Wyznaczanie rozkładu współczynnika absorpcji właściwej w śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej

• Autorzy: Gas P.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the specific absorption rate distribution in interstitial microwave hyperthermia

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Śródmiąższowa hipertermia mikrofalowa jest inwazyjną metodą leczenia, w której grzanie elektromagnetyczne jest wytwarzane przez różnego rodzaju aplikatory mikrofalowe umieszczone wewnątrz chorych tkanek. Dobry przykład może stanowić współosiowa antena ze szczeliną powietrzną przedstawiona w niniejszej pracy. Opisany 2D model matematyczny stanowi połączenie elektromagnetycznego równania falowego dla przypadku fali TM oraz biologicznego równania ciepła w stanie ustalonym. Wykorzystując metodę elementów skończonych, wyznaczono rozkłady mocy mikrofalowej oraz współczynnika absorpcji właściwej wewnątrz tkanki ludzkiej. Wyniki symulacji zostały sporządzone dla różnych wartości mocy wejściowej anteny oraz różnych tkanek.

EN

Interstitial microwave hyperthermia is an invasive kind of treatment in which electromagnetic heating is produced by various types of the applicators located in the human pathological tissues. A good example may be a coaxial-slot antenna presented in this paper. The described 2D mathematical model consists of a coupling of the electromagnetic wave equation for TM wave case and the bioheat equation under steady-state condition. Using the finite element method, the microwave power deposition and the specific absorption rate (SAR) distributions in the human tissue are calculated. Moreover, the simulation results have been made for different values of the microwave antenna’s total input power and various tissues.

Słowa kluczowe

PL

śródmiąższowa hipertermia mikrofalowa; współczynnik absorpcji właściwej (SAR); antena współosiowa ze szczeliną powietrzną; biologiczne równanie ciepła

EN

interstitial microwave hyperthermia; specific absorption rate (SAR); coaxial-slot antenna; bioheat equation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2013
• Tom: Z. 261
• Strony: 15--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gas P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• 1. Baronzio G.F., Hager E.D.: Hyperthermia in Cancer Treatment: A Primer. Landes Bioscience and Springer Science + Business Media, New York, 2006.
• 2. Gabriel C., Gabriel S., Corthout E.: The Dielectric Properties of Biological Tissues: I. Literature Survey. Physics in Medicine and Biology, vol. 41, no. 11, p. 2231-2249, 1996.
• 3. Gas P.: Essential Facts on the History of Hyperthermia and their Connections with Electromedicine. Electrical Review (Przegląd Elektrotechniczny), vol. 87, no. 12b, 37-40, 2011.
• 4. Gas P.: Influence of Wire Geometry on Temperature Distribution in Human Body During RF Hyperthermia. Proceedings of Electrotechnical Institute (Prace Instytutu Elektrotechniki), vol. 58, no. 252, p. 133-143, 2011.
• 5. Gas P.: Temperature Distribution of Human Tissue in Interstitial Microwave Hyperthermia. Electrical Review (Przegląd Elektrotechniczny), vol. 88, no. 7a, p. 144-146, 2012.
• 6. Gas P.: Zastosowanie promieniowania elektromagnetycznego w leczeniu hipertermią na przykładzie prostego modelu obliczeniowego. Prace Instytutu Elektrotechniki, vol. 58, zeszyt 249, str. 57-68, 2011.
• 7. Hurter W., Reinbold F., Lorenz W.J.: A Dipole Antenna for Interstitial Microwave Hyperthermia, IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, vol. 39, no. 6, p. 1048-1054, 1991.
• 8. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP): Guidelines for limiting exposure in time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Physics, vol. 74, no. 4, p. 494-522, 1998.
• 9. McPhee S.J., Papadakis M.A., Rabow M.W.: Current Medical Diagnosis and Treatment 2012, McGraw-Hill, New York, 2011.
• 10. Miaskowski A., Sawicki B., Krawczyk A., Yamada S.: The Application of Magnetic Fluid Hyperthermia to Breast Cancer Treatment. Electrical Review (Przegląd Elektrotechniczny), vol. 86, no. 12, p. 99-101, 2010.
• 11. Pennes H.H.: Analysis of Tissue and Arterial Blood Temperatures in the Resting Human Forearm. Journal of Applied Physiology, vol. 1, no. 2, p. 93-122, 1948.
• 12. Saito K., Hosaka S., Okabe S.Y.: A proposition on improvement of a heating pat tern of an antenna for microwave coagulation therapy: introduction of a coaxial-dipole antenna. Electronics and Communications in Japan, Part I: Communications, vol. 86, no. 1, p. 16-23, 2003.
• 13. Walendziuk W., Forenc J.: Computation of SAR and Temperature Increase Distribution in Human Body Numerical Model. Electrical Review (Przegląd Elektrotechniczny), vol. 86, no. 3, p. 88-89, 2010.