Numerisch-analytische Analyse und Optimierung eines Systems zur Durchführung einer auf Implantaten basierenden kontaktlosen und lokalen Hyperthermie von tiefsitzenden Tumoren

Beschreibung

In dieser Arbeit wird ein auf induktiver Energieübertragung basierendes System zur Durchführung einer kontaktlosen Hyperthermiebehandlung von tiefsitzenden Tumoren mit Implantaten analysiert und optimiert. Es werden verschiedene Spulensysteme zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds vorgestellt und hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und einer unbeabsichtigten Beeinflussung der Patienten untersucht. Die in den Implantaten erzeugte Heizleistung wird mit einer Kombination aus numerischen und analytischen Berechnungen in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Implantate und des magnetischen Wechselfelds präzise für unterschiedliche zylinderförmige Implantatarten mit einer endlichen Länge und einem endlichen Durchmesser bestimmt und die maximale Heizleistung wird zusammen mit den zugehörigen optimalen Eigenschaften ermittelt und vorgestellt. Anhand einer thermischen Analyse wird die Heizleistung bestimmt, welche zur Erhöhung der Temperatur von unterschiedlichen Tumorgewebearten auf mindestens die Nekrosetemperatur erforderlich ist. Die thermische Analyse wird einem ex vivo Experiment an tierischem Gewebe gegenübergestellt. Auf Grundlage der in dieser Arbeit erzielten Ergebnisse werden die Effizienz, der Koppelfaktor und die spezifische Absorptionsrate (SAR) des Gesamtsystems sowie die Spannung an den Spulen des Gesamtsystems evaluiert. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit kann die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems deutlich gesteigert und die physiologische Belastung der Patienten deutlich reduziert werden. Somit können das Ergebnis der Tumorbehandlung sowie die Sicherheit und das Wohlbefinden der Patienten durch die Wahl einer an die Anforderungen der Anwendung angepassten Kombination aus Spulensystem und Implantat signifikant verbessert werden.

Autor*in

Michael Prantner

Themen in »Numerisch-analytische Analyse und Optimierung eines Systems zur Durchführung einer auf Implantaten basierenden kontaktlosen und lokalen Hyperthermie von tiefsitzenden Tumoren«

Tumor Ablation Hyperthermie Kontaktlos Tumorerwärmung Induktiv Energieübertragung Tiefsitzende Tumore

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