Стр. 9 - С.Г. Веснин, М.К. Седанкин - Разработка серии антенн-аппликаторов для неинвазивного измерения температуры тканей организма человека при различных патологиях

51
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
ры позволяет понять, где измеряется внутренняя температура, но не
дает ответа на вопрос, на сколько градусов повысится яркостная тем-
пература при наличии злокачественной опухоли. Для ответа на этот
вопрос необходимо определить распределение термодинамической
температуры в биологических тканях, рассчитать весовую функцию
и произвести численное интегрирование уравнения (2).
Одной из важнейших областей использования метода РТМ явля-
ется диагностика заболеваний МЖ, поэтому мы рассмотрим расчет
яркостной температуры на примере тканей МЖ. Надо сказать, что вы-
явления тепловых аномалий в данном органе имеет свои особенности.
Задача упрощается, потому что расстояние от поверхности кожи до
опухоли, как правило, составляет 10–30 мм. Следует иметь в виду,
что во время измерения антенна прижимается к МЖ, за счет чего рас-
стояние дополнительно сокращается. Сложность состоит в том, что
необходимо выявлять очень маленькие опухоли на ранней стадии
развития. Крупные опухоли обнаруживают при клиническом осмо-
тре, наибольший интерес вызывает выявление непальпируемых об-
разований. Поэтому для расчета мы выбрали размер опухоли 10 мм.
В [33, 34] показано, что результаты численного решения уравнения
теплопроводности при наличии злокачественной опухоли хорошо
согласуются с результатами инвазивных измерений температуры,
представленных в [22]. В отличие от [33, 34], в используемой нами
модели, помимо железистой и жировой тканей, учитывается влияние
кожных покровов, также как и в электродинамической модели (тепло-
физические параметры слоев см. табл. 1, модель биологической ткани
с опухолью, рис. 3). Модель разработана с учетом работ [5, 33–41].
Известно, что тепловыделение опухоли определяется скоростью ее
роста. Для агрессивных быстрорастущих опухолей, которые пред-
ставляют наибольшую опасность, тепловыделение во много раз выше
тепловыделения железистой ткани. За счет этого опухоль имеет бо-
лее высокую температуру по сравнению с окружающими ее тканями.
Решение уравнений (5) производилось с использованием программы
мультифизического моделирования COMSOL Multiphysics 3.5. Ре-
зультаты расчета температуры опухоли представлены на рис. 4. Тем-
пература окружающей среды принималась равной 21,7 °С, температу-
ра ядра – 37 °С.
Следует отметить, что специалистам, имеющим опыт работы
c радиотермометрами или инфракрасными (ИК) камерами, известны
различные особенности проявления тепловых аномалий у пациентов.
Трехмерное моделирование температуры с учетом реальных биофи-
зических параметров тканей, открывает огромные возможности для