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. In den Aufgabenbereich fällt auch die optimale Anwendung, laufende Überprüfung und Qualitätssicherung der klinischen Therapiesysteme.

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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. Ein Schwerpunkt ist die Entwicklung von technischen Lösungen für die translationale Forschung.

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)
  • I-Plan für Konturierung/Registrierung/Fusion von Bilddatensätzen
  • MatLab-basierte Algorithmen zum Konvertieren von Konturen in Voxelmodelle
  • Amira DICOM Reader und Visualisierungsplattform
  • Herstellung von Phantommaterialien und Phantomen
  • Semi-analytische und numerische Zellmodelle
  • HF-Messtechnik-Pool (Netzwerkanalyse, Spektrum- und Zeitanalyse)
  • Thermometrie: Fluorooptisches System und Hochwiderstands-Themistoren
  • 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 / Ärztlicher Leiter des Ambulanten Zentrums Strahlentherapie

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

Dr. Jacek Nadobny / Medizinphysik-Experte und Ingenieur für Biomedizin

  • 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

2020


2019


2018


2017


2016


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2005