Physikalisch-technische Grundlagen der invasiven Mikrowellenhyperthermie: Simulation, Konstruktion und Charakterisierung miniaturisierter interstitieller Mikrowellenantennen für die Behandlung maligner Tumoren
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INHALT
1
EINLEITUNG
1
2
GRUNDLAGEN
DER
INVASIVEN
HYPERTHERMIE
5
2.1
BIOLOGISCHE
WIRKUNG
.
5
2.2
DEFINITIONEN
.
7
2.3
GESCHICHTE
DER
HOCHFREQUENZTHERAPIE
.
9
2.4
INTERSTITIELLE
MIKROWELLENHYPERTHERMIE
.
13
2.5
MEDIZINISCHE
ANWENDUNG
.
16
2.6
ANDERE
INVASIVE
HYPERTHERMIEVERFAHREN
.
21
2.6.1
INTERSTITIELLE
RF-ELEKTRODENSYSTEME
.
21
2.6.2
INTERSTITIELLE
ULTRASCHALLQUELLEN
.
23
2.6.3
INTERSTITIELLES
HEISSWASSERSYSTEM
.
24
2.6.4
RESISTIV
BEHEIZTE
INTERSTITIELLE
APPLIKATOREN
.
25
2.6.5
FERROMAGNETISCHE
IMPLANTATE
.
26
2.6.6
INTERSTITIELLE
LASER-THERMOTHERAPIE
.
28
3
MIKROWELLENPHYSIK
UND
BIOPHYSIK
29
3.1
WECHSELWIRKUNG
MIT
BIOLOGISCHEM
MATERIAL
.
30
3.1.1
MAXWELL-GLEICHUNGEN
.
30
3.1.2
WECHSELWIRKUNGSMECHANISMEN
.
31
3.1.3
DISPERSION
.
36
3.1.4
WELLENGLEICHUNG
UND
WELLENAUSBREITUNG
.
41
3.1.5
VERLUSTLEISTUNGSDICHTE
.
43
3.2
SAR-KONZEPT
.
45
3.3
WAERMETRANSPORT
IN
BIOLOGISCHEM
MATERIAL
.
49
3.3.1
WAERMEDIFFUSION
UND
WAERMELEITUNG
.
49
3.3.2
BIOWAERMETRANSFERGLEICHUNG
.
52
3.3.3
'
STEADY
STATE
'
UND
'THERMAL
WASHOUT
'
.
58
4
PHANTOMMATERIALIEN
61
4.1
ALLGEMEINE
ANFORDERUNGEN
.
61
4.2
MESSUNG
DER
DIELEKTRIZITAETSKONSTANTEN
.
63
4.2.1
METHODE
DER
'OFFENEN
KOAXIALLEITUNG
'
.
63
4.3
MUSKELAEQUIVALENTES
FLUESSIGPHANTOM
.
66
4.4
MUSKELAEQUIVALENTES
GELPHANTOM
.
67
W
_
INHALT
5
ANTENNENTHEORIE
UND
APPLIKATORKONSTRUKTION
69
5.1
ANTENNENTHEORIE
.
69
5.1.1
ISOLIERTE
DIPOLANTENNE
IM
VERLUSTBEHAFTETEN
MEDIUM
.
69
5.1.2
A/4-SPERRTOPF
ALS
SYMMETRIERGLIED
.
78
5.2
BAU
INTERSTITIELLER
MIKROWELLENANTENNEN
.
80
5.2.1
KOAXIALE
MONOPOLANTENNEN
.
80
5.2.2
TRIAXIALE
DIPOLANTENNEN
.
84
5.2.3
MIKROWELLENTAUGLICHE
KOAXIALSTECKER
.
89
5.2.4
KATHETERMATERIAL
.
91
6
FELDSIMULATION
INTERSTITIELLER
MIKROWELLENANTENNEN
93
6.1
FINITE
INTEGRATION
IM
ZEITBEREICH
.
93
6.2
FELDBERECHNUNG
MIT
MAFIA
.
96
6.3
FELDSIMULATION
TRIAXIALER
DIPOLANTENNEN
.
