Mikrovlnný hypertermický aplikátor pro intrakavitární a intersticiální léčbu

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a numerickou modelací mikrovlnného intersticiálního aplikátoru. V rámci práce je v simulátoru EM pole Sim4Life navržen takový mikrovlnný aplikátor, který by byl vhodný pro léčbu menších nádorů pod povrchem pacientova těla, tj. 2 až 3 cm pod kůží. Výsledkem této práce je optimalizace vlastností tohoto aplikátoru na pracovní frekvenci 2,45 GHz. Zkoumanými parametry jsou komplexní činitel odrazu |s11| v pásmu 2-3 GHz a dále také 3D distribuce SAR při zadané rezonanční frekvenci. Po konfiguraci budící sondy v simulacích s předem definovaným prostředím agarového fantomu představujícím umělou svalovou tkáň a následné realizaci navrženého aplikátoru, je modelováno kontrolní laboratorní měření. V měřeních je používán připravený agarový fantom o průměru 10,5 cm, na kterém je v první fázi měřen koeficient odrazu reálného aplikátoru a v druhé fázi je porovnávána výsledná SAR distribuce s distribucí simulovanou. V závěru jsou výsledky vzájemně porovnány.

This diploma thesis deals with the design and numerical modelling of interstitial applicator. As part of the work, a microwave applicator is designed in the Sim4Life EM field simulator that would be suitable for treatment of small tumors below the surface of the skin, i.e., 2 to 3 cm under the skin. The aim of this work is to find optimal properties for this application at the operating frequency of 2450 MHz. The investigated parameters are the complex reflection coefficient |s11| in the 2-3 GHz band and the 3D SAR distribution at the specified resonance frequency. After the configuration of the excitation probe in simulations with a predefined agar phantom representing artificial muscle tissue and the implementation of the designed applicator, a control laboratory measurement is modeled. An agar phantom with a diameter of 10.5 cm is used for measurements. In the first phase, the reflection coefficient of the constructed applicator is measured, and the result from the measurement of the SAR distribution is compared with the simulated distribution in the second phase. The results from the whole measurement are compared to each other at the end.