How to monitor real-time temperature using radiofrequency microwave in tumor hyperthermia-INNO

What is tumor hyperthermia

Tumor hyperthermia is the use of various heat sources such as radiofrequency electromagnetic waves, microwaves, or ultrasound to heat the tumor area to an effective therapeutic temperature range and maintain it for a period of time, causing immediate metabolic reactions in the tumor tissue, thereby causing changes in the molecular structure of tumor cells and enhancing lysosomal activity, achieving the goal of killing tumor cells and treating tumors.

các hệ thống đo nhiệt độ sợi quang huỳnh quang independently developed by FJINO provides temperature measurement assistance for radiofrequency hyperthermia. It can accurately measure temperature under radiofrequency electric field with an accuracy of 1 oC (high precision can be customized). By combining thermal field simulation of tumor tissue, it is possible to infer the overall temperature distribution of the tumor through a few measurement points. After analyzing the experimental results and processing the data, it has been verified that the tumor radiofrequency hyperthermia device can meet the design requirements and has practical applications in the medical field.

Why does tumor hyperthermia require temperature measurement

Hiện tại, all tumor extracorporeal radiofrequency hyperthermia machines on the market lack effective and feasible online monitoring methods for tumor temperature during tumor hyperthermia. Traditional electronic temperature sensors, chẳng hạn như nhiệt điện trở, cặp nhiệt điện, vân vân., are susceptible to electromagnetic wave interference and cannot measure temperature in real time during the heating process, making it difficult to accurately determine the temperature of the tumor site and the normal tissue temperature around the tumor, seriously affecting the effectiveness of thermal therapy.

Compared with traditional temperature sensor measurement methods, optical waves have many incomparable advantages: light waves do not cause electromagnetic interference, nor are they interfered by electromagnetic waves, and are easily perceived and received by various photosensitive detectors. It is easy to convert optical signals into electrical signals or electrical signals into optical signals, which can be well matched with modern electronic devices and computers. The working spectrum of optical fibers is wide, the dynamic range is large, and it is an excellent transmission line with low loss. Bản thân sợi quang không tích điện hoặc dẫn điện, với hiệu suất cách nhiệt tốt, kháng bức xạ, khả năng uốn cong, trọng lượng nhẹ, và khối lượng nhỏ. Chúng có thể được ứng dụng trong những môi trường khắc nghiệt mà các loại cảm biến khác không thể đáp ứng được điều kiện, chẳng hạn như giới hạn không gian nghiêm ngặt, tính dễ cháy, tính bùng nổ, hoặc nhiễu điện từ mạnh.

Cơ chế hoạt động dùng trong đo nhiệt độ huỳnh quang

Khi một vật liệu bị kích thích khi tiếp xúc với tia cực tím, dễ thấy, hoặc tia hồng ngoại, Hiện tượng phát quang gọi là hiện tượng quang phát quang. Trong hiện tượng quang phát quang, các thông số huỳnh quang phát ra có liên quan chặt chẽ với nhiệt độ môi trường. Để có được thông tin nhiệt độ cần thiết, chỉ cần phát hiện cường độ hoặc thời gian tồn tại huỳnh quang của nó.

Sự tương ứng giữa tuổi thọ huỳnh quang và nhiệt độ của cảm biến nhiệt độ tuổi thọ huỳnh quang does not change due to changes in light intensity, and has advantages such as self calibration, small heat capacity, và tốc độ phản hồi nhanh. các hệ thống đo nhiệt độ sợi quang huỳnh quang can accurately measure temperature without interference under radio frequency electric fields;