Zelflerende algoritmen leiden tot optimale ultrasone hyperthermie in het verwijderen en behandelen van kanker. Bij MR-HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) wordt de tumor met behulp van ultrageluid door verhitting heel lokaal weggebrand. Via een MRI wordt tegelijkertijd de temperatuur gecontroleerd.
HIFU = Ultra Sound is dus een manier van kleine tumoren verwijderen via hyperthermie - hitte opgewekt door ultrasone geluidsgolven. Hoewel deze techniek al jaren veilig en effectief blijkt wordt met het onderzoek en vaker toepassen niet echt haast gemaakt. Al in 2015 schreven drie Nederlandse urologen een brief met als titel: Hoe lang mag je een behandeling experimenteel noemen? (zie ook in gerelateerde artikelen).
In Duitsland wordt deze techniek wel dagelijks toegepast, bv. in de uniklinik Keulen wordt er al jaren gewerkt met deze techniek. In Nederland wordt in deze privekliniek HIFU toegepast bij prostaatkanker
Deze reviewstudie uit 2019 geeft overzicht van studies gedaan met HIFU wereldwijd.
Daniel Deelen, wetenschapper aan de Technische Universiteit van Keulen heeft in samenwerking met de Uniklinik in Keulen zelflerende algoritmes ontwikkeld die de stralen automatisch reguleren op basis van de actuele temperatuur in de tumor.
Daniel schreef een proefschrift over zijn studie en kunt u inzien via de volgende PDF.
Model predictive control for MR-HIFU-mediated, uniform hyperthermia Citation for published version (APA): Sebeke, L., Deenen, D. A., Maljaars, E., Heijman, E., de Jager, B., Heemels, W. P. M. H., & Grüll, H. (2019). Model predictive control for MR-HIFU-mediated, uniform hyperthermia. International Journal of Hyperthermia, 36(1), 1040-1050. https://doi.org/10.1080/02656736.2019.1668065
Het abstract uit 2019 is dit:
Model predictive control for MR-HIFU-mediated, uniform hyperthermia
- PMID: 31621435
- DOI: 10.1080/02656736.2019.1668065
Abstract
Purpose: In local hyperthermia, precise temperature control throughout the entire target region is key for swift, safe, and effective treatment. In this article, we present a model predictive control (MPC) algorithm providing voxel-level temperature control in magnetic resonance-guided high intensity focused ultrasound (MR-HIFU) and assess the improvement in performance it provides over the current state of the art.
Materials and methods: The influence of model detail on the prediction quality and runtime of the controller is evaluated and a tissue mimicking phantom is characterized using the resulting model. Next, potential problems arising from modeling errors are evaluated in silico and in the characterized phantom. Finally, the controller's performance is compared to the current state-of-the-art hyperthermia controller in side-by-side experiments.
Results: Modeling diffusion by heat exchange between four neighboring voxels achieves high predictive performance and results in runtimes suited for real-time control. Erroneous model parameters deteriorate the MPC's performance. Using models derived from thermometry data acquired during low powered test sonications, however, high control performance is achieved. In a direct comparison with the state-of-the-art hyperthermia controller, the MPC produces smaller tracking errors and tighter temperature distributions, both in a homogeneous target and near a localized heat sink.
Conclusion: Using thermal models deduced from low-powered test sonications, the proposed MPC algorithm provides good performance in phantoms. In direct comparison to the current state-of-the-art hyperthermia controller, MPC performs better due to the more finely tuned heating patterns and therefore constitutes an important step toward stable, uniform hyperthermia.
Similar articles
-
Reduction of peak acoustic pressure and shaping of heated region by use of multifoci sonications in MR-guided high-intensity focused ultrasound mediated mild hyperthermia.Med Phys. 2013 Jan;40(1):013301. doi: 10.1118/1.4769116.PMID: 23298120 Free PMC article.
-
Interleaved Mapping of Temperature and Longitudinal Relaxation Rate to Monitor Drug Delivery During Magnetic Resonance-Guided High-Intensity Focused Ultrasound-Induced Hyperthermia.Invest Radiol. 2017 Oct;52(10):620-630. doi: 10.1097/RLI.0000000000000392.PMID: 28598900
-
Mild hyperthermia by MR-guided focused ultrasound in an ex vivo model of osteolytic bone tumour: optimization of the spatio-temporal control of the delivered temperature.J Transl Med. 2019 Oct 24;17(1):350. doi: 10.1186/s12967-019-2094-x.PMID: 31651311 Free PMC article.
-
Advances in MR image-guided high-intensity focused ultrasound therapy.Int J Hyperthermia. 2015 May;31(3):225-32. doi: 10.3109/02656736.2014.976773. Epub 2014 Nov 6.PMID: 25373687 Review.
-
Noninvasive Thermometry in High-Intensity Focused Ultrasound Ablation.Ultrasound Q. 2017 Dec;33(4):253-260. doi: 10.1097/RUQ.0000000000000300.PMID: 28549003 Review.
Gerelateerde artikelen
- MRgFUS = MRI-guided focused ultrasound geeft uitstekende resultaten bij bottumoren vanuit verschillende vormen van kanker, maar ook bij goedaardige hersentumoren en essentiele Tremor
- HIFU - High Intensity Focused Ultrasound blijkt een effectieve behandeling voor alvleesklierkanker. HIFU gebruikt gerichte hitte om kankercellen aan te pakken en te vernietigen, en er is minimale schade aan het lichaam.
- Histotripsy, een vorm van ultra sound met gepulseerde geluidsgolven en gasbellen blijkt uitstekende, veilige en niet invasieve techniek voor eliminatie van levertumoren, daarbij gezond weefsel sparend
- UMC Utrecht start studie (i-GO studie ) met chemo via nanodeeltjes plus MR-HIFU voor borstkankerpatienten
- Zelflerende algoritmen leiden tot optimale effectiviteit van door HIFU = Ultra sound opgewekte hyperthermie bij kwaadaardige tumoren, aldus Daniel Deelen in zijn proefschrift
- HIFU - High-Intensity Focused Ultrasound is uitstekende behandeling voor niet uitgezaaide prostaatkanker, waarom blijft dit een experimentele behandeling en wordt HIFU niet vergoed vanuit basisverzekering?
- HIFU - Ultra Sound als pijnbestrijding voor in botten uitgezaaide prostaatkanker in UMC Utrecht
- Ultra sound - HIFU lijkt operatie techniek te worden voor de nabije toekomst. Het MRI-HIFU apparaat is afgelopen jaren met succes gebruikt bij vleesboom verwijdering. Hier meer informatie hoe HIFU - High Focused Ultra Sound precies werkt met foto's enz.
- Ultra Sound - opereren via geluid en verhitting - wordt ingezet bij beginnende borstkanker in het UMC - Utrecht
- Ultra Sound naast TACE geeft hoog significant betere resultaten dan alleen TACE bij levertumoren met een gemiddelde grootte van 10,4 cm. !!!!!, aldus twee gerandomiseerde studies bij totaal 200 patiënten met levertumoren.
- Ultra Sound HIFU - High Dose Focused Ultrasound bij levertumoren en niertumoren blijkt een veilig en met een beter resultaat, significant minder bijwerkingen, uit te voeren behandeling.
- Ultra sound opent tijdelijk blood - brain barriere voor gerichte chemobehandeling van tumoren in het hoofd en hersenen door nanodeeltjes.
Plaats een reactie ...
Reageer op "Zelflerende algoritmen leiden tot optimale effectiviteit van door HIFU = Ultra sound opgewekte hyperthermie bij kwaadaardige tumoren, aldus Daniel Deelen in zijn proefschrift"