在磁性纳米粒子热疗法期间热剂涂料的可行性:计算分析
Shreeniket Pawar1, Yash Sharad Lad1, Nageshwar Arepally1
1Department of Mechanical Engineering, School of Science, Engineering, and Technology, The Pennsylvania State University-Harrisburg, Middletown, PA, USA.
概括
在局限空间的磁纳米粒子热疗法 (SC-MNTT) 中,无磁场区域 (FFR) 的自动动化动态转向显著改善了瘤覆盖. 这种计算框架通过减少对专家工程师的依赖来增强癌症治疗规划.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算生物学 计算生物学
- 在瘤学瘤学.
背景情况:
- 局限空间的磁纳米粒子热疗法 (SC-MNTT) 提供了更好的瘤覆盖,但需要对无磁场区域 (FFR) 进行手动控制.
- 手动FFR转向是耗时的,在处理规划过程中需要控制工程师的大量专业知识.
研究的目的:
- 开发一个用于SC-MNTT中自动化,动态的FFR转向的计算框架.
- 整合实时瘤边界温度控制,用于增强癌症治疗.
- 为了支持受控的MNTT治疗计划.
主要方法:
- 集成Pennes生物热传递方程与PID控制器进行温度调节 (在瘤边界最大46°C).
- 模拟的SC-MNTT使用四个MNP子域和一个模糊逻辑控制器,基于温度和热剂量进行自动FFR选择.
- 研究了最大处理温度,MNP分布,传感器噪声和MNP位置的影响.
主要成果:
- 自动动动态FFR转向增加了瘤覆盖率 (CI) 大约25-35%.
- 在80°C的最大处理温度下达到最佳CI,MNP分布均.
- 传感器噪声的影响最小;与瘤中心相对精确的MNP定位至关重要.
结论:
- 基于模糊逻辑的动态FFR转向框架减少了对SC-MNTT的专家控制工程师的需求.
- 进一步的研究将涉及临床前实施和控制系统的实验验证.
关键词:
局限空间的磁性纳米粒子热疗法无田区 (FFR) 的自动选择.计算建模计算建模模糊逻辑比例积分导数 (PID) 控制器磁性纳米粒子高热症治疗规划 治疗计划磁性纳米粒子 (MNP) 是一种磁性纳米粒子.更多相关视频
09:01Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy
Published on: May 22, 2020
3.6K
13:41Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model
Published on: January 13, 2023
3.0K