Experimentelle Untersuchungen zur Nutzung nichtlinearer Effekte für die Ultraschall-Thermotherapie durch optimierte Signalformen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Werner Wiesbeck
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2003 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5394314

Thermische Verfahren zur Therapie maligner Tumorerkrankungen gewinnen zunehmend an Bedeutung. Unter anderem kommt dabei fokussierter Ultraschall zur Überhitzung des Tumorgewebes zum Einsatz. Minimal invasive Ultraschall-Therapien zur transrektalen Prostata-Behandlung zeigen hierbei vielversprechende Erfolge. Solche Anwendungen arbeiten mit sinusförmigen CW-Signalen im Frequenzbereich von 1-4 MHz und kleinen Amplituden im akustisch linearen Bereich. Eine völlig nichtinvasive extrakorporale Behandlung von tief liegenden Tumoren ist derzeit nicht möglich und wird durch unerwünschte Gewebeerhitzungen außerhalb des Tumors limitiert. Die Lösung dieser Problematik liegt in einer optimalen Deposition der Ultraschallenergie im Körper. Hierzu wird am IHE im Rahmen des DFG-Projektes "Modellierung und Simulation der Thermotherapie mit Hochenergieultraschall" (WI 1044/11-1) ein Programm entwickelt, mit welchem realitätsnahe Therapiesituationen simuliert werden können. Die ersten Ergebnisse zeigen ein erhebliches Potenzial zur Lösung der Dosierungsproblematik bei tief liegenden Tumoren und allgemein zur Optimierung der Therapie durch Verwendung von nicht sinusförmigen, speziell "geformten", Schallsignalen, welche eine gezielte Nutzung nichtlinearer Effekte der Ultraschallausbreitung zur lokal begrenzten Deposition von Wärmeenergie im Körperinneren ermöglichen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die praktische Umsetzung und Verifizierung dieser erfolgversprechenden theoretischen Ergebnisse.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Dr. Jürgen Jenne; Dr.-Ing. Rainer Riedlinger