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Simulation der Licht- und Temperaturausbreitung bei der laserinduzierten interstitiellen Thermotherapie LITT

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ISBN: 318401407X   ISBN: 318401407X   ISBN: 318401407X   ISBN: 318401407X 
 
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Abstract
 
Die laserinduzierte interstitielle Thermotherapie LITT ist eine neue minimalinvasive Behandlungsform für Tumore. Besondere Bedeutung hat die LITT in der Behandlung bestimmter Leber- und Gehirntumore. Die Therapie hat im Gehirn palliative, in der Leber kurative Bedeutung. Bei der LITT wird ein Laserapplikator über einen Invasionskanal im Tumor plaziert. Die Lichtabsorption führt zu einer Erwärmung und diese zur Koagulation des Tumorgewebes. Im Gehirn kann zumindest der raumfordernde Prozess eingeschränkt werden. In der Leber hingegen können Metastasen auf diese Art effektiv behandelt werden. 

In der Therapieplanung stellt die Wahl geeigneter Therapieparameter das Hauptproblem dar. Laserleistung und Bestrahlungsdauer müssen vor allem im Hirn individuell sehr genau festgelegt werden, um den Tumor soweit wie möglich zu zerstören ohne vitale Strukturen der Umgebung zu gefährden. Die morphologische und funktionelle Situation variiert dabei interindividuell sehr stark. 

Für die Wahl geeigneter Therapieparameter wurde im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit ein Simulationsprogramm entwickelt, das zunächst die Lichtausbreitung durch eine Monte Carlo Simulation ermittelt, um anschliessend die Wärmeausbreitung nach der Methode der finiten Differenzen zu bestimmen. Die Simulation ist durchgängig dreidimensional und stellt keine Bedingungen an die Gewebe- oder Applikator-Geometrien. Die Beschreibung aller Phänomene der Licht- und Temperaturausbreitung finden in einem sogenannten Voxelraum statt. Sieht man von der Wahl der Voxelgröße, also der gewählten Auflösung einmal ab, unterliegt die Gewebetypverteilung keinen Einschränkungen. Ebenso können unterschiedliche Applikatortypen angesetzt werden. 

In einer ersten Evaluationsphase konnten die Ergebnisse der Simulation in Experimenten mit in-vitro gewonnen Daten verglichen werden. Dabei wurden temperatursensitive MR-Pulssequenzen ebenso eingesetzt wie konventionelle fiberoptische Temperaturmeßmethoden. In einer in-vivo Anwendung konnten die Ergebnisse und der Therapieverlauf einer LITT an einem Patienten mit der Simulation verglichen werden. 

  
Schweissen mit Festkörperlasern
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