고주파 온열치료법은 10 ~ 100 MHz 범위의 고주파 전류를 전극을 통하여 암조직으로 공급 및 가열하며, 암조직의 온도가 42.0℃ 이상이 될 때 암세포를 열괴사(thermal necrosis)시키는 치료법이다. 이 치료법은 암세포가 가지는 낮은 유전율 특성에 의해 다른 정상세포보다 높은 열 흡수율을 가지는 원리를 이용하며, 고주파 온열치료 시 정상세포보다 먼저 암세포에 열괴사가 일어나게 된다. 이러한 원리를 이용하여 다른 암 치료법보다 안전하게 암세포를 괴사시킬 수 있다. 그러나, 고주파 온열치료 시 인체의 정상세포 역시 가열이 되기 때문에 정상세포의 열괴사를 방지하기 위해 환자 인체 내부의 온도를 ...
고주파 온열치료법은 10 ~ 100 MHz 범위의 고주파 전류를 전극을 통하여 암조직으로 공급 및 가열하며, 암조직의 온도가 42.0℃ 이상이 될 때 암세포를 열괴사(thermal necrosis)시키는 치료법이다. 이 치료법은 암세포가 가지는 낮은 유전율 특성에 의해 다른 정상세포보다 높은 열 흡수율을 가지는 원리를 이용하며, 고주파 온열치료 시 정상세포보다 먼저 암세포에 열괴사가 일어나게 된다. 이러한 원리를 이용하여 다른 암 치료법보다 안전하게 암세포를 괴사시킬 수 있다. 그러나, 고주파 온열치료 시 인체의 정상세포 역시 가열이 되기 때문에 정상세포의 열괴사를 방지하기 위해 환자 인체 내부의 온도를 모니터링 해야 한다. 인체내부의 온도를 측정하기 위해서는 온도센서를 직접 인체에 삽입하는 침습법과 삽입하지 않는 비침습법으로 구분할 수 있는데, 침습법의 경우 온도센서를 물리적으로 환자의 몸 및 환부에 삽입해야 되기 때문에 환자에게 추가적인 고통을 가중하게 된다. 따라서, 고주파 온열치료법에서 중요한 부분 중 하나가 비침습법으로 인체내부의 온도를 정확하게 측정하는 것이다. 본 연구에서는 간암이 위치한 인체 단면에 대한 전기장과 열전달수치해석을 통하여 환자의 체내 온도를 비침습법으로 예측하는 연구를 수행하였다. 전기장과 열전달 수치해석을 통해 개발된 프로그램은 각각 상용소프트웨어와 실험을 통해 검증하였다. 검증된 프로그램을 통하여 고주파 온열치료 시 암의 괴사율을 높일 수 있는 최적의 전극 위치를 계산하였다. 치료 시 피부 및 정상조직의 온도가 증가하므로 물주머니를 통한 냉각이 필요하며 물주머니 온도에 따른 온도분포 영향을 확인하였다. 또한, 정상세포가 괴사되지 않는 온도와 암조직이 괴사되는 최적의 치료기법을 시뮬레이션을 통해 구현하였다. 본 연구의 전극의 위치 최적화 시뮬레이션을 위해 치료전극 위치를 다양하게 하여 가열된 온도 분포를 확인하였다. 이를 통해 적절한 치료전극 위치를 제시하였다. 또한 정상조직의 괴사 위험성을 줄이기 위한 냉각 가능한 방법을 강구하였다. 치료전극에 위치한 물주머니 온도에 따른 온도 분포 영향을 확인하였다. 그리고 가열과 휴식을 반복하는 가열계획을 구성하여 온열치료 시 나타나는 냉각 효과를 확인하였다. 주제(키워드): 고주파 온열치료법, 열괴사, 암세포, 비침습법, 수치해석, 가열계획, 최적화 시뮬레이션
고주파 온열치료법은 10 ~ 100 MHz 범위의 고주파 전류를 전극을 통하여 암조직으로 공급 및 가열하며, 암조직의 온도가 42.0℃ 이상이 될 때 암세포를 열괴사(thermal necrosis)시키는 치료법이다. 이 치료법은 암세포가 가지는 낮은 유전율 특성에 의해 다른 정상세포보다 높은 열 흡수율을 가지는 원리를 이용하며, 고주파 온열치료 시 정상세포보다 먼저 암세포에 열괴사가 일어나게 된다. 이러한 원리를 이용하여 다른 암 치료법보다 안전하게 암세포를 괴사시킬 수 있다. 그러나, 고주파 온열치료 시 인체의 정상세포 역시 가열이 되기 때문에 정상세포의 열괴사를 방지하기 위해 환자 인체 내부의 온도를 모니터링 해야 한다. 인체내부의 온도를 측정하기 위해서는 온도센서를 직접 인체에 삽입하는 침습법과 삽입하지 않는 비침습법으로 구분할 수 있는데, 침습법의 경우 온도센서를 물리적으로 환자의 몸 및 환부에 삽입해야 되기 때문에 환자에게 추가적인 고통을 가중하게 된다. 따라서, 고주파 온열치료법에서 중요한 부분 중 하나가 비침습법으로 인체내부의 온도를 정확하게 측정하는 것이다. 본 연구에서는 간암이 위치한 인체 단면에 대한 전기장과 열전달 수치해석을 통하여 환자의 체내 온도를 비침습법으로 예측하는 연구를 수행하였다. 전기장과 열전달 수치해석을 통해 개발된 프로그램은 각각 상용소프트웨어와 실험을 통해 검증하였다. 검증된 프로그램을 통하여 고주파 온열치료 시 암의 괴사율을 높일 수 있는 최적의 전극 위치를 계산하였다. 치료 시 피부 및 정상조직의 온도가 증가하므로 물주머니를 통한 냉각이 필요하며 물주머니 온도에 따른 온도분포 영향을 확인하였다. 또한, 정상세포가 괴사되지 않는 온도와 암조직이 괴사되는 최적의 치료기법을 시뮬레이션을 통해 구현하였다. 본 연구의 전극의 위치 최적화 시뮬레이션을 위해 치료전극 위치를 다양하게 하여 가열된 온도 분포를 확인하였다. 이를 통해 적절한 치료전극 위치를 제시하였다. 또한 정상조직의 괴사 위험성을 줄이기 위한 냉각 가능한 방법을 강구하였다. 치료전극에 위치한 물주머니 온도에 따른 온도 분포 영향을 확인하였다. 그리고 가열과 휴식을 반복하는 가열계획을 구성하여 온열치료 시 나타나는 냉각 효과를 확인하였다. 주제(키워드): 고주파 온열치료법, 열괴사, 암세포, 비침습법, 수치해석, 가열계획, 최적화 시뮬레이션
