Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt proMT arbeiten Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern, der Universität Trier, des Fraunhofer Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM), des Klinikums der Johann Wolfgang Goethe Universität und der Siemens Healthcare GmbH an der Verbesserung der laserinduzierten interstitiellen Thermotherapie, einer medizinischen Behandlung zur Zerstörung von Lebertumoren durch Thermoablation mittels Laserstrahlung. Ziel ist es, eine realitätsnahe echtzeitfähige Simulation zu entwickeln, die den Praktiker bei der Therapieplanung online unterstützen soll. Der Wärmeübergang innerhalb der Leber kann durch ein PDE-System beschrieben werden, das aus der sogenannten Bio-Wärme-Gleichung und einem Strahlungsübertragungsmodell besteht. Aus mathematischer Sicht gibt es mehrere anspruchsvolle Fragen zu einer realistischen Simulation:

1. Es ist ein geeignetes Modell für den Strahlungstransfer zu wählen, das die Ausbreitung des Laserlichts im Gewebe beschreibt.
2. Das mathematische Modell für die Strahlungswärmeübertragung hängt von verschiedenen unbekannten und teilweise patientenspezifischen Parametern ab, die mit inversen Methoden identifiziert werden müssen. 
3. Um die Simulation für die Online-Therapieplanung nutzbar zu machen, ist es notwendig, reduzierte Ordnungsmodelle zu untersuchen, um die Simulation zu beschleunigen.
4. Die Simulation muss auf der Grundlage von Daten aus einer realen Therapie validiert werden.

Teilprojekte

• 05M16UKE | Teilprojekt 1: Strahlungstransport und Thermoablation: Modellhierarchien, Parameteridentifikation und Therapieplanung | Technische Universität Kaiserslautern
• 05M16WEA | Teilprojekt 2: Modellreduktion zur prognostischen online MR-Thermometrie | Universität Trier
• 05M16AMA | Teilprojekt 3: Entwicklung eines Demonstrators zur prognostischen MR-Thermometrie | Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM)