• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제5권3호
• /
• pp.126-131
• /
• 2005

To increase the efficiency of an applicator during microwave hyperthermia therapy, first, the length from the antenna end to a slot is varied to get the optimal matching of the characteristic impedance at the frequency of 2.45 GHz. Using the electric and thermal constants of biological tissue, we compose a phantom to calculate temperature increment as well as the resonance characteristics and the SAR distributions. The proposed 3-slot sleeve antenna inserted in an applicator plays an effective role in increasing the therapy size in the view of heating performance as electromagnetic energy tends to concentrate on not feed point direction but treatment area. The SAR is then used in combination with a finite difference heat transfer equation to determine the temperature distribution. Also, in order to shorten treatment time and increase therapy size, a square-array structure is suggested and analyzed.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.333-340
• /
• 2009

MR compatible coaxial-slot antenna for microwave hyperthermia was developed while its structure and size of each part were determined by computer simulation using finite element method(FEM). Its local heating performance was evaluated using tissue-mimic phantom and swine muscles. 2% agarose gel mixed with 6mM/$\ell$ $MnCl_2$ as a biological tissue-mimic phantom was heated by the proposed antenna driven by a 2.45GHz microwave generator. The temperature changes of the phantom were monitored using multi-channel digital thermometer at the distance of 0mm, 5mm, 10mm and 20mm from the tip center of the antenna. Also muscle tissue of swine was heated for 2 and 5minutes with 50W and 30W of microwave generator powers, respectively, to evaluate the local heating performance of the antenna. MRI compatibility was also verified by acquiring MR images and MR temperature map. MR signals were acquired from the agarose gel phantom using $T2^*$ GRE sequence with 1.5T clinical MRI scanner(Signa Echospeed, GE, Milwaukee, WI, U.S.A.) at Pusan Paik Hospital and were transferred to PC in order to reconstruct MR images and temperature map using proton resonance frequency(PRF) method and laboratory-developed phase unwrapping algorithm. Authors found that it has no severe distortion due to the antenna inserted into the phantom. Finally, we can conclude that the suggested coaxial-slot antenna has an excellent local heating performance for both of tissue-mimic phantom and swine muscle, and it is compatible to 1.5T MRI scanner.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
• /
• 한국전자파학회 2001년도 종합학술발표회 논문집 Vol.11 No.1
• /
• pp.86-90
• /
• 2001

Modified coaxial-slot antenna for minimally invasive microwave thermal therapy for liver tumor is studied in this paper. Minimally invasive microwave antenna in medicine are applied for hyperthermia for medical treatment for cancer, cardiac catheter ablation for ventricular arrhythmias treatments, microwave treatment of Benign prostatic hypertrophy, and so on. Microwave hyperthermal ablation for liver tumors is expected for enthusiasts as an alternative to curative surgical resection. Tumors have to heated up to 60 degree C to coagulate .cancer cells but less than 100 degree C to avoid evaporation. Temperature dependence of properties of the tissues should be considered for wide range of treatment. Electrical properties of liver tissue were measured for different temperatures. SAR distribution around the antenna into the liver are simulated using Remcom's XFDTD.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
• /
• 대한방사선방어학회 2010년도 춘계 학술발표회 및 심포지엄
• /
• pp.118-119
• /
• 2010

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제4권2호
• /
• pp.173-177
• /
• 1986

온열요법이 암환자치료에 있어 온열요법 단독 또는 방사선치료나 일부 항암화학요법제와 병행할 때 그 효과가 상승되고 있음은 최근 잘 알려진 사실이다. 가톨릭의대부속 강남성모병원 방사선치료실에서는 온열요법의 동물실험과 더 나아가 임상응용을 목적으로 가정용 전자레인지를 개조하여 극초단파유도관을 제작, 부착시킴으로서, 실험 및 종양부위에 2,450MHz 극초단파를 조사할 수 있는 장치를 제작하였다. 아울러 이 온열치료장치가 온열치료기로서의 적합성을 알아보기 위하여 본 실험을 실시하였다. 실험을 위한 phantom으로, 고기덩어리와 한천을 이용하였으며, 마우스하지에 발생시킨 Sarcom-180고형종양을 또한 이용하여, 이 온열치료기의 전압변동에 따른 온도분포 변화를 측정하였다. 한편 실험동물종양에서는 종양조직내 온도가 주위 정상조직보다 $1\~3^{\circ}C$ 높은 것을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제8권1호
• /
• pp.7-15
• /
• 1990

