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Title: Design inverso de dose térmica para tratamento de tumores via hipertermia
Authors: Silva, Gustavo de Souza
metadata.dc.contributor.advisor: Pacheco, César Cunha
metadata.dc.contributor.members: Bernadá, Gabriel Mário Guerra
Constantino, Matheus Coutinho
Issue Date: 2019
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Abstract: Com o desenvolvimento ao longo dos anos da hipertermia clínica para o tratamento do câncer, em conjunto com outras modalidades ou isoladamente, se faz necessária a medição mais precisa da dose térmica com meios clinicamente relevantes para o efeito biológico. A necessidade de existir uma boa precisão e previsão dos efeitos da aplicação do calor no te- cido se deve à preocupação em manter os tecidos sãos e afetar de forma pungente apenas o tumor. A dose térmica é o histórico do tempo e temperatura utilizado em diversos tratamen- tos para tratar ou eliminar o tumor maligno presente no tecido. O modelo de Pennes para biotransferência de calor é utilizado para descrever a transmissão de calor no tecido humano, que possui algumas peculiaridades, e principalmente para obter o campo de temperatura de- senvolvido no tecido através da aplicação do calor por meio de alguma fonte térmica. Tal modelo aborda em sua formulação a perfusividade sanguínea que age como termorregulador corporal e a temperatura arterial. Para o cálculo da dose térmica requerida se fez necessário a utilização de um modelo consolidado na literatura. O objetivo deste trabalho é determi- nar numericamente o aquecimento de um tecido, de modo a proporcionar uma dose térmica pré-estabelecida. Para a resolução desse problema numérico foram utilizadas técnicas de resolução do problema inverso do tipo estimativa de função, problema de otimização e em seguida foi necessário usar o método de regularização de Tikhonov de 1a ordem para corrigir o caráter mal-posto do problema inverso e dar sentido físico aos resultados.
metadata.dc.description.abstractother: With the development over the years of clinical hyperthermia for the treatment of cancer, in conjunction with other modalities or in isolation, it is necessary to measure more precisely the thermal dose with clinically relevant means for the biological effect. The necessity for good precision and prediction of the effects of heat application on tissue is due to the concern to keep the tissues healthy and to affect only the tumour. The thermal dose is the time- temperature history used in a lot of treatments to attenuate or eliminate the malignant tumour present in the tissue. The Pennes model for heat transfer is used to describe heat transfer in human tissue, which has some peculiarities, and mainly to obtain the temperature field developed in the tissue through the application of heat by means of some heat source. Such a model addresses in its formulation the blood perfusion that acts as a body thermoregulator and the arterial temperature. In order to calculate the required thermal dose, it was necessary to use a consolidated model in the literature. The aim of this work is to numerically determine the heating of a tissue in order to provide a pre-established thermal dose. In order to solve this numerical problem, we used techniques for solving the inverse problem of the function estimation type, the optimization problem, and then it was necessary to use the first-order Tikhonov regularization method to correct the ill-posed character of the inverse problem and give some physical perspective to results.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/11492
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