Automated Treatment Planning in Magnetic Resonance guided High Intensity Focused Ultrasound

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Koskela, Julius
dc.contributor.author Sannholm, Fredrik
dc.date.accessioned 2012-07-02T08:45:51Z
dc.date.available 2012-07-02T08:45:51Z
dc.date.issued 2011
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/3788
dc.description.abstract Högintensivt fokuserat ultraljud guidat av magnetresonanstermometri (MR-HIFU) är en ickeinvasiv medicinsk metod för att åtstadkomma lokal uppvärmning i vävnad, vilket tillämpas främst för behandling av tumörer. Tekniken utnyttjar fokuserat ultraljud för att lokalt höja temperaturen i tumörvävnaden vilket resulterar nekros. För att orsaka ablation i hela tumören krävs det att flera av dessa celler sonikeras. Att manuellt planera hur dessa celler skall placeras, medan behandlingens samtliga säkerhetsaspekter tas i beaktande, är en tidskrävande och monoton process som samtidigt kräver expertis och precision. Dessutom, på grund av behandlingens mångfacetterade karaktär är den svår att optimera manuellt. Syftet med detta arbete var att utforma en algoritm för automatisk behandlingsplanering för MR-HIFU för att förbättra arbetsflödet i planeringsprocessen, samt att producera en prototyp av en dylik algoritm. Den presenterade algoritmen är en stegvis process. Först producerar algoritmen en grupp av positioner som kan sonikeras på ett säkert sätt. Därefter finner algoritmen den optimala undergruppen av dessa positioner. Slutligen optimerar algoritmen resten av de relevanta behandlingsparametrarna. Behandlingen kan optimeras antingen genom att maximera volymen som utsätts för ablation eller genom att minimera tiden som behandlingen kräver. Den presenterade algoritmen är tillräckligt generell för att kunna anpassas till samtliga ablationstillämpningar av MR-HIFU. Den har en modulstruktur vilket förenklar uppgradering, och den kan använda information om hur behandlingen framskrider för att reglera och uppdatera planen. Detta är den första publicerade algoritmen för behandlingsplanering inom MRHIFU som kan optimera behandlingen samt använda återkoppling för att reglera planen. Prototypen testades i två konstgjorda fall samt i ett äkta kliniskt fall vilket dess genomförbarhet. sv
dc.description.abstract Magnetic Resonance guided High Intensity Focused Ultrasound (MR-HIFU) is a noninvasive medical procedure for localized tissue heating, used mostly in treatment of tumours. The modality utilizes focused ultrasound to raise the temperature of the tumour tissue in small localized volumes, resulting in necrosis. To ablate the whole tumour, several of these sonication cells are need. Planning the positions of the cells, while taking into consideration all safety aspects of the treatment, is a time consuming and monotonous task, but requires at the same time expertise and precision. Furthermore, due to the complex characteristics of a MR-HIFU treatment, it is difficult to optimize manually. The aim of the thesis was to design an outline for an automated treatment planning algorithm for MR-HIFU, and to produce a prototype of such an algorithm. The presented algorithm relies on a step-wise process. First, a set of positions is produced that can be sonicated safely. Then, an optimal subset of those positions is selected. Finally, the remaining treatment parameters are optimized. The treatment can either be optimized for maximum coverage or minimum total treatment time. The proposed algorithm is general enough to be adaptable to all ablation applications of MR-HIFU. It has a modular structure for easy updating, and it is able to improve on the plan during the treatment based on feedback from already delivered cells. This is the first published treatment planning algorithm for MR-HIFU that optimizes the treatment and has the ability to update the plan based on feedback. The prototype was tested in two artificial test cases and one real clinical case, proving its feasibility. en
dc.format.extent [11] + 95
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.title Automated Treatment Planning in Magnetic Resonance guided High Intensity Focused Ultrasound en
dc.title Automatiserad behandlingsplanering inom högintensivt fokuserat ultraljud guidat av magnetresonanstermometri en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.department Elektroniikan laitos fi
dc.subject.keyword HIFU en
dc.subject.keyword MR-HIFU en
dc.subject.keyword treatment planning en
dc.subject.keyword treatment optimization en
dc.subject.keyword HIFU sv
dc.subject.keyword MR-HIFU sv
dc.subject.keyword behandlingsplannering sv
dc.subject.keyword behandlingsoptimering sv
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201207022754
dc.type.dcmitype text en
dc.programme.major Sovellettu elektroniikka fi
dc.programme.mcode S-66
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Sepponen, Raimo
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account