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Dosimetrische Untersuchungen als Grundlage von Bestrahlungsplanungen hyperthermischer Therapien bei minimal invasiven medizinischen Tumorbehandlungen reduzierten sich in der Vergangenheit oftmals auf die Gewebekoagulationen. Grundlagen für thermische Prozesse von Gewebereaktionen zwischen 42°C bis ca. 45°C wurden über die Heatshock-Proteine durch Grundlagenarbeiten der Biochemie zugänglich – führten aber zu keinem geschlossenen Verständnis, das als Basis einer Bestrahlungsplanung gelten kann. Als gute Näherung für die komplexe Beschreibung der hyperthermischen Gewebereaktionen wurde deshalb bisher der Arrhenius-Formalismus genutzt. Die Aktivierungsenergie wird dabei als statistische Energieschwelle zur irreversiblen Gewebekoagulation herangezogen. Unsere Untersuchungen zielten letztlich auf die Fragestellung, ob dieser Formalismus für eine Gewebeschädigung als zeitliche Akkumulation mit implizitem biochemisch zu bilanzierendem Mechanismus der Rückkopplung, also unterhalb der Koagulationsschwelle reproduzierbar zu halten wäre. Experimentell wurde als wichtiger Vitalparameter die fluoreszenztechnische Messung der NADH-Konzentration gewählt, um in einem ersten phänomenologischen Ansatz zu einer weiterführenden Aussage zu kommen. Die beiden wichtigsten Unterschiede – verglichen mit der Vitalitätsmessung aus dem Arrhenius-Formalismus – sind zum einen die vernachlässigbaren Schwankungen im Schädigungsintegral (vergleichsweise zu den phänomenologisch erfaßten Stoffwechselreaktionen durch zyklische Erwärmung) und zum anderen die Feststellung, daß der Arrhenius-Formalismus als quasilinearer Zusammenhang zwischen Stoffwechseldynamik und Gewebeschädigung nicht zu halten ist.

biomedizinische technik

Phänomenologische Statistik der Änderungen im Stoffwechsel von Meerschweinchenleber nach biomedizinischen Laseranwendungen /  Phenomenological statistics of laser irradiation related metabolic changes in Guinea Pig Livers