Summary
A new radiofrequency procedure, i.c., the CMT Selectotherm technique, permits to convey large heat quantities per volume unit also to deep-seated tumor tissues without causing thermal lesions in healthy tissues near or at the body surface. The improved spatial homogeneity of energy supply attainable by this method is demonstrated by measurements at a gelatine phantom and, in particular, by in vivo measurements on pigs. The applicability of local hyperthermy to tumors localized in different parts of the body is substantially imporved (a) by the principle of superimposing local hyperthermy on an elevated temperature level of metabolically induced whole-body hyperthermy (CMT-spontaneous hyperthermy at 40°C) and (b) by the principle of selective increasing the thermal sensitivity of tumor tissues by decreasing the pH in these areas (the CMT main step). It is shown that the temperature dose T·Δt necessary for the selective occlusion of the vasculature in tumor tissues can be obtained by the CMT Selectotherm process also in deep-seated tumors. This process is part of the 1977 CMT concept. The fundamentals of optimizing local hyperthermy with consideration of heat dissipation from the tissue by heat conduction and convection via the blood stream are demonstrated. Temperature profiles are calculated for some practice-relevant, typical examples (inner and outer parts of sphero-symmetrically shaped tumors).
Finally, in vivo measurements and calculations on the time course of temperature under certain conditions and for different tissue layers are discussed.
Similar content being viewed by others
References
Ardenne, M. von: Theoretische und experimentelle Grundlagen der Krebs-Mehrschritt-Therapie. 2nd ed. Berlin: VEB Volk u. Gesundheit 1970/1971
Ardenne, M. von: Die selektive Schädigung der Krebsgewebe-Kapillaren als Teilziel des Konzeptes 1974 der Krebs-Mehrschritt-Therapie. Radiobiol. Radiother. 16, 717–723 (1975a)
Ardenne, M. von: Prinzipien und Konzept 1974 der “Krebs-Mehrschritt-Therapie”. Radiobiol. Radiother. 16, 99–119 (1975b)
Ardenne, M. von: Stand der Forschungen zur Entwicklung der Krebs-Mehrschritt-Therpaie. Paper presented at the Zentralinstitut für Mikrobiologie und experimentelle Therapie. Jena, April 27, 1976a
Ardenne, M. von: Vereinfachung der Krebs-Mehrschritt-Therapie durch induzierte Spontanhyperthermie. Krebsgeschehen 8, 26–33 (1976b)
Ardenne, M. von: Cell-kinetic and pharmaco-kinetic aspects in the use and further development of cancerostatic drugs. Progr. Drug Res. 20, 521–572 (1976c)
Ardenne, M. von: Synergistische therapeutische Wirkung von selektiver Lokalhyperthermie und selektiver optimierter Übersäuerung gegen Tumoren. Theoretische und experimentelle Grundlagen. Ther. Ggw. 116, 1299–1316 (1977)
Ardenne, M. von: Prinzipien und Konzept 1977 der Krebs-Mehrschritt-Therapie. Physiologische Grundlagen des neuen Timing. Selectotherm-Lokalhyperthermie. Arch. Geschwulstforsch. 48, 504–520 (1978a)
Ardenne, M. von: Selektive Verschließung der Krebsgewebekapillaren durch einen Hyperthermiestoß während Hyperglykämie. Dtsch. Gesundh.-Wes. 33, 2158–2159 (1978b)
Ardenne, M. von: Über die Gegenläufigkeit der Maßnahmen einer kausalen Therapie des Myokardinfarktes und der Mehrschritt-Therapie des Krebses. Dtsch. Ges. Wes. 34 (in press) (1979)
Ardenne, M. von, Ardenne, A. von: Berechnung des pH-Profils im Interkapillarraum der Krebsgewebe für die Fälle mit und ohne Langzeit-Glukose-Infusion. Schlußfolgerungen für die Gestaltung der Therapie des Krebses. Res. Exp. Med. 171, 177–189 (1977)
Ardenne, M. von, Ardenne, M. von, Böhme, G.: Dekawellen-Rasterhyperthermie. Ein neues Diathermieverfahren mit homogenisierter Energiezufuhr und sehr hoher Tiefenwirkung im Körpergewebe. Z. Physiother. 29, 225–234 (1977a)
Ardenne, M. von, Ardenne, Th. von, Böhme, G., Reitnauer, P.G.: Selektive Lokalhyperthermie der Krebsgewebe. Homogenisierte Energiezufuhr auch in tief liegende Gewebe durch Hochleistungs-Dekawellen-Spulenfeld+Rasterbewegung des Doppelsystems. Arch. Geschwulstforsch. 47, 487–523 (1977b)
Ardenne, M. von, Böhme, G., Kell, E., Reitnauer, P.G.: Die Bedeutung der Wärmeleitung für die therapeutischen Grenzen der selektiven Lokalhyperthermie von Krebsgeweben. Radiobiol. Radiother. 20 (in press) (1979)
