Regionální hypertermická souprava - plánování léčby a generování malých signálů

Abstract

Tato práce se zabývá vývojem ovládací jednotky řídicího systému výkonových generátorů pro regionální hypertermickou léčbu v pánevní oblasti. Aplikátor je uvažován kruhový se čtyřmi zdroji záření o frekvenci 70 MHz. Jedním z cílů práce je vytvoření virtuálního 3D modelu z reálných CT snímků pacientky, na kterém bude provedeno plánování léčby pro deset různých oblastí zájmu. Pomocí optimalizace hejnem částic a kriteriální funkce budou získány hodnoty amplitud a fází potřebné k nastavení signálů pro jednotlivé kanály, aby bylo docíleno maximální absorpce elektromagnetického výkonu na zvolené oblasti. Dalším cílem je vytvoření programu pro ovládání čtyřkanálového generátoru, který bude sloužit jako zdroj signálu pro jednotlivé anténní elementy regionálního systému. Na závěr bude vytvořen program pro vyčítání dat z osciloskopu, pomocí kterého bude umožněna kontrola generovaných signálů. S vytvořenými programy bylo provedeno vždy deset měření pro každou z deseti oblastí léčby a byly počítány nejistoty měření a odchylky od požadovaných hodnot. Z naměřených dat vyplývá, že tento mikrovlnný generátor poskytuje dostatečně stabilní generování signálů a je vhodný pro použití v regionální hypertermii.

This thesis deals with development of the control unit of the power generator control system for regional hyperthermia treatment in pelvic area. Applicator is considered circular with four 70 MHz radiation sources. One of the goals of this thesis is to create virtual 3D model from a real CT scans of patient. The model will be used to plan treatment in ten different areas of interest. Using the particle swarm optimization and criterial function, amplitude and phase values will be obtained to adjust the signals for each channel in order to achieve maximum absorption of electromagnetic power in selected region. The next goal is to create a software controlling the four-channel generator, which will serve as a signal generator for individual antenna elements of regional system. Finally, a software for reading data from the oscilloscope will be created to control the generated signals. Using created softwares ten measurements were made for each of the ten treatment areas and measurement uncertainties and deviations from the desired values were calculated. The measured data shows that the microwave generator is able to generate sufficiently stable signals and is suitable for use in regional hyperthermia.