Estudo matemático e computacional da hipertermia oncológica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18586 |
Resumo: | The Oncology hyperthermia has been detached between cancer-fighting methods. This therapy consists in artificially heating the tissue of the body through electromagnetic waves, concentrating the heat into cancerous cells. The obtained increase of temperature in the affected organs promotes a greater sensitivity in the respective tumor cells, thus optimizing the expected benefits of chemotherapy, radiotherapy and surgery. In addition to being a painless, non-invasive procedure and without the need for hospital admission, hyperthermia does not exceed the body's thermal tolerance, thus preserving healthy tissues adjacent to tumor cells. In the problem of hyperthermia, electromagnetic waves are generated by electrodes (antennas) that are adjustable and spatially distributed. These antennas produce a source in the Helmholtz equation, whose solution appears as a heat source in the Bioheat equation. The objective is to find the best position and intensity of the antenna, so that only cancer cells are affected by the temperature increase. For this, an algorithm for hyperthermia with two stages is developed. In the first step find the location and the optimal number of antennas keeping at constant intensity. In the second stage the intensity of each antenna is found, maintaining the number and location obtained in the first stage. Based on this algorithm, numerical experiments are performed that show the effectiveness of the developed algorithm. |
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Estudo matemático e computacional da hipertermia oncológicaHipertermia oncológicaEquação de HelmholtzEquação BioheatOncologic hyperthermiaHelmholtz equationBioheat equationCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOThe Oncology hyperthermia has been detached between cancer-fighting methods. This therapy consists in artificially heating the tissue of the body through electromagnetic waves, concentrating the heat into cancerous cells. The obtained increase of temperature in the affected organs promotes a greater sensitivity in the respective tumor cells, thus optimizing the expected benefits of chemotherapy, radiotherapy and surgery. In addition to being a painless, non-invasive procedure and without the need for hospital admission, hyperthermia does not exceed the body's thermal tolerance, thus preserving healthy tissues adjacent to tumor cells. In the problem of hyperthermia, electromagnetic waves are generated by electrodes (antennas) that are adjustable and spatially distributed. These antennas produce a source in the Helmholtz equation, whose solution appears as a heat source in the Bioheat equation. The objective is to find the best position and intensity of the antenna, so that only cancer cells are affected by the temperature increase. For this, an algorithm for hyperthermia with two stages is developed. In the first step find the location and the optimal number of antennas keeping at constant intensity. In the second stage the intensity of each antenna is found, maintaining the number and location obtained in the first stage. Based on this algorithm, numerical experiments are performed that show the effectiveness of the developed algorithm.NenhumaA hipertermia oncológica tem se destacado entre os métodos de combate ao câncer. Essa terapia consiste em aquecer artificialmente o tecido do corpo através de ondas eletromagnéticas, concentrando o calor em células cancerosas. O aumento conseguido da temperatura nos órgãos afetados promove uma maior sensibilidade nas respectivas células tumorais, otimizando assim os benefícios esperados da quimioterapia, radioterapia e cirurgia. Além de ser um procedimento indolor, não invasivo e sem a necessidade de internação hospitalar, a hipertermia não excede a tolerância térmica do corpo, preservando assim os tecidos saudáveis adjacentes às células tumorais. No problema da hipertermia, ondas eletromagnéticas são geradas por eletrodos (antenas) ajustáveis e espacialmente distribuídas. Estas antenas produzem uma fonte na equação de Helmholtz, cuja solução aparece como uma fonte de calor na equação de Bioheat. Objetiva-se encontrar a melhor posição e intensidade das antenas, de modo que apenas as células cancerosas sejam afetadas pelo aumento de temperatura. Para isto, desenvolve-se um algoritmo para a hipertermia com duas etapas. Na primeira etapa encontra-se a localização e número ótimo de antenas mantendo a intensidade constante. Já na segunda etapa acha-se a intensidade de cada antena mantendo o número e localização obtidas na primeira etapa. Com base neste algoritmo são realizados experimentos numéricos que mostram a efetividade do algoritmo desenvolvido.Universidade Federal da ParaíbaBrasilInformáticaPrograma de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e computacionalUFPBMassera, José Miguel ArozteguiLattes não recuperado em 03/12/2020Machado, Thiago Joséhttp://lattes.cnpq.br/2203695060210682Santos, Manoel Messias Frutuoso dos2020-12-04T13:19:39Z2020-08-122020-12-04T13:19:39Z2020-03-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18586porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-08T14:02:45Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18586Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-08T14:02:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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