Estimation of Temperature Distribution Inside Tissues in External RF Hyperthermia

• Autorzy: Kurgan E. , Gas P.

Warianty tytułu

PL

Estymacja rozkładu temperatury w ciała ludzkiego przy zastosowaniu zewnętrznej hipertermii o częstotliwościach radiowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A numerical method is developed for the estimation of temperature distributions inside tissues heated by external RF hyperthermia with external circular coil. The computational method relies on a solution of electromagnetic field problem in sinusoidal steady state. The heat transfer problem is treated in three dimensions with axis symmetry model. Then the bioheat diffusion equation under a steady-state condition is solved to determine the temperature distributions inside tumour and surrounding tissues. The heat removal due to the blood circulation is also taken into account. Numerical results are presented for several coil configurations in order to minimize negative effects of radiofrequency radiation.

PL

Została opracowana metoda obliczania temperatury w tkankach ciała ludzkiego przy zastosowaniu hipertermii z cewką zewnętrzną. Problem rozwiązywany jest w sinusoidalnym stanie ustalonym. Równanie rozkładu temperatury jest rozwiązywane w trzech wymiarach w modelu o symetrii osiowej. Następnie rozwiązywane jest równanie biologicznego przewodnictwa cieplnego w warunkach stanu ustalonego w celu określenia rozkładu temperatury w tkance rakowej oraz otaczających guz tkankach. W obliczeniach zostało uwzględnione odprowadzanie ciepła z napromieniowanego miejsca przez krew. Przedstawione są również wyniki numerycznej symulacji rozkładu temperatury dla różnych położeń cewki oraz zaproponowana metoda optymalnej konfiguracji w celu zminimalizowanie niekorzystnych skutków napromieniowania polem elektromagnetycznym o częstotliwości radiowej.

Słowa kluczowe

EN

external hyperthermia; bioheat equation; temperature distribution; finite element method

PL

zewnętrzna hipertermia; rozkład temperatury; przewodnictwo cieplne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 1
• Strony: 100--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kurgan E.

autor

Gas P.

• AGH University of Science and Technology, Krakow,

Bibliografia

• [1] Cassady J.R., Hamilton A., Kittelson J., Rossman K., Shetter A., Stea B., “Interstitial irradiation versus interstitial thermoradiotherapy for su-pratentorial malignant gliomas: a comparative survival analysis”, Int J Radiation Oncol Biol Phys., 30, (1994), pp. 591–600.
• [2] Chou C.K., “Application of electromagnetic energy in cancer treat-ment”, IEEE Trans. on Instrumentation and measurements, vol.37, no4, (1988), pp. 547–551.
• [3] Clegg S.T., Das S.K., Samulski T.V., “Electromagnetic thermal therapy power optimization for multiple source applicators”, Internat. J. Hyper-thermia, 15, (1999), pp. 291–308.
• [4] Jazayeri, M. R., Hempe, S. L., Sra, J. S., Dhala, A. A., Blanck, Z., Deshpande, S. S., Avitall, B., Krum, D. P., Gilbert, C. J. and Akhtar, M., Selective transcatheter ablation of the fast and slow pathways using radiofrequency energy in patients with atrioventricular nodal reentrant tachycardia, Circ., vol. 85, (1992), pp 1318-1328.
• [5] Babincova M., Sourivong, P., Leszczynska D., Babinec P., Blood-specific whole-body electromagnetic hyperthermia, Medical Hypotheses, 55(6), (2000), 459–460
• [6] Klein, L. S., Shih, H. T., Hackett, F. K., Zipes, D. P. and Miles, W. M., Radiofrequency catheter ablation of ventricular tachycardia in patients without structural heart disease, Circ., Vol. 85, (1992), pp 1666-1674.
• [7] Huang, S. K., Graham, A. R., Lee, M. A., Ring, M. E., Gorman, G. D. and Schiffman, R., Comparison of catheter ablation using radiofrequency versus direct current energy: Biophysical, electrophysiologic and pathologic observations, J. Am. Coll. Cardiol., vol. 18, (1991), pp 1091-1097.
• [8] Haines, D. E. and Watson, D. D., Tissue heating during radiofrequency catheter ablation: A thermodynamic model and observations in isolated perfused and superfused canine right ventricular free wall, Pace, vol. 12, (1989), pp 962-976.
• [9] Hindricks, G., Haverkamp, W., Glker, H., Rissel, U., Budde, T., Ritcher, K. D., Borggrefe, M. and Breithardt, G., Radiofrequency coagulation of ventricular myocardium: Improved prediction of lesion size by monitoring catheter tip temperature,” Eur. Heart J., vol. IO, (1989), pp 972-984.