Estudio de transferencia de calor en fantasma de tumor mamario durante ablación por microondas: modelado y resultados experimentales para tres antenas diferentes
Autores: Ortega-Palacios, Rocío; Trujillo-Romero, Citlalli Jessica; Cepeda-Rubio, Mario Francisco Jesús; Leija, Lorenzo; Vera Hernández, Arturo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Estudio de transferencia de calor en fantasma de tumor mamario durante ablación por microondas: modelado y resultados experimentales para tres antenas diferentes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Cáncer de mama
Ablación por microondas
Tratamientos térmicos
Antenas coaxiales de ranura
Método de elementos finitos
Hipertermia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Es ampliamente conocido a nivel mundial que el tipo más común de cáncer entre las mujeres es el cáncer de mama. Los procedimientos tradicionales implican cirugía, quimioterapia y radioterapia; sin embargo, estos tratamientos son invasivos y tienen efectos secundarios graves. Por esta razón, se están considerando tratamientos térmicos mínimamente invasivos como la ablación por microondas. En este estudio, se presenta el comportamiento térmico de tres tipos de antenas slot-coaxiales para la ablación por microondas del cáncer de mama. Mediante el uso del método de elementos finitos (FEM), todas las antenas fueron modeladas para estimar la transferencia de calor en el tejido tumoral mamario rodeado por tejido mamario sano. La experimentación se llevó a cabo utilizando las antenas insertadas dentro de fantomas de tumor en forma de esfera con dos diámetros diferentes, 1.0 y 1.5 cm. Se utilizó un sistema de radiación de microondas para aplicar energía de microondas a cada antena diseñada, que se ubicaron en el fantoma. Se utilizó un sistema de termometría no interferente para medir el aumento de temperatura durante la experimentación. Los aumentos de temperatura, registrados por los sensores térmicos colocados dentro del fantoma tumoral rodeado por el fantoma mamario sano, se utilizaron para validar los modelos FEM. Los resultados concluyen que, en todos los casos, después de 240 s, los tres tipos de antenas slot coaxiales alcanzaron la temperatura necesaria para producir hipertermia del volumen tumoral considerado en este estudio.
Descripción
Es ampliamente conocido a nivel mundial que el tipo más común de cáncer entre las mujeres es el cáncer de mama. Los procedimientos tradicionales implican cirugía, quimioterapia y radioterapia; sin embargo, estos tratamientos son invasivos y tienen efectos secundarios graves. Por esta razón, se están considerando tratamientos térmicos mínimamente invasivos como la ablación por microondas. En este estudio, se presenta el comportamiento térmico de tres tipos de antenas slot-coaxiales para la ablación por microondas del cáncer de mama. Mediante el uso del método de elementos finitos (FEM), todas las antenas fueron modeladas para estimar la transferencia de calor en el tejido tumoral mamario rodeado por tejido mamario sano. La experimentación se llevó a cabo utilizando las antenas insertadas dentro de fantomas de tumor en forma de esfera con dos diámetros diferentes, 1.0 y 1.5 cm. Se utilizó un sistema de radiación de microondas para aplicar energía de microondas a cada antena diseñada, que se ubicaron en el fantoma. Se utilizó un sistema de termometría no interferente para medir el aumento de temperatura durante la experimentación. Los aumentos de temperatura, registrados por los sensores térmicos colocados dentro del fantoma tumoral rodeado por el fantoma mamario sano, se utilizaron para validar los modelos FEM. Los resultados concluyen que, en todos los casos, después de 240 s, los tres tipos de antenas slot coaxiales alcanzaron la temperatura necesaria para producir hipertermia del volumen tumoral considerado en este estudio.