Multiphysical Study of Superposition of Electromagnetic Waves in Human Head Model to Verify the Feasibility of Microwave Hyperthermia of Brain Tumors
Project goals
Today's most advanced microwave hyperthermia systems are based on phased antenna arrays and use constructive superposition of electromagnetic waves to increase the temperature in the treated area. Due to the clinically proven benefit of hyperthermia treatment, if added to standard cancer therapies for various tumor sites and the recent development of 3D non-invasive temperature measurements using magnetic resonance systems, the hyperthermia community is convinced that it is time to use regional microwave hyperthermia in patients with brain tumors. But as brain tissue is very sensitive to elevated temperature, target conformal heating, as well as accurate non-invasive 3D temperature monitoring, are crucial for the effective and safe microwave hyperthermia of brain tumors. Superposition of electromagnetic fields and the quality of the thermal distribution is dependent on many and often conflicting parameters like frequency, a number of antenna elements, antenna geometry, position, polarization, as well as patient variation, tissue material parameters' variations, and others.
Keywords
Electromagnetic Field InteractionDielectric PropertiesHyperthermiaSAR
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta biomedicínského inženýrství
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-00579S
Alternative language
Project name in Czech
Multifyzikální studie superpozice elektromagnetických vln v modelu lidské hlavy pro ověření proveditelnosti mikrovlnné hypertermie nádorů mozku
Annotation in Czech
Nejmodernější systémy mikrovlnné hypertermie jsou založeny na aktivních fázovaných anténních řadách a využívají superpozici elektromagnetických vln ke zvýšení teploty v léčené oblasti. Vzhledem ke klinicky prokázanému přínosu hypertermie v kombinaci se standardními terapiemi pro různá umístění nádorů a nedávným rozvojem 3D neinvazivních měření teploty pomocí systémů magnetické rezonance je hypertermická komunita přesvědčena, že již nastal čas aplikovat regionální mikrovlnnou hypertermii také u pacientům s mozkovými nádory. Protože mozková tkáň je velmi citlivá na zvýšenou teplotu, konformní zahřívání léčené oblasti, stejně jako přesné neinvazivní 3D monitorování teploty, jsou klíčové pro účinnou a bezpečnou mikrovlnnou hypertermii mozkových nádorů. Superpozice elektomagnetických polí a kvalita teplotního rozložení závisí na mnoha a často protichůdných parametrech, jako je provozní frekvence, počet anténních prvků, geometrie, poloha a polarizace antén, stejně jako variace pacienta, variace materiálových parametrů tkání, a další.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project focused on superposition of electromagnetic waves in a human head model to verify the feasibility of microwave hyperthermia of brain tumors. For this purpose, custom Tx/Rx antennas as well as head phantoms were designed. The results have been published in journals and are already registering first responses. The research thus contributes to non-invasive treatment of tumors.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 2, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-U
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
4,621 thou. CZK
Public financial support
4,621 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 621 CZK thou.
Public support
4 621 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Electrical and electronic engineering
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023