Ardenne, M. von, Kell, E.: Berechnung des dynamischen Aufheizprozesses in mehrschichtigen Modellgeweben bei Lokalhyperthermie nach dem CMT-Selectothermverfahren. Arch. Geschwulstforsch. 49 (in press) (1979)
Ardenne, M. von, Krüger, W.: Local tissue hyperacidification and lysosomes. In: Lysosomes in applied biology and therapeutics. Dingle, J.T., Jacques, P. (eds.), pp. 161–194. Amsterdam: Elsevier/North-Holland 1979
Ardenne, M. von, Lippmann, H.G.: Kurzzeitige generelle oder lokalisierte Blutdrucksenkung als Hilfsschritt für selektive Blutgefäß-Verschließung bei der Krebs-Mehrschritt-Therapie. Onkologie 2, (in press) (1979)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Versuche zur lysosomalen Zytolyse-Kettenreaktion der Krebszellenschädigung. Z. Naturforsch 29c, 425–432 (1974)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Nachweis krebshemmender Eigenschaften einer stark immunstimulierenden Verbindung kleiner Molekülmasse. Arzneim.-Forsch. 25, 1369–1379 (1975)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Über die bisherigen Befunde der langzeitigen chemischen Stimulierung des Immunsystem mit Derivaten des N-(2-cyanäthylen-)harnstoff (BA 1-Effekt). Arzneim.-Forsch. 26, 1701–1703 (1976a)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Verstärkung der mit Glukoseinfusion erzielbaren Tumorübersäuerung in vivo durch NAD. Arch. Geschwulstforsch. 46, 197–203 (1976b)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Anticancer agents with activation in strongly hyperacidified tumor tissue: CMT Selectines. Agressologie 17, 261–264 (1976c)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Gewebe-Übersäuerung und Mikrozirkulation. Arch. Geschwulstforsch. 48, 729–749 (1978a)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: The amplification of the selective tumor acidification by local hyperthermia. Naturwissenschaften 65, 159 (1978b)
Ardenne, M. von, Lippmann, H.G., Reitnauer, P.G., Justus, J.: Histological proof for selective stop of microcirculation in tumor tissue at pH 6.1 and 41°C. Naturwissenschaften 66, 59 (1979a)
Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G., Hilse, H., Oehme, P.: Über den Mechanismus der Verstärkung der Übersäuerung von Tumoren durch NAD. Pharmazie 33, 753–759 (1978b)
Goetze, O.: Örtliche homogene Überwärmung gesunder und kranker Gliedmaßen. Dtsch. Z. Chir. 234, 623–670 (1931)
Guy, A.W., Lehmann, J.F., Stonebridge, J.B.: Therapeutic applications of electromagnetic power. Proc. IEEE 62, 55–75 (1974)
LeVeen, H.H., Wapnick, S., Piccone, V., Falk, G., Ahmed, N.: Tumor eradication by radiofrequency therapy. JAMA 235, 2198–2200 (1976)
Lippmann, H.G., Graichen, D.: Glukoseumsatz bei artefizieller Langzeithyperglykämie. Dtsch. Z. Verdau. Stoffwechselkr. 37, 39–50 (1977)
Pätzold, J.: Kompendium Elektromedizin. Erlangen: Siemens AG ZVW 5 Vlg. 1976
Pflomm, E.: Kurzwellenbestrahlung des Rattensarkoms. Münch. Med. Wochenschr. 77, 1854–1856 (1930)
Schmid-Schönbein, H., Volger, E., Weiß, J., Brandhuber, M.: Effect of O-(β-hydroxyethyl)-utosides on the microrheology of human blood under defined flow conditions. Vasa 4, 263–270 (1975)
Shingleton, W.W.: Selective heating and cooling of tissue in cancer chemotherapy. Ann. Surg. 156, 408–416 (1962)
Tannock, I.F.: Population kinetics of carcinoma cells, capillary endothelial cells, and fibroblasts in a transplanted mouse mammary tumor. Cancer Res. 30, 2470–2476 (1970)
Vaupel, P., Günther, H., Grothe, J., Aumüller, G.: Atemgaswechsel und Glucosestoffwechsel von Tumoren (DS-Carcinosarcom) in vivo. I. Experimentelle Untersuchungen der versorgungsbestimmenden Parameter. Z. Ges. Exp. Med. 156, 183–194 (1971)
Vaupel, P.: Atemgaswechsel und Glukosestoffwechsel von Implantationstumoren (DS-Karzinosarkom) in vivo. Experimentelle Untersuchungen und theoretische Analysen zur Frage der kritischen Sauerstoff- und Glukoseversorgung im Tumorgewebe. Habilitationsschrift. Mainz: Med. Dep. of the Univ. 1973
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
von Ardenne, M., Böhme, G. & Kell, E. On the optimization of local hyperthermy in tumors based on a new radiofrequency procedure. J Cancer Res Clin Oncol 94, 163–184 (1979). https://doi.org/10.1007/BF00422496
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00422496