Teplotní predikce hypertermické léčby pacientů s nádorem mozku

Abstract

Tato bakalářská práce měla za cíl vytvořit dva dvanácti-kanálových hypertermických systémů pracujících na frekvenci 434 MHz. Bylo vytvořeno 10 trojrozměrných modelů pacientů z anonymizovaných CT snímku, před tím segmentovaných. Byly namodelovány hypertermické systémy, které se skládaly z vodního bolusu a 12 dipólových a flíčkových antén rovnoměrně umístěných po povrchu vodního bolusu. Byly provedeny EM simulace a teplotní simulace. Pro každý systém byly optimalizovány amplitudy a fáze vstupních signálů jednotlivých anténních elementů. Na základě výsledků simulací bylo vyhodnoceno rozložení SAR a teplotní pokrytí v oblasti nádoru hlavy. Byla vyrobena flíčková anténa podle modelu pro aplikátor s 12 flíčkovými anténami. Byla změřená SAR charakteristika vyrobené antény a porovnána s charakteristikou namodelované antény. Největší rozložení SAR a tepelné pokrytí měl hypertermický systém s 12 flíčkovými anténami. Větší rozložení SAR měla namodelovaná anténa.

This bachelor thesis aimed to develop two twelve-channel hyperthermia systems operating at 434 MHz. Ten three-dimensional patient models were created from anonymized CT images, previously segmented. The hyperthermia systems were modeled and consisted of a water bolus and 12 dipole and dipole antennas uniformly placed over the surface of the water bolus. EM simulations and thermal simulations were performed. The amplitudes and phases of the input signals of each antenna element were optimized for each system. Based on the simulation results, the SAR distribution and temperature coverage in the head tumor region were evaluated. A patch antenna was fabricated according to the model for a 12 patch applicator. The SAR characteristic of the fabricated antenna was measured and compared with that of the modeled antenna. The hyperthermia system with 12 pinhole antennas had the largest SAR distribution and thermal coverage. The modeled antenna had the larger SAR distribution.