The interaction between electromagnetic fields and biological masses is increasing day by day. There are thousands of studies in the literature on this interaction. Until now, most of the studies on bio heat transfer have focused on damage caused by electromagnetic fields. However, the therapeutic side of electromagnetic fields has been neglected. This study aimed to bring a new perspective. Using the bio heat transfer equation, the temperature effect of different parameters due to the electromagnetic field was investigated. In the present study, the analytical solution of Pennes' bioheat transfer equation was evaluated together with real muscle tissue parameters. By trying different parameter variations, the effect of parameters such as perfusion constant and thermal conductivity coefficient on tissue warming was observed. In the light of this study, device designs for magnetic heating processes applied in physiotherapy will be possible. After entering the tissue parameters and electromagnetic field values, it was possible to find out what kind of temperature change can be observed as a result of the formulation obtained in this study. The effects of thermal conductivity coefficient, blood perfusion value and heat transfer coefficient on temperature distribution were graphically analyzed. Effect of randomly selected thermal parameters are evaluated within the study. This study has shown to what extent the increasing thermal parameters of the tissue will be affected by the electromagnetic field.
Bio heat transfer Hyperthermia Thermal effect Electromagnetic fields Pennes’ Bio Heat Transfer Equation Dosimetry
Elektromanyetik alanlar ve biyolojik kütleler arasındaki etkileşim her geçen gün artmaktadır. Literatürde bu etkileşimle ilgili binlerce çalışma bulunmaktadır. Şimdiye kadar biyo ısı transferi üzerine yapılan çalışmaların çoğu elektromanyetik alanların neden olduğu hasara odaklanmıştır. Ancak elektromanyetik alanların tedavi edici yönü ihmal edilmiştir. Bu çalışma yeni bir bakış açısı getirmeyi amaçlamaktadır. Biyo ısı transfer denklemi kullanılarak, elektromanyetik alan nedeniyle farklı parametrelerin sıcaklık etkisi araştırılmıştır.
Bu çalışmada, Pennes'in biyoısı transferi denkleminin analitik çözümü, gerçek kas dokusu parametreleri ile birlikte değerlendirilmiştir. Farklı parametre varyasyonları denenerek perfüzyon sabiti ve termal iletkenlik katsayısı gibi parametrelerin doku ısınmasına etkisi gözlemlendi. Bu çalışma ışığında fizyoterapide uygulanan manyetik ısıtma işlemleri için cihaz tasarımları yapılabilecektir. Doku parametreleri ve elektromanyetik alan değerleri girildikten sonra bu çalışmada elde edilen formülasyon sonucunda ne tür bir sıcaklık değişiminin gözlemlenebileceğini bulmak mümkün olmuştur.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Engineering, Engineering Electromagnetics |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Early Pub Date | September 16, 2023 |
Publication Date | September 27, 2023 |
Published in Issue | Year 2023 |
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Tınaztepe Yerleşkesi, Adatepe Mah. Doğuş Cad. No: 207-I / 35390 Buca-İZMİR.