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.
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 MVEX01-20-16
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.
Examinator Ulla Dinger
Institution Matematiska Vetenskaper