Temperature inside tumor as time function in RF hyperthermia

• Autorzy: Gas P.

Warianty tytułu

PL

Temperatura wewnątrz guza jako funkcja czasu w RF hipertermii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A simplified 2-D model which is an example of regional RF hyperthermia is presented. Human body is inside the wire with exciting current and the electromagnetic energy is concentrated within the tumor. The analyzed model is therefore a coupling of the electromagnetic field and the temperature field. Exciting current density in human body has been calculated using the finite element method, and then bioheat equation in timedepended nonstationary case has been resolved. At the and obtained results are presented.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono uproszczony model dwuwymiarowy stanowiący prosty przykład zastosowania regionalnej hipertermii o częstotliwości radiowej, w której ciało człowieka znajduje się wewnątrz przewód z wymuszającym prądem, a energia elektromagnetyczna zostaje skupiona w środku guza. Analizowany model stanowi zatem sprzężenie pola elektromagnetycznego i pola temperatury. Posługując się metodą elementów skończonych na wstępie wyznaczono gęstość prądu indukowanego w ciele człowieka, a następnie rozwiązano biologiczne równanie ciepła w przypadku niestacjonarnym zależnym od czasu. Na końcu zestawiono uzyskane wyniki.

Słowa kluczowe

EN

hyperthermia; bioheat equation; temperature distribution; finite element method

PL

hipertermia; biologiczne równanie ciepła; rozkład temperatury; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 12
• Strony: 42--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gas P.

• AGH University of Science and Technology,

Bibliografia

• [1] Chou C.K.: Therapeutic heating applications of radio frequency energy, Biological and Medical Aspects, Barnes, F.S., Greenebaum, B. (Ed.), Taylor&Francis, Boca Raton, FL, Chapter 12, 2006.
• [2] Dębicki P.: Hipertermia mikrofalowa w leczeniu gruczołu krokowego. Problemy fizyczne I techniczne, Politechnika Gdańska, Gdańsk 1999.
• [3] Gordon R.G., Roemer R.B., Horvath S.M.: A mathematical model of the human temperature regulatory system—transient cold exposure response, IEEE Trans. Biomed. Eng., 23, 434, 1976.
• [4] Hiraoka M., Mitsumori M., Hiroi N., Ohno S., Tanaka Y., Kotsuka Y., Sugimachi K:. Development of RF and microwave heating equipment and clinical applications to cancer treatment, Japan, IEEE Trans. Microwave Theory Technol., 48, 1789, 2000.
• [5] Kurgan E., Gas P.: Distribution of the Temperature in Human Body in RF Hyperthermia, Electrical Review (Przegląd Elektrotechniczny), nr 12, str. 96 – 99, 2009.
• [6] Kurgan E., Gas P.: Estimation of Temperature Distribution Inside Tissues in External RF Hyperthermia, Electrical Review (Przegląd Elektrotechniczny), no 01, 100 – 102, 2010.
• [7] Kuwano, H., Sumiyoshi, K., Watanabe, M., Sadanaga, N., Nozoe, T., Yasuda, M., and Sugimachi, K., Preoperative hyperthermia combined with chemotherapy and irradiation for the treatment of patients with esophageal carcinoma, Tumorigenesis, 81, 18, 1995
• [8] Lin J.C.: Hyperthermia therapy; Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, vol. 9, Webster, J.G. (Ed.), Wiley, New York, 450 – 460, 1999.
• [9] McPhee S.J.: Current Medical Diagnosis and Treatment 2009, McGraw-Hill, 2008.
• [10] Nakajima T., Roberts D.W., Ryan T.P., Hoopes P.J., Coughlin C.T., Trembly B.S., Strohbehn J.W.: Pattern of response to interstitial hyperthermia and brachytherapy for malignant intracranial tumour: a CT analysis, Int. J. Hyperthermia, 9, 491, 1993.
• [11] Overgaard J., Gonzalez D.G., Hulshof M., Arcangeli G., Dahl O., Mella O., Bentzen S.M.: Randomised trial of hyperthermia as adjuvant to radiotherapy for recurrent or metastatic malignant melanoma, Lancet, 345, 540, 1995.
• [12] Pennes H.H.: Analysis of tissue and arterial blood temperatures in resting forearm, J. Appl. Physiol., 1, 93, 1948.
• [13] Pisa S., Cavagnaro M., Piuzzi E., Bernardi P., Lin J.C.: Power density and temperature distributions produced by interstitial arrays of sleeved-slot antennas for hyperthermic cancer therapy, IEEE Trans. Microwave Theory Technol., 5, 2418, 2003.
• [14] Sneed P.K., Stauffer P.R., McDermott M.W., Diederich C.J., Lamborn K.R., Prados M.D., Chang S., Weaver K.A., Spry L., Malec M.K., Lamb S.A., Voss B., Davis R.L., Wara W.M., Larson D.A., Phillips T.L., Gutin P.H: Survival benefit of hyperthermia in a prospective randomized trial of brachytherapy boost p hyperthermia for glioblastoma multiforme, Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 40, 287, 1998.
• [15] Spiegel R.J.: A review of numerical models for predicting the energy deposition and resultant thermal responses of humans exposed to electromagnetic fields, IEEE Trans. Microwave Theory Technol., 32, 730, 1984.
• [16] Stauffer P.R., Rossetto F., Prakash M., Neuman D.G., Lee T.: Phantom and animal tissues for modelling the electrical properties of human liver, Int. J. Hyperthermia 19(1), 89 – 101, 2003.
• [17] Stolwijk J. A. J., Hardy J.D.: Control of body temperature; Handbook of Physiology-Reaction to Environmental Agents, Lee D.H.K. (Ed.), Am. Physiol. Soc. Bethesda, MD, 45, 1977.
• [18] Van der Zee J.: Heating the patient: A promising approach?, Annals of Oncology, 13, 1173– 1184, 2002.