MVEX01-19-11 Hypertermi av djupliggande tumörer

Hypertermi används idag som komplement till strålningsterapi eller kemoterapi vid många typer av cancer. Målet vid hypertermi är att höja temperaturen i tumören till en nivå som tar död på den, (cirka 40-44°C). Temperaturen hålls på denna nivå under en längre tidsperiod. Samtidigt får inte uppvärmningen skada omkringliggande frisk vävnad genom överhettning. Ett sätt att utföra hypertermi på djupt liggande tumörer är att använda ett flerantennsystem placerat runt patienten. Sedan utnyttjar man konstruktiv våginterferens för att selektivt värma upp tumören.
Flerantennsystem placerat runt en patient ​​
En ny metod som kan fokuserar mikrovågarna i kroppen har utvecklats på Chalmers. Just nu utvecklar vi denna teknik för att med hög precision kunna nå djupt liggande tumörer i huvud och hals samt hjärntumörer hos barn. Till skillnad från existerande kliniska system, som använder en enda frekvens, kan vårt system utnyttja många olika frekvenser. Det ger en bättre fokusering i tumören, samtidigt som upphettningen av kringliggande frisk vävnad minskar. Vår systemprototyp utnyttjar olika frekvenser sekventiellt, och då uppstår frågan om utnyttjandet kombinering av olika frekvenser förbättrar fokuseringen ytterligare.
 
Problembeskrivning
Projektet bygger på resultaten från förra årets kandidatarbete med samma namn där vi studerade hur SAR fördelningen i tumören kan optimeras när flera behandlingsplaner på olika frekvenser appliceras sekventiellt. I detta projekt ska vi undersöka och optimera temperaturfördelningen i tumören och omkringliggande vävnader i hjärnan. Det finns två frågor som kvarstår att besvara innan man kan dra slutsatser om huruvida fokuserad intrakraniell uppvärmning är möjligt: 
(1) Vilken temperatur kan uppnås i tumören utan att värma upp kringliggande friska vävnader?  
(2) Är det möjligt att värma upp hela hjärnan sekventiellt för att nå bättre upptag av cytostatika?  
Projektet består av teoretiska beräkningar samt numeriska simuleringar av E-fältets och temperaturens utbredning vid olika frekvensband, samt geometrin hos antennsystemet. 
 
Projektkod MVEX01-19-11
Gruppstorlek 3 - 6 studenter
Målgrupp GU samt Chalmersprogrammen E, F, TM, M, gärna en blandad projektgrupp. För GU-studenter räknas projektet som ett projekt i Tillämpad Matematik (MMG900/MMG920).​
Projektspecifika förkunskapskrav Grundläggande signaler och system.
Se respektive kursplan för allmänna förkunskapskrav. Utöver de allmänna förkunskapskraven i MVEX01 ska Chalmersstudenter ha avklarat kurser i en- och flervariabelanalys, linjär algebra och matematisk statistik.
Handledare Hana Dobsicek Trefna (S2), hanatre@chalmers.se​, Maria Roginskaya (MV), maria.roginskaya@chalmers.se
Examinator Ulla Dinger
Institution Matematiska Vetenskaper​ ​​
  

Publicerad: to 11 okt 2018. Ändrad: to 06 dec 2018