97
6.3.1
VARIATION
DES
KABELMATERIALS
.
107
6.3.2
FELDSIMULATION
IN
FETTGEWEBE
.107
6.3.3
VARIATION
DER
BETRIEBSFREQUENZ
.
108
6.3.4
BERECHNUNG
DES
REFLEXIONSFAKTORS
.
110
6.3.5
FELDSIMULATION
INTERSTITIELLER
ANTENNENGRUPPEN
.
113
6.4
FELDSIMULATION
KOAXIALER
MONOPOLANTENNEN
.
117
6.4.1
BERECHNUNG
DES
REFLEXIONSFAKTORS
.
119
6.4.2
VARIATION
DER
INSERTIONSTIEFE
.
121
6.4.3
VARIATION
DER
JUNCTIONLAENGE
.
121
6.4.4
VARIATION
DER
BETRIEBSFREQUENZ
.
125
6.4.5
ARRAYS
AUS
VIER
MONOPOLANTENNEN
.
126
6.4.6
ARRAYS
AUS
ZWEI
MONOPOLANTENNEN
.
129
6.5
FELDSIMULATION
SPEZIELLER
ANTENNENFORMEN
.
131
6.5.1
KONUS
UND
BIKONUS-DIPOLANTENNEN
.
131
6.5.2
DIELEKTRISCH
VERKUERZTE
DIPOLANTENNEN
.
134
6.5.3
KOAXIALE
DIPOLANTENNE
.
136
6.5.4
MULTISEGMENT-ANTENNE
.
137
6.5.5
MULTINODE-ANTENNE
.
139
6.6
FELDSIMULATION
AN
GEWEBEGRENZSCHICHTEN
.
140
6.6.1
SAR-VERTEILUNG
AM
INSERTIONSPUNKT
.
142
6.6.2
SAR-VERTEILUNG
BEI
UEBERIMPLANTATION
.
142
7
MESSUNG
VON
STRAHLUNGSFELDERN
IN
GEWEBEAEQUIVALENTEN
MEDIEN
145
7.1
THEORIE
DER
FELDSONDEN
.
146
7.2
KONSTRUKTION
MINIATURISIERTER
E-FELDSONDEN
.
148
7.3
AUTOMATISIERTER
ANTENNENMESSPLATZ
.
151
7.4
EIGENSCHAFTEN
DES
MESSSYSTEMS
.
156
7.4.1
DETEKTORKENNLINIE
UND
DYNAMIKBEREICH
.
156
7.4.2
ISOTROPIE
UND
RAEUMLICHE
AUFLOESUNG
.
157
7.4.3
KALIBRIERUNG
UND
UEBERSPRECHDAEMPFUNG
.
159
7.4.4
'
OUT-OF-BAND
'
-SIGNALE
.
160
7.5
OPTION
FUER
MINIATURISIERTE
H-FELDSONDEN
.
160
INHALT
_
:
_
V
8
CHARAKTERISIERUNG
INTERSTITIELLER
MIKROWELLENANTENNEN
161
8.1
QUANTITATIVE
CHARAKTERISIERUNG
.
161
8.1.1
ELEKTRISCHES
FELD
KOAXIALER
MONOPOLANTENNEN
.
162
8.1.2
ARRAYS
AUS
VIER
MONOPOLANTENNEN
.
169
8.1.3
ELEKTRISCHES
FELD
TRIAXIALER
DIPOLANTENNEN
.
173
8.1.4
THERMOMETRISCHE
SAR-BESTIMMUNG
.
176
8.2
QUALITATIVE
CHARAKTERISIERUNG
.
179
8.2.1
THERMOGRAPHIE
MIT
FLUESSIGKRISTALLFOLIEN
.
179
8.2.2
THERMOGRAPHIE
MIT
IR-KAMERA
.
183
8.2.3
DENATURIERUNG
VON
HUEHNEREIWEISS
.
183
9
ZUSAMMENFASSUNG
187
LITERATURVERZEICHNIS
193
DANKSAGUNG
213
LEBENSLAUF
217 |
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