Analyse und Regelung RUB. der Mikroblasen-Kavitation. bei der Ultraschalltherapie. Doktor-Ingenieurin. Dissertation. Karin Hensel

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Analyse und Regelung RUB. der Mikroblasen-Kavitation. bei der Ultraschalltherapie. Doktor-Ingenieurin. Dissertation. Karin Hensel"

Hede Zimmermann
vor 7 Jahren
Abrufe

1 RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM RUB Analyse und Regelung der Mikroblasen-Kavitation bei der Ultraschalltherapie Dissertation zur Erlangung des Grades einer Doktor-Ingenieurin der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik an der Ruhr-Universität Bochum Karin Hensel Bochum, 2012

2 Liste der verwendeten Formelzeichen vii 1. Einführung 1 2. Kontrastgestützte Ultraschallbildgebung und -therapie Einführung in die Ultraschallbildgebung Mikroblasen als Ultraschallkontrastmittel Aufbau Verhalten von Mikroblasen im Schallfeld Kontrastbildgebung Ultraschall und Mikroblasen zur Therapie Mechanismem bei therapeutischer Anwendung Zusammenfassung Herausforderungen und Strategien der Tumortherapie Natürliche Barrieren Vaskuläre Struktur Blut-Hirn-Schranke Zellmembran Methoden der Tumortherapie Hyperthermie Strahlentherapie Chemotherapie Gentherapie Lokale Anreicherung von Medikamenten und Genmaterial Zusammenfassung 31 iii

3 4. Stand der Forschung Entwicklungsgeschichte der Sonoporation Anwendungsgebiete Gezielte Medikamentengabe Gentherapie Vergleichbarkeit und Dokumentation Abhängigkeiten der therapeutischen Wirksamkeit Therapiesignal Mikroblasen Zellen Umgebungsparameter Mechanismen der Sonoporation Zusammenfassung Interaktion zwischen Mikroblasen und Zellen Ursachen der Sonoporation Einfluss ausgewählter physikalischer Parameter auf die Sonoporation Interaktionen zwischen Mikroblasen und Zellen Diskussion der Ursachen der Sonoporation Modelle zur Beschreibung des Mikroblasenverhaltens SonoVue-Mikroblasenpopulation Stabile Kavitation Inertiale Kavitation Diffusion Aggregation Akustische Beobachtung des Mikroblasenverhaltens Mikroblasenexpansion Mikroblasenzerstörung Zusammenfassung Analyse der Schallausbreitung in in vitro Therapieaufbauten Ultraschall zur in vitro Therapie Materialien und Methoden Messung der akustischen Materialeigenschaften 100 iv

4 Experimentalaufbauten für die in vitro Ultraschalltherapie Schallfeldsimulation Schallfeldmessung Ergebnisse Koppelaufbau Wasserbadaufbau mit offener Schale Wasserbadaufbau mit versiegelter Schale Immersionsaufbau Diskussion Koppelaufbau Wasserbadaufbau mit offener Schale Wasserbadaufbau mit versiegelter Schale Wandler in Schale Allgemeine Betrachtungen Zusammenfassung SONOPORATION ZUR GEZIELTEN CHEMOTHERAPIE Chemotherapie von Fibrosarkomen Behandlungsmöglichkeiten Sonoporation zur gezielten Apoptoseinduktion Evaluierung des Therapieaufbaus Identifikation des Mikroblasenverhaltens während der Beschallung Quantifizierung der Mikroblasenauflösung Fazit der Evaluierung des Therapieaufbaus Anwendung der Sonoporation zur gezielten Chemotherapie Ermittlung der optimalen Therapieamplitude Genetische Untersuchung der gezielten Chemotherapie Diskussion der Genexpression Diskussion Zusammenfassung System für die adaptive Ultraschalltherapie Anforderungen an das adaptive Therapiesystem Ultraschalltherapiesystem 158 v

5 8.3. Schallausbreitung im Kleintier Kleintiermodell Ergebnisse der Simulation Adaption der Fokusdruckamplitude Modellbasierter Regelungsansatz Flussphantom Doppelpulsverfahren Bildverfahren Bestimmung der resultierenden Fokusdruckampütude über Doppel puls- und Bildverfahren Reglerentwurf Evaluierung der Regelung am Streckenmodell Evaluierung der adaptiven Ultraschalltherapie am Flussphantom Zusammenfassung Zusammenfassung und Ausblick 205 A. Ergebnisse der Microarray-Analyse 209 B. Adaptives Therapiesystem 213 B.l. Benutzerschnittstelle 213 B.2. Schätzung der Gewebedämpfung 213 Literaturverzeichnis 221 Index 249 vi

Ähnliche Dokumente

I. II. I. II. III. IV. I. II. III. I. II. III. IV. I. II. III. IV. V. I. II. III. IV. V. VI. I. II. I. II. III. I. II. I. II. I. II. I. II. III. I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII.