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Title: Controle do aquecimento durante tratamento de tumores por hipertermia através do filtro de Kalman
Authors: Fonseca, Lilian Reuter Mota
metadata.dc.contributor.advisor: Pacheco, César Cunha
metadata.dc.contributor.members: Pinheiro, Isabela Florindo
Silva, Jaqueline Diniz da
Issue Date: 2019
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Abstract: No que diz respeito à evolução dos tratamentos de tumores nas últimas décadas, a hi- pertermia tem se mostrado uma modalidade promissora, especialmente quando associada à radioterapia. Entretanto, dificuldades relacionadas às diferenças das propriedades termofí- sicas de diversos tecidos humanos entre pacientes, grande variedade de tipos e geometrias de tumores, bem como ao direcionamento do fornecimento de calor apenas às células can- cerosas, faz-se necessário buscar a criação de um protocolo clínico que permita descrever e controlar as condições de aquecimento de maneira segura e eficaz. Sendo assim, o presente projeto visou contribuir para elaboração de um algoritmo computacional capaz de estimar e controlar o fornecimento de calor de um domínio à hipertermia a partir de um valor pres- crito de aquecimento, direcionado a uma região de interesse. Para isso, levou-se em conta o modelo matemático expresso pelas equações clássicas da biotransferência de calor subme- tidas ao método dos volumes finitos e, por fim, aplicadas às equações recursivas do filtro de Kalman. A implementação dessa ferramenta forneceu perfis de variação de temperatura e termo-fonte, bem como a evolução temporal de tais variáveis impondo-se o aquecimento de duas diferentes maneiras, submetidas por sua vez, a três valores distintos de incerteza do termo-fonte. Todos os tempos computacionais registrados foram inferiores a quarenta e cinco segundos.
metadata.dc.description.abstractother: When it comes to tumor treatments evolution among the past few decades, hyperthermia has been proven as a promissing option, specially if associated to radiotherapy. However, challenges related to the many existing human thermophysic tissue parameters as well as the humongous variety of tumors and geometries, and the heat control restrition to only cancer cells, it becomes necessary to create a clinical protocol to describe and control heating safely and effectively. Thus, this project targeted to contribute for the elaboration of a computer algorithm that should estimate and control heating inside a domain exposed to hyperthermia treatment based on a prescripted increase of temperature applied to a region of interest. To accomplish that, the bioheat transfer classical equations were considered during the finite volume method aprroach so that the recursive equations from the Kalman filter could be used. Once the Kalman filter algorithm was implemented, it was possible to get heat source and increasing of temperature information along a physical domain, as wel as their evolu- tion toward time by two types of prescripted heating and three different deviations. All the computer processing times were less than forty five seconds.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/11479
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