The hyperthermia treatment has been operated to the patients that have cancer cell in their inside and has been improved for selectivity of killing the cancer cells gradually. The radio-frequency(RF) hyperthermia has been considered as an alternative medical treatment of tumor necrosis by applicatio...
The hyperthermia treatment has been operated to the patients that have cancer cell in their inside and has been improved for selectivity of killing the cancer cells gradually. The radio-frequency(RF) hyperthermia has been considered as an alternative medical treatment of tumor necrosis by application of heating to enhance the efficacy of the existing cancer treatments. Because the hyperthermia treatment treats cancer by heat, it is important that the operator check states in patients of temperature distributions. Unless thermocouples are inserted to the patients, it is hard to know the states. In this study, SAR (Specific Absorption Rate) inside a body was obtained by electrical simulation assuming the RF treatment. The corresponding body temperature distribution was simulated and visualized by solving heat conduction equation with plugging the SAR for the RF hyperthermia treatment. The simulation on optimizing position of electrode was conducted. Also, the operating plan that include work-rest procedure is suggested for protecting the patients from thermal necrosis.
The hyperthermia treatment has been operated to the patients that have cancer cell in their inside and has been improved for selectivity of killing the cancer cells gradually. The radio-frequency(RF) hyperthermia has been considered as an alternative medical treatment of tumor necrosis by application of heating to enhance the efficacy of the existing cancer treatments. Because the hyperthermia treatment treats cancer by heat, it is important that the operator check states in patients of temperature distributions. Unless thermocouples are inserted to the patients, it is hard to know the states. In this study, SAR (Specific Absorption Rate) inside a body was obtained by electrical simulation assuming the RF treatment. The corresponding body temperature distribution was simulated and visualized by solving heat conduction equation with plugging the SAR for the RF hyperthermia treatment. The simulation on optimizing position of electrode was conducted. Also, the operating plan that include work-rest procedure is suggested for protecting the patients from thermal necrosis.
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