Aplicação do Filtro de Kalman para controle do aquecimento para tratamento de tumores por hipertermia com radiofrequência

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorPacheco, César Cunha-
Autor(es): dc.contributorPinheiro, Isabela Florindo-
Autor(es): dc.contributorLisboa, Kleber Marques-
Autor(es): dc.creatorBurgani, Julia Latini-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:31:22Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:31:22Z-
Data de envio: dc.date.issued2022-02-16-
Data de envio: dc.date.issued2022-02-16-
Data de envio: dc.date.issued2021-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/24574-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/772157-
Descrição: dc.descriptionReferente à aplicação de hipertermia para tratamento de tumores, a utilização de soluções de problemas inversos é essencial para a otimização da terapia, estimando a intensidade de calor ideal a ser aplicada nas regiões nodulares. Neste trabalho, é abordada a estimativa da fonte de calor, dada uma temperatura objetivo, para tratamentos por hipertermia, com modelos de aquecimento genérico e por radiofrequência, em tumores epidérmicos, por meio da aplicação do Filtro de Kalman (FK). Para isso, a geração de calor será controlada pelo FK, associado ao método de volumes finitos, com um modelo linear, unidimensional e transiente de condução de calor em tecidos biológicos. Para a resolução do problema, são necessários os dados termofísicos do tecido e sangue exigidos pela equação de biotransferência de calor de Pennes, bem como propriedades elétricas do tecido. Os dados de ruídos do problema são considerados nulos, assim como a variação de temperatura nos extremos da malha. Já nos volumes centrais, onde o tumor está centralizado, a variação de temperatura objetivo é de 5ºC. Os dados de saída do algoritmo são o campo de temperatura e o calor a ser aplicado em W/m5 (modelo genérico) ou o campo elétrico a ser aplicado em V²/m² (modelo de radiofrequência), bem como a definição da evolução temporal. Para o modelo de radiofrequência, há a utilização de nanopartículas, portanto o termo de geração de calor é dependente das propriedades referentes às mesmas. Os códigos foram escritos em Fortran 95 e compilados com gfortran. Foram registrado resultados de termo fonte cerca de 5,6 vezes maior para o caso com RF quando comparado ao caso genérico, além de apresentar um pico 2,5 vezes maior. Também foi observado que a temperatura alvo foi alcançada mais rapidamente no caso com radiofrequência no intervalo do tumor.-
Descrição: dc.descriptionFor the application of hyperthermia for cancer treatment, the use of inverse problems solutions is essential for therapy optimization, by estimating the ideal intensity of heat to be applied in nodular regions. In this work, it is presented the heat source estimation, given a target temperature, for hyperthermia cancer treatments with both generic and radio-frequency heat models in epidermic tumours by using the Kalman Filter (KF). For this, the heat generation shall be controlled by the Filter associated with Finite Volumes Method for a linear, one-dimensional and transient model of bioheat transfer in tissues. To achieve the solution, tissue and blood thermophysical properties are required by Pennes bioheat transfer equation, as well as electrical properties of the tissue. The noise of the problem and temperature variation on both mesh extremities are all neglected. For the volumes at the center of the mesh, where the tumour is centered, the target temperature variation is 5ºC. The outputs of the algorithm are the temperature field and the heat to be applied in W/m5 (generic model) or electric field to be applied in V²/m² (radio-frequency model), as well as their temporal evolution. For the radio-frequency model, nanoparticles are used, so the heat generation term is also dependent of their properties. The codes in this work were written in Fortran 95 and compiled with gfortran. The heat results indicated a heat source 5,6 times more intense to be applied in the RF case, when compared to the generic heating case, and also showed a peak of heat 2,5 times bigger. Besides, it was observed that the targeted temperature was reached faster in the RF case for the tumour domain.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Federal Fluminense-
Publicador: dc.publisherNiterói-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectProblemas inversos-
Palavras-chave: dc.subjectBiotransferência de calor-
Palavras-chave: dc.subjectRadiofrequência-
Palavras-chave: dc.subjectFiltro de Kalman-
Palavras-chave: dc.subjectNanopartículas-
Palavras-chave: dc.subjectTransferência de calor-
Palavras-chave: dc.subjectFiltragem de Kalman-
Palavras-chave: dc.subjectRadiofreqüência-
Palavras-chave: dc.subjectNanopartícula-
Palavras-chave: dc.subjectInverse problems-
Palavras-chave: dc.subjectBioheat transfer-
Palavras-chave: dc.subjectRadio-frequency-
Palavras-chave: dc.subjectKalman Filter-
Palavras-chave: dc.subjectNanoparticles-
Título: dc.titleAplicação do Filtro de Kalman para controle do aquecimento para tratamento de tumores por hipertermia com radiofrequência-
Tipo de arquivo: dc.typeTrabalho de conclusão de curso-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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