Impact of tissue parameters on temperature distribution in time-transient analysis of interstitial microwave hyperthermia

• Autorzy: Gas P. , Schmidt P.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów tkanki na rozkład temperatury w analizie czasowej śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article relates to the application of the coaxial-slot antenna in pathological tissue treatment during interstitial microwave hyperthermia. Electromagnetic field radiated from the antenna in TM wave form is the source of the temperature gradient in the tissue. Therefore, besides the wave equation, the Pennes equation under transient condition is examined. The influence of the parameters of various tissues on temperature distribution is investigated. All simulation results have been calculated using the FEM for the antenna operating frequency of 2.45 GHz and the antenna input power level set to 1W.

PL

Artykuł odnosi się do zastosowania anteny współosiowej ze szczeliną powietrzną w leczeniu patologicznych tkanek podczas śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej. Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez antenę w postaci fali TM stanowi źródło gradientu temperatury w tkance. Z tego względu, oprócz równania falowego rozpatrzono równanie Pennesa w przypadku niestacjonarnym. Zbadano wpływ parametrów różnych tkanek na rozkład temperatury. Wyniki symulacji zostały wyznaczone przy użyciu MES dla częstotliwości pracy anteny 2,45 GHz oraz poziomu mocy wejściowej anteny 1 W.

Słowa kluczowe

EN

interstitial microwave hyperthermia; coaxial-slot antenna; bioheat equation

PL

śródmiąższowa hipertermia mikrofalowa; antena współosiowa ze szczeliną powietrzną; biologiczne równanie ciepła

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 2b
• Strony: 295--298
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gas P.

• AGH University of Science and Technology

autor

Schmidt P.

• AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• [1] McPhee S.J., Papadakis M.A., Rabow M.W., Current Medical Diagnosis and Treatment 2013, 52nd edition, McGraw- Hill Medical (2012).
• [2] Balanis C.A., Modern Antenna Handbook, John Wiley & Sons (2008).
• [3] Baronzio G.F., Hager E.D., Hyperthermia in Cancer Treatment: A Primer, Landes Bioscience and Springer Science + Business Media, New York (2006).
• [4] Sai to K., Hosaka S., Okabe S.Y., A proposition on improvement of a heating pattern of an antenna for microwave coagulation therapy: introduction of a coaxial-dipole antenna, Electronics and Communications in Japan (Part I: Communications), 86 (2003), No. 1, 16-23.
• [5] Gas P., Temperature inside Tumor as Time Function in RF Hyperthermia, Electrical Review, 86 (2010), No. 12, 42-45.
• [6] Kurgan E., Gas P., Treatment of Tumors Located in the Human Thigh using RF Hyperthermia, Electrical Review, 87 (2011), No. 12b, 103-106.
• [7] Bargl ik J., Dołęga D., Nanotermia oraz przykłady zastosowania pól elektromagnetycznych w medycynie, Przeglad Elektrotechniczny, 86 (2010), No. 7, 15-19.
• [8] Gas P., Essential Facts on the History of Hyperthermia and their Connections with Electromedicine, Electrical Review, 87 (2011), No. 12b, 37-40.
• [9] Cole K.S., Cole R.H., Dispersion and absorption in dielectrics I: Alternating Current. Characteristics, J. Chem. Phys., 9(1941), 341-351.
• [10] Gas P., Temperature Distribution of Human Tissue in Interstitial Microwave Hyperthermia, Electrical Review, Vol. 88 (2012), No. 7a, 144-146.
• [11] Pennes H.H., Analysis of Tissue and Arterial Blood Temperatures in the Resting Human Forearm, J. Appl. Physiol., 1 (1998), No. 85, 5-34.
• [12] Mcintosh R. L., Anderson V., A Comprehensive Tissue Properties Database Provided for the Thermal Assessment of a Human at Rest, Biophysical Reviews and Letters, 5 (2010), No. 3, 129-151.
• [13] Gabriel S., Lau R.W., Gabr iel C., The dielectric properties of biological tissues: II. Measurements in the frequency range 10 Hz to 20 GHz, Phys. Med. Biol., 41 (1996), 2251-2269.