F7DITM - Terapeutické metody využívající EM polí

Student se v rámci předmětu seznámí s nejmodernějšími terapeutickými metodami založených na pronikání elektromagnetické energie do biologické tkáně. Většina těchto terapeutických metod představuje alternativní a jedinou možnou léčbu, pokud klasická léčba selhává nebo není účinná. Student bude na základě absolvování přednášek a praktických i teoretických cvičení schopen svépomocně navrhnout jednotlivé části terapeutického systému.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

1.Úvod, Numerické metody výpočtu interakce EM pole s lidským tělem

2.Hypertermie v onkologii I. Moderní aplikátory a systémy pro lokální MW hypertermii

3.Metody pro plánování lokální a regionální léčby, globální optimalizační metody, real-time metoda založená na Generalized Eigen Value Appraoch,

4.Anatomicky věrné modely lidského těla, segmentace MRI a CT snímků, fantomy

5.Moderní metody zvyšující efektivitu onkologické léčby využívající: funkcionalizované magnetické nanočástice, termosenzitivní lipozomální chemoterapeutika

6.Moderní techniky návrhu RF cívek pro MRI, MTM, simulátory MRI sekvencí

7.RF analýza kompatibility zdravotnických prostředků s MRI, Měření teploty v termoterapiích pomocí MRI

8.Nové metody personalizovaného plánování léčby u TMS a TES, simulace střídavým proudem za účelem zmírnění bolesti

9.Přímé kortikální elektrické stimulace v neurochirurgii

10.RF systémy v neinvazivní estetické medicíně, elektroporce, elektrochirurgické jednotky; Invazivní ablace pomocí RF/MW sond a neinvazivní ablace pomocí terapeutického fokusovaného ultrazvuku (HIFU) v onkologii.

Osnova cvičení (bloková forma výuky po 4 vyučovacích hodinách):

1.Návrh aplikátorů pro lokální hypertermii. Rozložení SAR z navržených aplikátory bude měřeno na systému měřící elektrické pole a SAR.

2.Hypertermie v onkologii, fokusované pole anténních elementů pro ohřev hůře dostupných nádorů. Experiment bude využívat generátory EM pole 60-120 MHz. Ohřev magnetických nanočástic pomocí harmonického magnetického pole. Teplotní ověření bude probíhat optickými senzory.

Student se v rámci předmětu seznámí s nejmodernějšími terapeutickými metodami založených na pronikání elektromagnetické energie do biologické tkáně. Většina těchto terapeutických metod představuje alternativní a jedinou možnou léčbu, pokud klasická léčba selhává nebo není účinná. Student bude na základě absolvování přednášek a praktických i teoretických cvičení schopen svépomocně navrhnout jednotlivé části terapeutického systému.

Povinná literatura:

[1] J. Vrba, Lékařské aplikace mikrovlnné techniky, ed. 1st, ČVUT Praha, 2003, ISBN 80-01-02705-8

Doporučená literatura:

[1] O. J. Ott, R. D. Issels, R. Wessalowski Hyperthermia in Oncology: Principles and Therapeutic Outlook UNI-MED-Verlag, 2010

[2] J. T Vaughan, John R. Griffiths RF Coils for MRI, John Wiley and Sons, 2012

Modul D