Skip to main content
Log in

On the optimization of local hyperthermy in tumors based on a new radiofrequency procedure

Local hyperthermy of large body areas using the CMT Selectotherm method

  • Original Papers
  • Experimental Oncology
  • Published:
Journal of Cancer Research and Clinical Oncology Aims and scope Submit manuscript

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.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

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

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von: Die selektive Schädigung der Krebsgewebe-Kapillaren als Teilziel des Konzeptes 1974 der Krebs-Mehrschritt-Therapie. Radiobiol. Radiother. 16, 717–723 (1975a)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von: Prinzipien und Konzept 1974 der “Krebs-Mehrschritt-Therapie”. Radiobiol. Radiother. 16, 99–119 (1975b)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von: Prinzipien und Konzept 1977 der Krebs-Mehrschritt-Therapie. Physiologische Grundlagen des neuen Timing. Selectotherm-Lokalhyperthermie. Arch. Geschwulstforsch. 48, 504–520 (1978a)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von: Selektive Verschließung der Krebsgewebekapillaren durch einen Hyperthermiestoß während Hyperglykämie. Dtsch. Gesundh.-Wes. 33, 2158–2159 (1978b)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Nachweis krebshemmender Eigenschaften einer stark immunstimulierenden Verbindung kleiner Molekülmasse. Arzneim.-Forsch. 25, 1369–1379 (1975)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Verstärkung der mit Glukoseinfusion erzielbaren Tumorübersäuerung in vivo durch NAD. Arch. Geschwulstforsch. 46, 197–203 (1976b)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Anticancer agents with activation in strongly hyperacidified tumor tissue: CMT Selectines. Agressologie 17, 261–264 (1976c)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: Gewebe-Übersäuerung und Mikrozirkulation. Arch. Geschwulstforsch. 48, 729–749 (1978a)

    Google Scholar 

  • Ardenne, M. von, Reitnauer, P.G.: The amplification of the selective tumor acidification by local hyperthermia. Naturwissenschaften 65, 159 (1978b)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • Goetze, O.: Örtliche homogene Überwärmung gesunder und kranker Gliedmaßen. Dtsch. Z. Chir. 234, 623–670 (1931)

    Google Scholar 

  • Guy, A.W., Lehmann, J.F., Stonebridge, J.B.: Therapeutic applications of electromagnetic power. Proc. IEEE 62, 55–75 (1974)

    Google Scholar 

  • LeVeen, H.H., Wapnick, S., Piccone, V., Falk, G., Ahmed, N.: Tumor eradication by radiofrequency therapy. JAMA 235, 2198–2200 (1976)

    Google Scholar 

  • Lippmann, H.G., Graichen, D.: Glukoseumsatz bei artefizieller Langzeithyperglykämie. Dtsch. Z. Verdau. Stoffwechselkr. 37, 39–50 (1977)

    Google Scholar 

  • Pätzold, J.: Kompendium Elektromedizin. Erlangen: Siemens AG ZVW 5 Vlg. 1976

    Google Scholar 

  • Pflomm, E.: Kurzwellenbestrahlung des Rattensarkoms. Münch. Med. Wochenschr. 77, 1854–1856 (1930)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • Shingleton, W.W.: Selective heating and cooling of tissue in cancer chemotherapy. Ann. Surg. 156, 408–416 (1962)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Rights and permissions

Reprints 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

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00422496

Key words

Navigation