RF-mikrodalga frekans aralığındaki elektromanyetik dalgaların biyolojik dokular üzerine etkisinin FDTD simülasyonu

Günümüzde en sık görülen hastalık türlerinden biri olan kanseri tedavi etmek amacıyla elektromanyetik dalgaların kullanımı ve kablosuz haberleşme teknolojilerinin insan sağlığı üzerindeki etkileri elektromanyetik dalga-doku etkileşimlerinin analizini gerektirmektedir. Tez çalışmasında farklı elektrik ve manyetik özelliklere sahip biyolojik dokulara uygulanan elektromanyetik dalganın doku ile etkileşiminin analizi için ilk olarak mikrodalga-radyofrekans aralığındaki elektromanyetik dalgaların biyolojik dokuda ilerlediği mesafe doğrultusunda özgül güç yoğunluğu, emilen elektromanyetik radyasyon dozu ve sıcaklık artışı için analitik çözüm yapılarak sonuçlar değerlendirilmiştir. Daha sonra aplikatör (kaynak) ışınımının artan özgül güç yoğunluğu ve artan uygulama sürelerinde mesafeye bağlı sıcaklık artışları yorumlanmıştır. Tezin sonraki kısmında Pennes biyo-ısı denkleminden yararlanılarak zaman domeninde sonlu farklar metodu (FDTD) ile MATLAB ortamında hipertermi için simülasyon modeli geliştirilmiştir. Simülasyonlarda 6.8 GHz frekans büyüklüğünde noktasal mikrodalga kaynağı kullanılarak biyolojik dokuların basit modellemelerinin ve daha sonra gerçek insan vücudunun bilgisayarlı tomografi kesitleri üzerinde elektromanyetik dalganın elektrik alan, manyetik alanlar, özgül soğurma oranı (Spesific Absorbtion Rate-SAR) ve elektromanyetik dalganın biyolojik dokuya aktardığı ısı enerjisi dağılımları incelenmiştir. Tek boyutlu dağılımlarda elde edilen elektrik alan sinyallerin dalgacık (wavelet) analizi yapılarak sonuçlar değerlendirilmiştir. Son olarak ise basit modelde noktasal kaynak cildin üstüne, cilt içine ve yağ dokusunun içine yerleştirilerek meydana gelen SAR değişimleri analiz edilmiştir. Simülasyonlarda tüm dokularda meydana gelen SAR ve ısı artışları gözlenmiştir. Bu durum Radyofrekans-Mikrodalga frekans aralığında elektromanyetik dalgaların biyolojik dokular üzerine etkisinin bir bütün olarak değerlendirilmesini sağlamıştır. ANAHTAR KELİMELER: Hipertermi, elektromanyetik dalga, SAR, ısı enerjisi