Impact of tissue parameters on temperature distribution in interstitial microwave hyperthermia

• Autorzy: Gas, P.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów tkanki na rozkład temperatury w śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej

• Konferencja: Konferencja Naukowo-Techniczna "Problemy cieplne w elektrotechnice i elektrotechnologie" (24-26.09.2012 ; Konopnica, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper attempts to show the application of interstitial microwave hyperthermia in treatment of pathological human tissues. For simplification, a 2D model of the coaxial-slot antenna is considered. Electromagnetic field radiated from the antenna in TM wave form is a source of the temperature gradient in the tissue. Therefore, besides the wave equation, the Pennes equation under steady-state condition is examined. Influence of the parameters of the different tissues, with particular emphasis on permittivity as well as electrical and thermal conductivity, on temperature distribution is investigated. All simulation results have been calculated using the finite element method for the antenna operating frequency of 2.45 GHz and the antenna input power level set to 1 W.

PL

Artykuł pokazuje zastosowanie śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej w leczeniu patologicznych tkanek ludzkich. Dla uproszczenia przedstawiono 2D model anteny współosiowej ze szczeliną powietrzną. 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 stacjonarnym. Zbadano wpływ parametrów różnych tkanek na rozkład temperatury ze szczególnym uwzględnieniem przenikalności elektrycznej oraz przewodności elektrycznej i cieplnej poszczególnych tkanek. Wyniki symulacji zostały wyznaczone przy użyciu metody elementów skończonych dla częstotliwości pracy anteny 2,45 GHz oraz poziomu mocy wejściowej anteny 1 W.

Słowa kluczowe

PL

śródmiąższowa hipertermia mikrofalowa; rozkład temperatury

EN

interstitial microwave hyperthermia; temperature distribution

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 124
• Strony: 47-55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Gas, P.

• AGH University of Science and Technology, Department of Electrical and Power Engineering

Bibliografia

• [1] Habash R.W.Y., Bansal R., Krewski D., Alhafld H.T.: Thermal Therapy, Part 2: Hyperthermia Techniques, Critical Reviews in Biomedical Engineering, vol. 34, no. 6, 2006, p. 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] McPhee S.J., Papadakis M.A., Rabow M.W.: Current Medical Diagnosis and Treatment 2012, McGraw-Hill, 2011.
• [4] Gas P.: Temperature inside Tumor as Time Function in RF Hyperthermia, Electrical Review, vol. 86, no. 12, 2010, p. 42-45.
• [5] Kurgan E., Gas P.: Treatment of Tumors Located in the Human Thigh using RF Hyperthermia, Electrical Review, vol. 87, no. 12b, 2011, p. 103-106.
• [6] Saito 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 2003, vol. 86, no. l, p. 16-23.
• [7] Pennes H.H.: Analysis of Tissue and Arterial Blood Temperatures in the Resting Human Forearm, Journal of Applied Physiology, vol. 1, no. 2, 1948, p. 93-122.
• [8] Gabriel C: Compilation of the Dielectric Properties of Body Tissues at RF and Microwave Frequencies, Report N.AL/OE-TR- 1996-0037, Occupational and environmental health directorate, Radiofrequency Radiation Division, Brooks Air Force Base, Texas (USA), 1996.