研究のタイプ: 医学／生物学の研究 (experimental study)

[マイクロ波誘導ハイパサーミア後の血液脳関門の変化は純粋に熱的影響である：I.温度および電力の測定値] med./bio.

Blood-brain barrier alteration after microwave-induced hyperthermia is purely a thermal effect: I. Temperature and power measurements

著者: Moriyama E, Salcman M, Broadwell RD
掲載誌: Surg Neurol 1991; 35 (3): 177-182
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この研究は、21匹のSprague-Dawleyラットを用い、マイクロ波ハイパサーミア処置が血液脳関門に及ぼす影響を調べた。ペントバルビタールナトリウム麻酔下で、動物を定位フレームに置き、2450MHzで動作する組織内マイクロ波アンテナを矢状縫合と平行に穿孔した骨溝に挿入した。一部のアンテナには外部冷却ジャケットが装着された。温度測定は、螢光温度計によってアンテナの横方向に行われた。電力は時間 - 温度プロファイルから算出された。マイクロ波照射の終了5分前に、ホースラディッシュペルオキシダーゼ（1mg / 20g体重）を静脈注射した。その結果、44.3℃以上で30分間、または42.5℃で60分間加熱された脳組織において、ホースラディッシュペルオキシダーゼの血管外遊出が観察された；冷却システムによって脳温度が40.3℃未満に維持された場合、マイクロ波照射による血液脳関門への影響は見られなかった；血液内のペルオキシダーゼの血管外遊出は、最大温度上昇部位で生じたが、この最大温度上昇部位が最大電力の部位と一致しない場合でさえも、そうであった、と報告している。

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研究目的（著者による）

To answer the following questions: Is there an effect of microwave-induced hyperthermia on blood-brain barrier function, and, if so, is the effect mediated by nonthermal means?

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 2.45 GHz
Modulation type: CW
ばく露時間: 30 or 60 min
  • 電力: 3 W minimum (4 W max value)
  • SAR: 404.2 mW/g maximum (partial body) (in the brain)

ばく露1

主たる特性
周波数 2.45 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 30 or 60 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • microwave antenna 1.1 mm in diameter, 100 mm long
ばく露装置の詳細 The head of the animal was fixed to a stereotactic frame. An antenna placed in the bony groove drilled 2 mm lateral to the midline.
Additional information The left hemicranium was covered with an aluminum sheet to prevent exposure to MW and served as control.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 3 W minimum - - 4 W max value
SAR 404.2 mW/g maximum 計算値 partial body in the brain
測定および計算の詳細

SAR was calculated from the slope of the time-temperature profile using cerebral specific heat and electrical conductivity.

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目／測定パラメータ／方法

研究対象とした生物試料:
研究対象とした臓器系:
調査の時期:
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

Increased permeability of blood-brain barrier was observed in brain tissue heated above 44.3°C for 30 minutes and at 42.5°C for 60 minutes. Microwave irradiation failed to open the blood-brain barrier when brain temperatures were sustained below 40.3°C by a local cooling system. Opening of blood-brain barrier occured at sites of maximal temperature elevation, even when these did not coincide with the site of maximum power density. The data suggest that microwave-induced increase in permeability of the blood-brain barrier is a thermal effect.

研究の種別:

研究助成