Transient Temperature Distribution inside Human Brain during Interstitial Microwave Hyperthermia

• Autorzy: Gas P.

Warianty tytułu

PL

Nieustalony rozkład temperatury wewnątrz mózgu człowieka w czasie śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study demonstrates computer simulation of human brain treated with interstitial microwave hyperthermia. A thin coaxial-slot antenna emitting microwaves is the heat source. For simplification, a 2D axisymmetric model is considered. The wave equation for TM wave case and the Pennes bioheat transfer equation for transient-state have been solved with the finite element method. The impact of the time variable on temperature distribution was discussed and the obtained simulation results were presented.

PL

Niniejsza praca pokazuje symulację komputerową mózgu człowieka leczonego przy wykorzystaniu śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej. Źródłem ciepła jest cienka współosiowa antena ze szczeliną powietrzną emitująca mikrofale. Równanie falowe dla przypadku fali TM oraz biologiczne równanie przewodnictwa cieplnego określone przez Pennesa dla stanu niestacjonarnego zostały rozwiązane za pomocą metody elementów skończonych. Został przedyskutowany wpływ zmiennej czasowej na rozkład temperatury i przedstawione wyniki symulacji.

Słowa kluczowe

EN

interstitial microwave hyperthermia; TM waves; Cole-Cole model; bioheat equation; FEM

PL

śródmiąższowa hipertermia mikrofalowa; fale TM; model Cola-Cola; biologiczne równanie ciepła; MES (metoda elementów skończonych)

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 3a
• Strony: 274--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., schem., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gas P.

• AGH University of Science and Technology, Department of Electrical and Power Engineering, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow

Bibliografia

• [1] Habash R.W.Y., Bansal R., Krewski D., Alhafid H.T., Thermal Therapy, Part 2: Hyperthermia Techniques, Critical Reviews in Biomedical Engineering, 34 (2006), No. 6, 491-542.
• [2] Baronzio G.F., Hager E.D., Hyperthermia in Cancer Treatment: A Primer, Landes Bioscience and Springer Science + Business Media, New York (2006).
• [3] Kikuchi S., Saito K., Takahashi M., I to K., Control of heating pattern for interstitial microwave hyperthermia by a coaxial-dipole antenna—aiming at treatment of brain tumor, Electronics and Communications in Japan (Part I: Communications), 90 (2007), 12, 31–38.
• [4] Gas P., Temperature inside Tumor as Time Function in RF Hyperthermia, Electrical Review, 86 (2010), No. 12, 42-45.
• [5] Kurgan E., Gas P., Treatment of Tumors Located in the Human Thigh using RF Hyperthermia, Electrical Review, 87 (2011), No. 12b, 103-106.
• [6] Miaskowski A., Sawicki B., Krawczyk A., The use of magnetic nanoparticles in low frequency inductive hyperthermia, COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, Vol.31 (2012), Iss. 4, 1096 - 1104.
• [7] Gas P., Essential Facts on the History of Hyperthermia and their Connections with Electromedicine, Electrical Review, 87 (2011), No. 12b, 37-40.
• [8] Saito K., Taniguchi T., Yoshimura H., I to K., Estimation of SAR Distribution of a Tip-Split Array Applicator for Microwave Coagulation Therapy Using the Finite Element Method, IEICE Trans. Electronics, Vol. E84-C (2001), No. 7, 948-954.
• [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] Gabriel S., Lau R.W., Gabriel C., The dielectric properties of biological tissues: III. Parametric models for the dielectric spectrum of tissues, Phys. Med. Biol., 41 (1996), 2271-2293.
• [13] 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.