Numerical analysis of hyperthermia

Abstract

IV ÖZET Kanser tedavisinde kullanılan hipertermi yöntemindeki en önemli problemlerden biri tümör ve normal hücrelerdeki, sıcaklık profilinin hesaplanmasıdır. Hücrelerdeki sıcaklık dağılımı hipertermi tedavisinin etkinliğini belirleyen en önemli etkenlerden biridir. Kanserin hipertermik tedavisinde amaç, normal sağlıklı hücrelere zarar vermeden, vücuttaki tüm kanserli hücreleri öldürmektir. Bu nedenle, uygulanacak tedavi yönteminin optimizasyonu için sıcaklık dağılımının önceden bilinmesi gerekmektedir. Fakat, laboratuarda sadece birkaç sınırlı bölgede sıcaklık ölçülebildiğinden, hücrelerin çoğunluğundaki sıcaklık değeri bilinememektedir. Bu amaca ulaşabilmek için, elektromanyetik olarak ısıtılan hücrelerdeki sıcaklık dağılımı nümerik olarak çözülmüştür. Sıcaklıkların hesaplanması için bio-ısı transfer denklemi kullanılmıştır.

Ill ABSTRACT One of the subtle problems in clinical hyperthermia for cancer therapy is the determination of the complete temperature field throughout both tumor and normal tissues. The tissue temperature distribution is an important factor in determining the effectiveness of hyperthermia treatments. The goal of hyperthermic treatment of cancer is to produce sufficient heat to kill cancer cells without significantly damaging normal benign cells, and to treat all malignant cells existing within the host. Therefore, knowledge of the temperature distribution is essential for the optimization of the treatment scheme to be applied. However, since temperatures are sampled at only a limited number of locations during a clinical heating, the temperatures in the majority of the tissue remain unknown. So, a computer simulation of the temperature distribution in living tissues subjected to electromagnetic heating in hyperthermia for cancer treatment is carried out. The bioheat transfer equation is applied to predict the temperature elevation produced by hyperthermia applicators.