Microwave beamforming for non-invasive patient-specific hyperthermia treatment of pediatric brain cancer

波束赋形 热疗 微波食品加热 计算机科学 稳健性(进化) 光学(聚焦) 干扰(通信) 热疗 声学 生物医学工程 物理 医学 光学 电信 生物 基因 频道(广播) 气象学 生物化学
作者
Matthew J. Burfeindt,Earl Zastrow,Susan C. Hagness,B.D. Van Veen,Joshua E. Medow
出处
期刊:Physics in Medicine and Biology [IOP Publishing]
卷期号:56 (9): 2743-2754 被引量:47
标识
DOI:10.1088/0031-9155/56/9/007
摘要

We present a numerical study of an array-based microwave beamforming approach for non-invasive hyperthermia treatment of pediatric brain tumors. The transmit beamformer is designed to achieve localized heating-that is, to achieve constructive interference and selective absorption of the transmitted electromagnetic waves at the desired focus location in the brain while achieving destructive interference elsewhere. The design process takes into account patient-specific and target-specific propagation characteristics at 1 GHz. We evaluate the effectiveness of the beamforming approach using finite-difference time-domain simulations of two MRI-derived child head models from the Virtual Family (IT'IS Foundation). Microwave power deposition and the resulting steady-state thermal distribution are calculated for each of several randomly chosen focus locations. We also explore the robustness of the design to mismatch between the assumed and actual dielectric properties of the patient. Lastly, we demonstrate the ability of the beamformer to suppress hot spots caused by pockets of cerebrospinal fluid (CSF) in the brain. Our results show that microwave beamforming has the potential to create localized heating zones in the head models for focus locations that are not surrounded by large amounts of CSF. These promising results suggest that the technique warrants further investigation and development.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
fanhuam发布了新的文献求助10
刚刚
小董不懂发布了新的文献求助10
1秒前
资明轩完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
wuyahan发布了新的文献求助10
3秒前
sdl发布了新的文献求助10
4秒前
小六发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
科研通AI6.2应助黄诺采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
11发布了新的文献求助10
6秒前
dyy完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
KBRS发布了新的文献求助10
8秒前
自觉匪完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI6.2应助动听易槐采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
璇xuan完成签到,获得积分10
10秒前
风清扬完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
KBRS发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
KBRS发布了新的文献求助10
12秒前
KBRS发布了新的文献求助10
12秒前
KBRS发布了新的文献求助10
12秒前
KBRS发布了新的文献求助10
12秒前
KBRS发布了新的文献求助10
12秒前
KBRS发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
隐形曼青应助fanhuam采纳,获得10
12秒前
12秒前
STZHEN完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Rosenblum, Global Change Biology 500
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7767689
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9311208
关于积分的说明 20322344
捐赠科研通 7352659
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3315436
关于科研通互助平台的介绍 2464719
邀请新用户注册赠送积分活动 2330065