Samenvatting

In dit onderzoek is gekeken naar de storingverschijnselen van elektromagnetische straling op thermokoppelprobes. Deze thermokoppels worden gebruikt om de temperatuur te meten tijdens een hyperthermie behandeling.

Bij hyperthermie wordt een patiënt verwarmd met elektromagnetische straling tot ongeveer 42°C. Hierbij kan o.a. denaturatie van eiwitten en proteïnen optreden. Omdat een tumor minder goed doorbloed is dan gezond weefsel zal het effect hier vele malen groter zijn. De hyperthermie behandeling wordt vervolgens altijd gecombineerd met radio- of chemotherapie omdat de werking hiervan wordt versterkt.

De gebruikte elektromagnetische straling heeft een frequentie van 434 MHz voor oppervlakkige behandelingen en 70 MHz voor dieper gelegen toepassingen. Bij 434 MHz wordt gebruikt gemaakt van een contact-flexible microstrip antenne (CFMA) en bij 70 MHz twee of vier golfpijp antennes. Voor een behandeling wordt het systeem afgestemd om zo min mogelijk reflecties te hebben omdat de generator hierdoor overbelast raakt.

De thermokoppelprobes die worden gebruikt zijn van Koper Constantaan en hebben een bereik van -270 °C en 400 °C en de gevoeligheid is ca. 43 µV/ °C. Voor de referentie is een fiber optische sensor aanwezig die op het principe van fluorescentie werkt. Deze heeft een bereik van 35°C tot 45°C met +/- 0,2°C precisie. Het fiber optische systeem vertoont een vertraging van 1 á 2 seconden t.o.v. de thermokoppel.
In het vooronderzoek is gekeken naar de invloed van de EMI (Electro Magnetische Instraling) op de thermokoppels en naar de invloed van het gebruik van katheters. Uit het vooronderzoek blijkt dat meten in de richting evenwijdig aan het E-veld meer storing levert t.o.v. loodrecht op het E-veld, waar de storing bijna verwaarloosbaar is. Voor de invloed van katheters is o.a. gekeken naar of deze een verschil geven in de temperatuur binnen en buiten de katheter, en of ze gevuld moeten worden met een vulstof. Er is gebleken dat de katheters geen invloed hebben op de metingen als ze niet gevuld zijn voor
fibers.
Er is na het vooronderzoek een fantoom ontworpen. Dit fantoom is bedoeld om een patiënt na te bootsen voor de elektromagnetische straling. In het fantoom worden een aantal katheters aangebracht om op verschillende plekken en richtingen te kunnen meten. Voor alle metingen van het onderzoek wordt het fantoom gebruikt.

In het onderzoek is allereerst de beïnvloeding in kaart gebracht bij een thermokoppel in de richting evenwijdig aan het E-veld en loodrecht op het E-veld. Evenwijdig aan het E-veld kan bij 400Watt de storing op lopen tot een fout van 16°C, en loodrecht op het E-veld kan deze oplopen tot 5,5°C. Daarnaast is er ook een RF geïnduceerde verwarming waargenomen evenwijdig aan het E-veld, deze bedraagt bij 400 Watt ca 0,5°C.

De volgende meting kijkt naar hoeveel de storing onderdrukt wordt door ferriet kralen. De ferriet kralen zorgen voor een vermindering in de storing met een factor vijf. Er is ook gekeken naar hoeveel ferriet kralen er gebruik moeten worden. Veertien ferriet kralen levert het gunstigste resultaat.
Vervolgens is er een meting een vijftal keer exact herhaald om de lineaire regressie fout te laten bepalen door Excel. Bij 200Watt, evenwijdig aan het E-veld, is drie maal de standaardafwijking +/-0,067°C en bij 600 Watt +/- 0,158°C.

Ook is er gekeken naar de fout die optreed door de RF geïnduceerde verwarming. Bij een behandeling wordt het vermogen gepulseerd 25 seconden aan en 5 seconden uit. Er wordt dan bij 3 seconden vermogen uit een temperatuursmeting gedaan. Bij deze meting is gekeken naar de afkoeling van de RF geïnduceerde verwarming. Er wordt steeds gekeken naar de meet waarde 3 seconden na dat het vermogen uit is. Deze waarde is vergeleken met de referentie. Bij 600 Watt komt hier een fout van +0,37°C uit. Als er ferriet kralen worden toegevoegd komt de fout tot +0,26°C. Bij 600 Watt loodrecht op het E-veld zonder ferriet kralen is de fout +0,14°C.

Het systeem voldoet aan de gestelde eisen, mits er rekening wordt gehouden met de oriëntatie t.o.v. het veld. Helaas is het zo dat het fantoom niet de werkelijkheid perfect weerspiegeld, de resultaten zijn daarom geen directe weergave van de realiteit. De metingen moeten nog maal worden gedaan in de kliniek om zekerheid te geven.