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
认真的山兰完成签到,获得积分10
刚刚
wzq完成签到 ,获得积分10
2秒前
Owen应助zhy采纳,获得10
3秒前
独特的谷雪完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2应助Qing采纳,获得30
4秒前
6秒前
long完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
英姑应助活泼的磬采纳,获得10
9秒前
9秒前
12秒前
13秒前
kai9712完成签到,获得积分0
14秒前
科研通AI6.3应助WJane采纳,获得10
15秒前
16秒前
lry完成签到 ,获得积分10
19秒前
Holly发布了新的文献求助10
19秒前
Moonpie应助满意花生采纳,获得10
20秒前
20秒前
传奇3应助hepingyang采纳,获得10
21秒前
acid发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
FashionBoy应助123采纳,获得10
23秒前
Ship完成签到,获得积分10
23秒前
淳于如雪发布了新的文献求助10
24秒前
张泽龄完成签到 ,获得积分10
24秒前
星辰大海应助sophia采纳,获得10
24秒前
LXYU完成签到,获得积分20
25秒前
Kao应助落叶的怀柔采纳,获得10
25秒前
忧郁翠彤应助LL采纳,获得10
27秒前
molihuakai应助千纸鹤采纳,获得10
27秒前
hai发布了新的文献求助10
28秒前
烟花应助qiu采纳,获得10
28秒前
28秒前
英俊的铭应助乐观三问采纳,获得10
29秒前
负责月光发布了新的文献求助20
30秒前
LXYU发布了新的文献求助20
30秒前
满意花生完成签到,获得积分10
30秒前
liuqi完成签到,获得积分10
30秒前
所所应助korchid采纳,获得20
31秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7190168
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8827553
关于积分的说明 18637392
捐赠科研通 6823997
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3174927
关于科研通互助平台的介绍 2326112
邀请新用户注册赠送积分活动 2149295