaged by electrochemotherapy with bleomycin in pigs. Sci Rep. 2019;9(1):3649.
Korpas D. Implantable cardiac devices technology. Berlin: Springer; 2013.
Bertacchini C, Margotti PM, Bergamini E, Lodi A, Ronchetti M, Cadossi R. Design of an irreversible electroporation system for clinical use. Technol Cancer Res Treat. 2007;6(4):313–20.
Garcia PA, Rossmeisl JH, Neal RE, Ellis TL, Davalos RV. A parametric study delineating irreversible electroporation from thermal damage based on a minimally invasive intracranial procedure. Biomed Eng OnLine. 2011;10:34.
Corovic S, Lackovic I, Sustaric P, Sustar T, Rodic T, Miklavcic D. Modeling of electric field distribution in tissues during electroporation. Biomed Eng Online. 2013;12:16.
Gallinato O, de Senneville BD, Seror O, Poignard C. Numerical workflow of irreversible electroporation for deep-seated tumor. Phys Med Biol. 2019;64(5):055016.
López-Alonso B, Sarnago H, Burdío JM, Lucía O. Electro-thermal modeling of irreversible electroporation and validation method of electric field distribution. Int J Appl Electromagn Mech. 2020;63(S1):S41-50.
Jarm T, Krmac T, Miklavcic D, Magjarevic R. Cardiac Pacemaker exposed to electroporation pulses—an ex vivo study. In: Henriques J, Neves N, de Carvalho P, editors. XV mediterranean conference on medical and biological engineering and computing—MEDICON 2019 (IFMBE proceedings). Cham: Springer International Publishing; 2020. p. 439–46.
Kos B, Županič A, Kotnik T, Snoj M, Serša G, Miklavčič D. Robustness of treatment planning for electrochemotherapy of deep-seated tumors. J Membr Biol. 2010;236(1):147–53.
Duck FA. Physical properties of tissue: a comprehensive reference book. York: Institute of Physics and Engineering in Medicine; 2012. p. 360.
DATABASE » IT’IS Foundation. https://itis.swiss/virtual-population/tissue-properties/database/. Accessed 18 Feb 2020.
Marčan M, Kos B, Miklavčič D. Effect of blood vessel segmentation on the outcome of electroporation-based treatments of liver tumors. PLoS ONE. 2015;10(5):e0125591.
Lacković I, Magjarević R, Miklavčič D. Three-dimensional finite-element analysis of joule heating in electrochemotherapy and in vivo gene electrotransfer. IEEE Trans Dielectr Electr Insul. 2009;16(5):1338–47.