Planning system for the thermoradiotherapy procedure

Abstract

Hyperthermia is a method of treatment of oncological diseases by means of increasing tumor’s temperature up to 40…43°C. Hyperthermia isn’t applied alone but usually like adjunct to the established treatment methods such as radiation and chemotherapy. High temperature of tumor cells makes its more sensitive to the radiation and to the anticancer drugs. Creating of high level temperature distribution in the tumor site by the phased array of applicators was proposed. Varying phases and amplitudes of each dipole provides focusing electromagnetic energy in the deep situated tumors. It is very important to save healthy tissues from overheating. Prediction and control of temperature distribution inside the patient body is a significant part of the treatment process. The planning system for the thermoradiotherapy procedure is under development. Numerical simulation methods of the E-field and temperatures distributions produced by the phased array are described. These simulation techniques use a finite-element method. Resulting distributions of E-field and temperature are also presented.

Гипертермия – это метод лечения онкологических заболеваний путем повышения температуры опухоли до 40…43°C. Гипертермия обычно не применяется отдельно, но используется как дополнение к установленным методам лечения, таким как лучевая и химиотерапия. Повышенная температура опухолевых клеток делает их более восприимчивыми к облучению и химиопрепаратам. Для создания повышенного уровня температур в опухоли предложено использовать независимо фазируемый массив излучателей. Варьирование фаз и амплитуд волн от каждого из излучателей обеспечивает фокусировку электромагнитной энергии в глубоко расположенной опухоли. При этом очень важно предотвратить перегрев здоровых тканей. Прогнозирование и контроль распределения температуры внутри облучаемого тела является значимой частью процесса лечения. Разрабатывается система планирования для процедуры терморадиотерапии. Описываются методы математического моделирования распределения электрических полей и температуры внутри тела, производимые фазированным массивом. Эти техники основаны на методе конечных элементов. Также представлены результирующие распределения электрических полей и температур.

Гіпертермія – це метод лікування онкологічних захворювань шляхом підвищення температури пухлини до 40…43°C. Гіпертермія зазвичай не застосовується окремо, але використовується як доповнення до встановлених методів лікування, таких як променева і хіміотерапія. Підвищена температура пухлинних клітин робить їх сприйнятливішими до опромінення і хіміопрепаратів. Для створення підвищеного рівня температур у пухлині запропоновано використовувати незалежно фазований масив випромінювачів. Варіювання фаз і амплітуд хвиль від кожного з випромінювачів забезпечує фокусування електромагнітної енергії в глибоко розташованій пухлині. При цьому дуже важливо запобігти перегріванню здорових тканин. Прогнозування і контроль розподілу температури всередині опромінюваного тіла є значущою частиною процесу лікування. Розробляється система планування для процедури терморадіотерапії. Описуються методи математичного моделювання розподілу електричних полів і температури всередині тіла, вироблені фазованим масивом. Ці техніки базуються на методі кінцевих елементів. Також представлено результуючі розподіли електричних полів і температур.