Hochfrequenzforschung

Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe aus Ärzten, Physikern und Ingenieuren beschäftigt sich mit der präklinischen Charakterisierung und Optimierung elektromagnetischer Strahlung in der Therapie. Die Ergebnisse präklinischer Forschung zusammen mit Planungsrechnungen und Modellbildung sollen zur Anwendungsoptimierung und Entwicklung neuer Hochfrequenz-Therapiegeräte führen und deren klinischen Einsatz vorbereiten und begleiten.

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Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Hochfrequenz-Forschung

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Hochfrequenzmodellierung (Leistungsdichte- und Temperaturverteilungen, Patientenmodelle aus Bilddatensätzen), Phantombau, Qualitätssicherung und der Entwicklung von Hardware und Software zur Planung und Optimierung von hochfrequenz-basierten Behandlungen in der Onkologie.  Die Arbeitsgruppe ist assoziiert mit der Klinik für Radioonkologie und Strahlentherapie und dem Hyperthermiezentrum der Charité. Kooperationspartner sind die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), sowie verschiedene Institute und Kliniken der Charité.

Methoden, Algorithmen, Geräteausstattung (ohne Therapiesysteme):

  • FDTD-Solver (finite-difference time-domain method) zur Berechnung der elektro-magnetischen Hochfrequenz-Felder
  • Zeitabhängiger BHTE-Solver (bio-heat transfer equation) zur Berechnung von durch die HF-Felder generierten nichtlinearen Temperaturverläufen
  • Sim4Life-Plattform zur Simulation von elektro-magnetischen Feldern, Temperaturverteilungen und zur Durchführung von Applikatordesign
  • Eclipse Registrierungs und Konturierungsplattform (CT, MR, PET-CT)
  • MatLab-basierte Algorithmen zum Konvertieren von Konturen in Voxelmodelle
  • Amira DICOM Reader und Visualisierungsplattform
  • Phantomentwicklung und Konstruktion
  • Semi-analytische und numerische Zellmodelle
  • HF-Messtechnik-Pool (Netzwerkanalyse, Spektrum- und Zeitanalyse)
  • Thermatrx TMX-2000 Thermotherapy System zur Durchführung von HF-Kleintierexperimenten
  • Oncotherm LabEHY-200 inklusive Zellkultur-Applikator und Kleintierapplikator zur Durchführung von HF-Experimenten unter Einbeziehung der modulierten HF-Signale

Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe

 

Prof. Pirus Ghadjar / Leiter der Arbeitsgruppe

  • HF-basierte Zell-Konzepte
  • Biologische, genomische/proteomische-Untersuchungen
  • Elektrophysiologische Untersuchungen
  • HF-klinische Expertise
  • Klinische Studien

 

Prof. Peter Wust / Senior Scientist

  • HF-basierte Zell-Konzepte
  • Elektrophysiologische Untersuchungen
  • HF-klinische und -technische Expertise
  • Klinische Studien

 

Dr. Jacek Nadobny /Senior Scientist

  • HF-basierte Planungsentwicklung und  HF-Anwendungsoptimierung
  • Entwicklung der Algorithmen zur Berechnung der elektro-magnetischen HF-Felder 
  • Entwicklung der Algorithmen zur Berechnung der zeitabhängigen Temperaturverteilungen
  • Entwicklung der Algorithmen zur Berechnung/Abschätzung der HF-Effekte in Zellen
  • Applikatordesign

 

Eva Oberacker / Wissenschaftliche Mitarbeiterin

  • Klinisch-physikalische Auswertung und Anwendungsoptimierung
  • Testung und Entwicklung von HF-Modellen mit Hilfe von Sim4Life

 

Dr. Marcus Beck / Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Facharzt für Radioonkologie

  • HF-Effekte in HF-kapazitiven Anwendungen

 

Benjamin Chrzon / Medizinphysiker

  • Phantomentwicklung, klinisch-technische Anwendungsoptimierung
  • Qualitätssicherung

 

Dr. Mirko Weihrauch / Medizinphysiker

  • Bilddatentransfer und –auswertung
  • Spezielle IT-Probleme
  • MR-Thermometrie
  • MR-gestützte Optimierung

 

Dr. med. univ. Benedikt Kortüm / Doktorand, Stipendiat „Elektromagnetische Felder in der Radioonkologie und Strahlentherapie”

  • Biologische, genomische/proteomische-Untersuchungen

 

Alexander Rattunde / Doktorand

  • Klinische Aspekte der HF-kapazitiven Applikatoranwendung

     

Publikationen

Veröffentlichungen der Arbeitsgruppe

Oberacker E, Kuehne A, Oezerdem C, Nadobny J, Weihrauch M, Beck B, Zschaeck S,

Diesch C, Eigentler TW, Waiczies H, Ghadjar P, Wust P, Winter L, Niendorf T.

Radiofrequency applicator concepts for thermal magnetic resonanceof brain tumors at 297MHz (7.0 Tesla).

Int J Hyperthermia 2020, online publication prior to print

 

Kok HP, Beck M, Löke DR, Helderman RFCPA, van Tienhoven G, Ghadjar P, Wust P,

Crezee H. Locoregional peritoneal hyperthermia to enhance the effectiveness of

chemotherapy in patients with peritoneal carcinomatosis: a simulation study

comparing different locoregional heating systems. Int J Hyperthermia.

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Wust P, Ghadjar P, Nadobny J, Beck M, Kaul D, Winter L, Zschaeck S. Physical

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hyperthermia. Int J Hyperthermia. 2019;36(1):1246-1254. doi:

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Dobšíček Trefná H, Schmidt M, van Rhoon GC, Kok HP, Gordeyev SS, Lamprecht U,

Marder D, Nadobny J, Ghadjar P, Abdel-Rahman S, Kukiełka AM, Strnad V, Hurwitz

MD, Vujaskovic Z, Diederich CJ, Stauffer PR, Crezee J. Quality assurance

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Zschaeck S, Wust P, Melcher I, Nadobny J, Rau D, Striefler J, Pahl S, Flörcken

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Issels RD, Lindner LH, Verweij J, Wessalowski R, Reichardt P, Wust P, Ghadjar

P, Hohenberger P, Angele M, Salat C, Vujaskovic Z, Daugaard S, Mella O, Mansmann

U, Dürr HR, Knösel T, Abdel-Rahman S, Schmidt M, Hiddemann W, Jauch KW, Belka C,

Gronchi A; European Organization for the Research and Treatment of Cancer-Soft

Tissue and Bone Sarcoma Group and the European Society for Hyperthermic Oncology.

Effect of Neoadjuvant Chemotherapy Plus Regional Hyperthermia on Long-term

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Trefná HD, Crezee H, Schmidt M, Marder D, Lamprecht U, Ehmann M, Hartmann J,

Nadobny J, Gellermann J, van Holthe N, Ghadjar P, Lomax N, Abdel-Rahman S, Bert

C, Bakker A, Hurwitz MD, Diederich CJ, Stauffer PR, van Rhoon GC. Quality

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HR, Ploner F, Baur-Melnyk A, Mansmann U, Hiddemann W, Blay JY, Hohenberger P;

European Organisation for Research and Treatment of Cancer Soft Tissue and Bone

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