Mathematik und Medizin... 

standen im Zentrum, als Prof. Dr. Deuflhard, Direktor des Zuse-Instituts in Berlin,

am 15.11.11 im Kolloquium der Fakultät EIM einen Vortrag zu folgendem Thema hielt:

(Siehe auch die Anküündigung unter http://www.uni-paderborn.de/mitteilung/105471/).   Die Idee der Hyperthermie, einer modernen Therapie, besteht darin, Tumoren
durch gezielte Wärmebestrahlung bei Temperaturen von ca. 43° C zu zerstören. Die Kunst dabei: Benachbartes gesundes Gewebe darf nicht zerstört werden. Deswegen
kommen seit etwas mehr als 10 Jahren Bestrahlungsgeräte zum Einsatz, die etwa so aussehen: 

Während links der reale Apparat zu sehen ist, zeigt die "virtuelle Ausführung" rechts in Weiß die ringförmig um den Patienten angeordneten gitterförmigen Antennen (insgesamt 8 an der Zahl). Durch die gezielte und hochpräzise Ansteuerung dieser verschiedenen Antennen mit Strömen unterschiedlicher Spannungen und Frequenzen kann erreicht werden, dass sich die Wärmestrahlung im Bereich des Tumorgewebes (violett) konzentriert und die gesunden Bereiche ringsum geschont werden.

Es erwies sich jedoch, dass diese Apparaturen noch nicht genau genug arbeiteten, um Tumoren wie den abgebildeten ohne größere Zerstörungen gesunden Gewebes restlos entfernen zu können. Prof. Deuflhard und seinem Team ist es in den letzten Jahren gelungen, diese therapeutische Technologie mit Hilfe modernster mathematischer Methoden und inzwischen verfügbarer Hochleistungsrechentechnik wesentlich zu verbessern.
Es wurde ein neues Gerät mit nunmehr 24 Antennen entwickelt, nachfolgend im Bild rechts zu sehen:

Basierend auf einer sehr präzisen computertomografischen Vermessung des Patienten nach folgendem Muster

werden hochkomplexe Berechnungsmodelle zur Ansteuerung der Antennen entwickelt. Das folgende Bild verdeutlicht, wie fein der menschliche Körper und seine unterschiedlichen Gewebe wiedergegeben werden:

Im Ergebnis lassen sich wesentlich bessere therapeutische Erfolge erzielen, wie die folgenden beiden Bilder im Vergleich zeigen: Links ist sehr gut zu sehen, dass sich bei der bisherigen Technik Tumor (violettes Gitter) und erwärmte Zone (rot) sehr deutlich unterscheiden. 

Das Bild rechts zeigt, was dagegen die neue Apparatur zu leisten imstande ist: Die Übereinstimmung zwischen Tumor und Erw ärmungszone hat sich wesentlich verbessert, und  durch Variation der Frequenzen kann sogar eine weitere Verbesserung erreicht werden. Dies lässt für eine wesentlich grö&azlig;ere Fallzahl als bisher die vollständige Zerstörung des Tumors erwarten. Herzlichen Glückwunsch, Prof. Deuflhard! 

Halten wir fest: Diese wirklich optimistisch stimmenden Fortschritte - in allerjüngster Vergangenheit erzielt - sind ohne die Mathematik völlig undenkbar!