Orientador: Leandro Palermo Junior

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

Resumo: O problema de transferência de calor com controle de temperatura incluindo um algoritmo genético para otimização do processo é estudado neste trabalho. O problema ocorre na terapia de tratamento de câncer denominada hipertermia em que tecidos ao redor do tumor são aquecidos a cerca de 40 ºC...

Resumo: O problema de transferência de calor com controle de temperatura incluindo um algoritmo genético para otimização do processo é estudado neste trabalho. O problema ocorre na terapia de tratamento de câncer denominada hipertermia em que tecidos ao redor do tumor são aquecidos a cerca de 40 ºC por um conjunto de antenas que envolvem o paciente, com orientação em fase e direcionadas a um ponto que recebe calor devido à incidência das ondas eletromagnéticas. O problema de transferência de calor em biosistemas emprega a equação de Pennes e as equações de Maxwell para determinação do campo elétrico e magnético. Um modelo bidimensional é estudado com o Método dos Elementos de Contorno incluindo o Método da Reciprocidade Dual (MECRD). A heterogeneidade do meio pode ser tratada com a associação de vários meios homogêneos pela inclusão de sub-regiões no tratamento pelo MECRD. É proposta uma nova função aproximadora no MECRD para tratar os efeitos de domínio das equações integrais relacionadas às equações de Maxwell e Pennes no regime estacionário, reduzidas a equações não homogêneas do tipo de Helmholtz. A convergência da função é avaliada em exemplos com geometria simples. O modelo foi testado para um caso com tumores em diferentes profundidades sendo os resultados comparados aos disponíveis na literatura

Abstract: The problem of heat transfer with temperature control including a genetic algorithm for optimization of the process is studied in this work. The problem occurs in the cancer therapy called hyperthermia in which tissue around the tumor is heated to about 40 ºC by a set o antennas that...

Abstract: The problem of heat transfer with temperature control including a genetic algorithm for optimization of the process is studied in this work. The problem occurs in the cancer therapy called hyperthermia in which tissue around the tumor is heated to about 40 ºC by a set o antennas that involve the patient, with phase orientation and directed to a spot that receives heat due the incidence of electromagnetic waves. The problem o heat transfer in biosystems employs the Pennes¿ equation and Maxwell¿s equations for determining the electric and magnetic field. A two-dimensional model is studied with the Boundary Element Method including the Dual Reciprocity Method (DRBEM). The heterogeneity of the medium can be treated with the combination of various homogeneous media by the inclusion of sub-regions in the DRBEM. It is proposed a new approximating function for DRBEM to treat the domain effects of the integral equations related to Maxwell¿s and Pennes¿ equations in steady state, reduced to non-homogeneous Helmholtz equations. The convergence of the function is evaluated in examples with simple geometry. The model was tested for a case with tumors in different depths been the results compared with the available literature