원자력병원 치료방사선과에서는 자입온열치료 등을 위한 역동적 조직 등가물을 자체 고안하여 제작된 역동적 조직등가물에서 얻은 결과와 실제 가묘 대뇌실질에 자입온열치료를 시행해서 얻은 결과에서 다음과 같은 결론에 도달하여 향후 인위적으로 유발시킨 가묘 대뇌실질 내 악성종양에 대한 실험적 연구의 기초가 되고 암치료율 향상을 위한 시발로 삼으려 한다. 1, 915MHz 극초단파를 이용한 자입온열기 단말의 치료가능 용적은 $50\%$ S.A.R. (specific absorption rate)에 의하면 $2\;cm\times\;cm\times6\;cm$이었다. 2, 순환이 되지 않는 정적 조직등가물에서는 공기 중 압력분포와 같았고 자입온열치료기 가동후 $5\~10$분 내에 극초단파에 의해 간섭받지 않는 Ga-As fiberoptic thermistor로 측정되지 않는 $55^{\circ}C$ 이상의 온도 이상으로 상승됨이 관찰되었다. 3, 생리식염수를 순환시킨 역동적 조직등가물에서 자입온열치료기 가동 후 5분 이내의 경과기(transit period)를 거쳐 45분 이상의 안정기 (steady peroid)를 얻을 수 있었다. 4, 역동적 조직등가물에서 순환을 차단하면 정적 등가물과 같은 온도 상승이 관촬되었다. 5, 가묘 대뇌실질에 대한 자입온열치료를 5 Watts이하의 출력으로 사용하는 경우 비교적 안정되게 시행 가능했고 순환차단에 의한 급격한 온도상승이 관찰되었고 최고 $55^{\circ}C$ 이상까지 걸리는 시간이 출력 5, 10 및 15 Watts에서 각각 15.2 (SE 0.4), 9.7 (SE 0.3) 그리고 6.3 (SE 0.4)분 이었다. 본 연구는 기초 생물학적 실험이지만, 그 결과는 임상 암치료 방법에 직접 이용되는 것이며 또한 치료수행을 위해 반드시 필요한 과정이다. 따라서 치료방법의 결정, 성적분석, 치료 부작용의 예측 및 대책확립 등에 적용될 뿐만 아니라, 외국의 치료결과와 비교시 본원 온열치료의 특성제시에 활용될 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제35권3호
• /
• pp.99-104
• /
• 2010

The potential ability of environmental temperature to enhance the effect of microwave radiation (7 GHz) was experimentally studied for rabbit heating after simultaneous application of both agents. The tested ambient temperatures (30 and $38^{\circ}C$) didn't exert a considerable influence upon rabbit heat homeostasis after the used duration of exposure (3 hours and 15 minutes, correspondingly). The synergistic interaction of microwave irradiation and ambient temperature was demonstrated for rabbit heating. Power flux density of microwave irradiation was shown to be a determinant of the synergistic interaction effectiveness. For the fixed ambient temperature ($30^{\circ}C$), the synergism was shown to be observed only within a definite power flux density ($0-100\;mW{\cdot}cm^{-2}$), inside of which there was an optimal intensity ($20\;mW{\cdot}cm^{-2}$), which maximized the synergistic effect. Any deviation of the power flux density from the optimal value resulted in a reduction of the synergy. It is concluded that any assessment of the health or environmental risks should take into account the synergistic interaction between ambient temperature and microwave radiation.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.17-21
• /
• 2009

최근 열 치료법은 종양을 효율적으로 제거하는 방법으로 높은 해부학적 영상 대조도와 온도영상이 가능한 MRI와 결합하여 사용되고 있다. 본 연구는 2.45GHz에서 동작하도록 개발된 MR 호환 가능한 초고주파 평판 가열 안테나를 개발 및 성능평가에 대한 연구이다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 평판 가열 안테나의 특성 및 전자파 인체 흡수율(SAR)을 확인하고, 가열실험을 수행함으로써 제작된 안테나의 열 치료 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제15권1호
• /
• pp.20-25
• /
• 2015

A circularly rotated array for a dual polarized applicator in a superficial hyperthermia system is proposed. The applicator has a wider effective treatment area due to the $180^{\circ}$ phase shift. The dual polarized circularly rotated array (DPCRA) suppresses overheating at the center of the array and helps evenly distribute the heat. This array provides a more effective treatment area than a lattice array when a $2{\times}2$ dual polarized array is fitted to the treatment area. The treatment area is 71.5% of the aperture, whereas the effective treatment areas of the $2{\times}2$ dual polarized lattice array (DPLA) and the single polarized array (SPA) are 57.2% and 38.6% of the same aperture, respectively. The measurement matches the simulation results without blood circulation effects. In a $2{\times}2$ array applicator, the proposed DPCRA has more heat uniformity than the DLA and the SPA.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제8권1호
• /
• pp.133-136
• /
• 1990

자궁암치료에서 재발되거나 치료가 어려운 종양에 대하여 방사선과 온열요법을 병행함으로서 치료 성과를 다소 향상시킬 수 있었다. 더욱이 방사선 근접조사와 강내온열치료는 주위 건강조직의 피해를 줄이면서 종양에 집중손상을 줄 수 있었으며 강내방사선조사 기구를 공동으로 이용하므로서 시술이 간단하고 치료부위를 정확히 조준할 수 있었다. 그러나 강내조사용 안테나는 그 모양과 구성에 따라 온열 분포가 변하며 재래식 쌍극철심형 안테나는 끝부분 또는 연결부위의 가온이 급증하여 균등한 온열분포를 기대할 수 없었다. 저자들은 안테나의 길이를 마이크로파의 약수 즉 3, 6, 12 cm로 하여 공명이 잘 이루어지도록 하였으며 끝이 굵고 접촉 부위가 가느다란 꼬깔형 (conical) 안테나를 제작하여 사용한 결과 안테나 축에 따라 거의 일정하거나 약간 타원형의 온도분포를 이루었으며 가온 깊이도 $2\~3\;cm$로서 비교적 깊은 곳까지 가열할 수 있어 강내 치료효과를 향상시킬 수 있다고 생각된다.