Facility for the electromagnetic hyperthermia based on the phased array

Abstract

Hyperthermia is a promising approach to improve of the chemo- and the radiotherapy efficiency by means of increasing tumor’s temperature. Hyperthermia is an additional method to conventional treatments of oncological disease wherein tumor temperature is increased up to 40…43°C. The phased array of applicators for electromagnetic hyperthermia was suggested earlier. The heating is provided by absorption of electromagnetic energy focused in tumor by varying phases and amplitudes of each of dipoles. Operating frequency plays the significant role in specific absorption rate (SAR) distribution forming. The phased array antenna is under consideration. Principles of choosing of operating frequency are discussed. Numerical estimates of heat localization depending on the radiation area are presented. Also simulation results with voxel model are considered.

Гіпертермія є багатообіцяючим способом для збільшення ефективності хіміо- і променевої терапії за допомогою підвищення температури пухлини. Гіпертермія − додатковий до традиційних метод лікування онкологічних захворювань, при якому відбувається підвищення температури пухлини до 43...44°C. Фазований масив випромінювачів для електромагнітної гіпертермії був запропонований раніше. Нагрівання забезпечується поглинанням електромагнітної енергії, сфокусованої в пухлині при зміні фаз і амплітуд хвиль, що генеруються кожним з випромінювачів. Частота випромінювання відіграє значну роль у формуванні розподілу питомого коефіцієнта поглинання (ПКП). Розглядається фазований масив випромінювачів. Обговорюються принципи вибору робочої частоти. Представлено чисельні оцінки локалізації нагрівання залежно від області опромінення. Також розглянуто результати моделювання з використанням воксельних моделей.

Гипертермия является многообещающим способом для увеличения эффективности химио- и лучевой терапии посредством повышения температуры опухоли. Гипертермия – дополнительный к традиционным метод лечения онкологических заболеваний, при котором происходит повышение температуры опухоли до 43…44°C. Фазированный массив излучателей для электромагнитной гипертермии был предложен ранее. Нагрев обеспечивается поглощением электромагнитной энергии, сфокусированной в опухоли при изменении фаз и амплитуд волн, генерируемых каждым из излучателей. Частота излучения играет значительную роль в формировании распределения удельного коэффициента поглощения (УКП). Рассматривается фазированный массив излучателей. Обсуждаются принципы выбора рабочей частоты. Представлены численные оценки локализации нагрева в зависимости от области облучения. Также рассмотрены результаты моделирования с использованием воксельных моделей.