Abstract

LOPEZ-PEREZ, Jorge I.  and  BERMEO VARON, Leonardo A.. Estimación de la conductividad eléctrica del tejido humano en la terapia de hipertermia por radiofrecuencia. Ing. Investig. [online]. 2023, vol.43, n.1, pp.1-.  Epub Feb 07, 2024. ISSN 0120-5609.  https://doi.org/10.15446/ing.investig.92288.

El uso de modelos matemáticos para el estudio de sistemas complejos como los fenómenos físicos y biológicos permite comprender su comportamiento, específicamente con respecto a variables y parámetros difíciles de obtener. Adicionalmente, el estudio de técnicas de optimización ha permitido aproximar las características de estos sistemas por medio de la correlación de simulaciones numéricas y la experimentación. La terapia de hipertermia por radiofrecuencia para el tratamiento del cáncer está actualmente en consideración para su futura aplicación médica. Sin embargo, algunas de sus propiedades son difíciles de medir, lo cual impediría su control. Este es el caso de la conductividad eléctrica, que depende de la frecuencia de inducción y de las características del tejido. En este artículo se simuló la terapia de hipertermia por radiofrecuencia mediante el método de elementos finitos. Luego se realizó una estimación de la conductividad eléctrica en el tratamiento mediante el método de optimización por enjambres de partículas. Se evaluaron el tiempo de ejecución y la diferencia del valor estimado con respecto al valor exacto, y se compararon sus valores estimados con los obtenidos mediante el método de Levenberg-Marquardt. Los resultados indican una concordancia significativa entre los valores estimados y los exactos en tres casos diferentes. El método de Levenberg-Marquardt tiene una diferencia de 0,1942% y un tiempo de ejecución de 22 minutos, mientras que el método de optimización de enjambres de partículas tiene una diferencia de 0,0967% y un tiempo de ejecución de 327 minutos. Este último tiene un mejor rendimiento en términos de estimación del valor de los parámetros, mientras que el otro tiene un mejor tiempo de ejecución computacional. Estas técnicas podrían ayudar a los médicos a prescribir protocolos de tratamiento y abrir la posibilidad de diseñar estrategias de control para la terapia de hipertermia como tratamiento para el cáncer.

Keywords : conductividad eléctrica; estimación de parámetros; hipertermia; Levenberg-Marquardt; radiofrecuencia; optimización por enjambre de partículas.

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