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Universidade do Minho Escola de Engenharia
Professor Higino Correia
José Artur Rodrigues
Cápsula endoscópica com terapia
Abril 2015
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Índice
• Motivação
• Técnicas terapêuticas de ablação térmica:
– Ablação por radiofrequência;
– Ablação por micro-ondas;
– Ablação laser;
–Crioablação;
–Ultrassom focalizado de alta intensidade;
– Plasma de árgon neutro
• Terapêutica fotodinâmica
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Motivação
• A cápsula endoscópica (CE) tem capacidade de adquirir imagem de todo o trato gastrointestinal (GI).
• Aquisição de imagem em tempo real.
• Investigação bem sucedida na locomoção magnética da CE.
CE com capacidade terapêutica
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Ablação por radiofrequência
• Utiliza corrente alternada (AC) a uma frequência de 375-480 kHz para destruir tecido tumoral.
• Potência/densidade de corrente na ordem dos 2-200 W.
• É necessária uma temperatura entre os 60 e 100oC para que ocorra uma eficaz necrose da coagulação.
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Ablação por radiofrequência
Monopolar Bipolar
• Dois elétrodos independentes: • Ativo localizado no tumor (pequeno); • Neutro localizado nas costas/coxa (grande).
• Envolve grande parte do corpo do paciente. • Maior risco de queimaduras.
• Dois elétrodos no mesmo instrumento médico. • Fluxo de corrente localizado (apenas o tecido circundante está envolvido). • Menor risco de queimaduras. • Mais seguro.
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Ablação por radiofrequência
Probe de eletrocoagulação multipolar Cateter de ablação com arrays RF
Probes utilizadas na gastrenterologia
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Ablação por radiofrequência
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Ablação por micro-ondas
• Técnica de ablação térmica que permite induzir uma destruição tumoral usando dispositivos com frequências de pelo menos 900 MHz.
• A radiação micro-onda refere-se à região do espectro eletromagnético com frequências de 900-2450 MHz.
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Ablação por micro-ondas
• Mecanismo de aquecimento
– Aquecimento dielétrico – o calor é gerado pela oscilação das moléculas de água a uma frequência igual à frequência de micro-ondas.
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Ablação RF vs. Ablação micro-onda
RF Micro-onda
Frequência 375-480 kHz 900-2450 MHz
Comprimento de onda
Metros Centímetros
Transferência de energia
Corrente AC Requer elétrodos
dispersivos e um circuito fechado
Onda eletromagnética Não requer um circuito
fechado
Mecanismo de aquecimento
Resistivo por elevada densidade de corrente
Aquecimento dielétrico
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Ablação laser
• A ablação laser utiliza feixes de luz laser conduzidos por fibra ótica para administrar luz de alta energia ao tumor.
• É utilizado frequentemente o laser de Nd:YAG (Granada de Ítrio e Alumínio dopado com Neodímio) que oferece uma luz concentrada a um comprimento de onda de 1064 nm.
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Ablação laser
Elevada potência: 50-80 Watts Curta duração: 1-2 segundos
Baixa potência: 1-2 Watts Longa duração: 500-1000 segundos
Vaporização dos tecidos Maior penetração e maior volume de coagulação
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Crioablação
• Técnica de ablação térmica mais antiga.
• O gás/líquido muito frio que circula no interior de “crioprobes” permite induzir ciclos alternados de congelamento e descongelamento no tecido alvo.
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Crioablação
• As “crioprobes” utilizam árgon no estado gasoso ou azoto no estado liquido ou gasoso.
• A congelação do tecido com a subsequente rápida descongelação leva á morte celular por desnaturação das proteínas celulares, rutura da membrana celular, desidratação celular e hipoxia isquémica.
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Crioablação
• CryoProbe - semelhante a uma caneta, que permite realizar pequenas intervenções na pele sem a necessidade de outros instrumentos, uma vez que é completamente autónomo e portátil.
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Ultrassom focalizado de alta intensidade
• O termo “ultrassom” refere-se às vibrações mecânicas acima do limiar da audição humana (16 kHz).
• A onda de ultrassom propaga-se através dos tecidos, causando alternadamente ciclos de aumento e redução de pressão (compressão e rarefação, respetivamente).
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Ultrassom focalizado de alta intensidade
Técnica terapêutica Frequência: 0,8-3,5 MHz
Aparelho de diagnóstico Frequência: 1-20 MHz
Utiliza um transdutor parabólico para focar a energia de ultrassom
Feixe focado de energia com uma elevada intensidade de pico
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Ultrassom focalizado de alta intensidade
• A energia de ultrassom absorvida pelo tecido é convertida em calor, permitindo a ablação do tecido por necrose da coagulação.
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Plasma de árgon neutro
• O plasma é muitas vezes descrito como o quarto estado da matéria, consistindo num gás ionizado na forma de partículas de alta energia.
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Plasma de árgon neutro
• O plasma é gerado concentrando um pequeno fluxo de árgon num ambiente isolado com elétrodos bipolares.
• Uma voltagem de 30-60 V ioniza o árgon, produzindo um plasma eletricamente neutro e de elevada energia.
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Plasma de árgon neutro
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Terapêutica fotodinâmica
• Utiliza uma fonte de luz (vermelha) e um agente fotossensível (Ex: Foscan®) para provocar a morte das células tumorais.
Luz Agente
fotossensível Morte celular
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Terapêutica fotodinâmica
– Administração do agente fotossensível
– Acumulação do agente fotossensível nos tecidos tumorais
– Ativação do agente fotossensível pela irradiação de luz
– Morte do tecido tumoral
Procedimento médico:
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Terapêutica fotodinâmica
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Terapêutica fotodinâmica
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Terapêutica fotodinâmica
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Terapêutica fotodinâmica
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Terapêutica fotodinâmica
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Terapêutica fotodinâmica
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Terapêutica fotodinâmica
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Obrigado pela atenção!!
FIM