Kanser Tedavisinde Mikrodalga Ablasyon İçin Optimum Parametrelerin Belirlenmesi
Öz
Son yıllarda kanserli hücrelerin ve tümörlerin tedavisinde kullanılan mikrodalga ablasyon, mikrodalgalar tarafından üretilen ısının kullanıldığı invaziv bir termal terapi türüdür. Bu çalışmada ablasyon tedavisinde kontrolün sağlanması için doku hasarı boyutlarının teorik olarak elde edilmesi hedeflenmiştir. Doku özellikleri, frekans, çıkış gücü, uygulama süresi parametrelerinin etkisinin analiz edilmesi ve bunlar arasındaki ilişkinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada karaciğer, akciğer ve böbrek dokularına uygulanan elektromanyetik alan maruziyeti COMSOL Multiphysics programı ile modellenmiş, numerik analiz yöntemi kullanılarak özgül soğurma oranı (SAR), sıcaklık dağılımı ve dokular üzerindeki hasar düzeyi hesaplanmıştır. Sıcaklık gradyanını elde etmek için biyo-ısı ve elektromanyetik denklemler ve üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi (FEM) kullanılmıştır. Sayısal analiz sonuçları sıcaklık dağılımı, SAR ve lezyon boyutları olarak verilmiştir. Dokuya ait yapısal farklılıkların önemli bir etken olduğu ve ablasyon bölgesi boyutlarının elde edilen sıcaklığın yanı sıra frekans, giriş gücü ve uygulama süresiyle doğru orantılı olarak arttığı bulunmuştur. İstenilen şekil ve boyutta ablasyon elde edilmesi için parametrelerin optimizasyonu gereklidir. Simülasyon çıktılarında 2450 MHz frekans ve 10 W çıkış gücündeki 10 dakikalık ablasyondan sonra karaciğer, akciğer ve böbrek için yaklaşık pıhtılaşma uzunlukları sırasıyla 4,5 cm, 4 cm ve 2,5 cm; pıhtılaşma çapları ise sırasıyla 1,5 cm, 0,8 cm ve 0,6 cm olarak belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Mikrodalga ablasyon, tümör, karaciğer, akciğer, böbrek, termal tedavi
Kaynakça
- Akçalar, Yıldırım, S. (2013). Kolorektal Kanser Metastazlarının Tedavisinde Radyofrekans Ablasyon: Uzun Dönem Klinik Sonuçları. Tıpta Uzmanlık Tezi, Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi, Ankara, Türkiye.
- Andreano, A. et al. (2010). Microwaves create larger ablations than radiofrequency when controlled for power in ex vivo tissue. Medical physics, 37(6Part1), 2967-2973.
- Bertram, J. M., Yang, D., Converse, M. C., Webster, J. G., & Mahvi, D. M. (2006). Antenna design for microwave hepatic ablation using an axisymmetric electromagnetic model. Biomedical engineering online, 5, 1-9.
- Brace, C. L. (2009). Radiofrequency and microwave ablation of the liver, lung, kidney, and bone: what are the differences?. Current problems in diagnostic radiology, 38(3), 135-143.
- Brace, C. L. (2010). Microwave tissue ablation: biophysics, technology, and applications. Crit Rev Biomed Eng., 38(1), 65-78.
- Brace, C. L. (2011). Thermal tumor ablation in clinical use. IEEE pulse, 2(5), 28-38.
- Curto, S. et al. (2015). Microwave ablation at 915 MHz vs 2.45 GHz: A theoretical and experimental investigation. Medical physics, 42(11), 6152-6161.
- Elabbasi, N. and Hancock. M. (2016). Radio Frequency Tissue Ablation Simulation with COMSOL Multiphysics® Software [Online document]. Web site: https://www.comsol.com/paper/radio-frequency-tissue-ablation-simulation-with-comsol-multiphysics-software-40522
- Gas, P. (2012). Tissue temperature distributions for different frequencies derived from interstitial microwave hyperthermia. Przegląd Elektrotechniczny, 88(12b), 131-134.
- He, X. et al. (2004). Investigation of the thermal and tissue injury behaviour in microwave thermal therapy using a porcine kidney model. International Journal of Hyperthermia, 20(6), 567-593.
kapsamında lisanslanmıştır.