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Int Poster J Dent Oral Med 3 (2001), No. 3     15. Sep. 2001

Int Poster J Dent Oral Med 2001, Vol 3 No 3, Poster 83

Realisation interaktiver Tabellenkalkulationen für die Lichtdosimetrie bei der Photodynamischen Therapie

Sprache: Deutsch

Autoren: Andriani Daskalaki, Carsten M. Philipp, Bernd Algermissen, Agnes Großewinkelmann, Lutz Weinberg, Hans-Peter Berlien
Abteilung für Lasermedizin, Krankenhaus Neukölln, Berlin.

Datum/Veranstaltung/Ort: 
9 - 10. Juni 2001
2. Wissenschaftliche Jahrestagung des Arbeitkreises der DGZMK, für Angewandte Informatik in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde
Berlin


Einführung

Die photodynamische Therapie (PDT), gewinnt als alternatives Behandlungsverfahren von Mundschleimhauterkrankungen zunehmend an Bedeutung. Unter der Zielsetzung einer effektiven und gut steuerbaren Therapie ist eine möglichst homogene Bestrahlung der Mundschleimhautoberfläche erwünscht. Dabei zeichnet sich die Mundhöhle durch eine komplexe Geometrie aus. Diese muß bei der Wahl der Applikatoren und der entsprechenden Dosimetrie berücksichtigt werden.


Material und Methoden

Auf der Basis des Excel Programms wurden funktionelle Tabellen erarbeitet (Abb.3,4), die standardisierte geometrische Verhältnisse abbilden. Mithilfe dieser Tabellen können bei jeder Applikation Bestrahlungsfläche und die entsprechende Leistungs- bzw. Energiedichten bestimmt werden. Die eingesetzten Applikatoren waren: Isotrope Applikatoren verschiedener Länge (Coherent), zylindrische und hemizylindrische Applikationssysteme 2-4 cm lang, Microlensfasern. Es wurden ausschließlich Leistungsdichten von weniger als 250 mW/cm2 verwendet, die nicht zu thermischen Wirkungen am Gewebe führten. Für die Berechnung der bestrahlten Fläche A einer Läsion mit einem Radius r während der Bestrahlung wurden folgende Formeln eingesetzt:

a: mit einem zylindrischen Applikator A = 2(Pi r2) + Pi 2r l
b: mit einem hemizylindrischen Applikator A = 2 (Pi r2) + (Pi 2r l )/2
c: mit einer Microlensfaser A = Pi r2


Abb. 1a, b:
Schematische Darstellung der Bestrahlung einer Fläche mit einem Durchmesser von 2 cm am harten Gaumen (1b) bzw. zwei Flächen mit 3 und 4 cm Durchmesser am Mundboden (1a) mittels Microlens. Der Applikator wurde außerhalb der Mundhöhle (1a) mit einem Abstand von 5 bzw. 6,7 cm positioniert (modifiziert nach [1]).


Abb. 2: Verwendung eines zylindrischen Applikators in der Behandlung von Aphthen.


Ergebnisse

Aphthen wurden mit einer Dosis von 40-80 J/cm2 und Leukoplakien oder Lichen Planus mit einer Dosis von 80-130 J/cm2 behandelt. Aufgrund der anatomischen Verhältnisse an der Mundhöhle ist die Kombination verschiedener Applikatoren sinnvoll. Die Verwendung der interaktiven Tabellen ermöglicht eine Standardisierung der Bestrahlungsparameter auch bei unterschiedlichen geometrischen Verhältnissen.


  A=Pi r2
    P Laser   T Laser       P Laser   T Laser  
  2,000 W 500 sec     2,000 W 1000 sec
cm cm cm2 W/cm2 J/cm2   cm cm cm2 W/cm2 J/cm2
D r2 A PD ED   D r2 A PD ED
0,5 0,06 0,20 10,19 5092,96   0,5 0,06 0,20 10,19 10185,92
1 0,25 0,79 2,55 1273,24   1 0,25 0,79 2,55 2546,48
 
  P Laser   T Laser       P Laser   T Laser  
  1,000 W 500 sec     1,000 W 1000 sec
cm cm cm2 W/cm2 J/cm2   cm cm cm2 W/cm2 J/cm2
D r2 A PD ED   D r2 A PD ED
0,5 0,06 0,20 5,09 2546,48   0,5 0,06 0,20 5,09 5092,96
1 0,25 0,79 1,27 636,62   1 0,25 0,79 1,27 1273,24
Abb. 3: Bestimmung von Behandlungsparameter (bezogen auf die Kreisfläche - Microlensfasern)
 
A=2(Pi r2)+(Pi 2r l)
  Länge:   P Laser   T Laser    
  4,00 cm 1,8 W 1000 sec  
cm cm cm2 cm2 cm2 cm2 W/cm2 J/cm2
D r r2 Endflächen Zylinderwand A LD ED
0,5 0,25 0,063 0,39 6,28 6,67 0,270 269,63
1 0,5 0,250 1,57 12,57 14,14 0,127 127,32
 
  Länge:   P Laser   T Laser    
  4,00 cm 1,8 W 500 sec  
cm cm cm2 cm2 cm2 cm2 W/cm2 J/cm2
D r r2 Endflächen Zylinderwand A LD ED
0,5 0,25 0,063 0,39 6,28 6,67 0,270 134,81
1 0,5 0,250 1,57 12,57 14,14 0,127 63,66
 
  Länge:   P Laser   T Laser    
  4,00 cm 3,6 W 1000 sec  
cm cm cm2 cm2 cm2 cm2 W/cm2 J/cm2
D r r2 Endflächen Zylinderwand A LD ED
0,5 0,25 0,063 0,39 6,28 6,67 0,540 539,51
1 0,5 0,250 1,57 12,57 14,14 0,255 254,65
Abb. 4: Sequentielle Darstellung der Tabellen für zylindrischen Applikatoren (360°) mit unterschiedlichen Parametern und resultierenden Leistungs- und Energiedichten


Diskussion

In der Lichtdosimetrie für die Behandlung verschiedener Erkrankungen der Mundschleimhaut gibt es Unterschiede je nach Indikation und verwendetem Applikator. Mit den entsprechenden Applikatoren ist es möglich, eine gleichmäßige Licht-Dosis auch in den hinteren Bereichen der Mundhöhle zu realisieren. Mit Hilfe der von uns eingeführten interaktiven Tabellen läßt sich ein optimiertes und standardisiertes Behandlungsprotokoll erreichen.


Bibliograpie

  1. Tan B. et al: The importance of in situ light Dosimetry for Photodynamic Therapy of oral cavity tumours Head & Neck August 1999
  2. A.Daskalaki et al. Photodynamic Therapy in the oral Pathology. Proceedings ot the third World Congress of the World Association of Laser Therapy Athens 10-13 May 2000 Greece

This Poster was submitted by Dipl. Med. Inf. Andriani Daskalaki.

Correspondence address:
Dipl. Med. Inf. Andriani Daskalaki
Dept. of Lasermedizin
Krankenhaus Neukölln
Rudower Str. 48
D-12313 Berlin
Germany