냉 · 온열의 반복 자극이 전립선 내부의 온도 분포에 미치는 영향
The Effects of Warm and Cold Stimulations on the Temperature Distribution in the Prostate
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참고문헌
초록
가온 프로브를 사용하여 직 장을 통한 온열 치 료법 이 비 침 습적 진 립 선지 료의 한 방법 으로 사용되 고 있으나 직 장벽 내 에 서 의 과도한 온도에 의 한 가열은 장점막의 손상을 입힐 뿐만 아니라 전립선 전쳬를 적절한 온도까지 가열하기가 어렵다고 알려져 있다． 따라서 전립선과 온열치료 시스템 사이에서 일어나는 열전달 메카니즘에 관한 보다 정확한 이해가 요구된다． 본 연구에서는 전립선 표면에 가해진 냉 · 온 자극이 전립선 내부의 온도 분포에 미치는 영향을 수치해석을 이용하여 검토하였다． 유한쳬적 프로그램인 〃 FLUENT’ 를 사용하여 비정상상태의 열전도방정식을 해석하여， 전 립선 내의 시간에 따른 온도분포를 고찰하고， 가열 및 냉각시간， 가열 및 냉각온도 등이 전립선 내부의 온도분포와 온열호과가 전달되는 영역을 규 명하였다． 온열 치료법 （40, 450C） 에 의해 온열효과가 나타나는 전립선의 내부 영역을 가시화하고， 가열／ 냉각의 반복 자극이 전립선의 온도분포에 미치는 영향을 조사한 결과 통상적인 온열 치료법에 의한 온열효과는 전립선의 낮은 열전도도의 영향에 의해 전립선의 일부 영 역에만 도달되는 한 계를 보였다． 가열／ 냉각의 냉． 온 자극을 반복하면서 열적 자극효과를 고려한 냉． 온 치료시스템을 개발하기 위하여 냉． 온자극 온도와 시간이 전립선 내부에 미치는 열전달 메카니즘을 고찰하여 원하는 자극주기와 전립선 내부 온도자극 정도를 설정하기 위한 유효한 자극패턴을 제시할 수 있는 기 초자료를 획득하였다． 또한， 전립선 조직내부를 통과하는 혈액의 유동이 조직의 온도분포 및 열전달에 미치는 영향을 검토한 결과 냉온 자극 강도 에 큰 영향을 미치지 않을 갓으로 확인 되었다． 이러한 결과는 냉온자극에 의한 전립산치료기의 자극프로브의 형상 설계와 가열에 의한 온열 효과 및 가열／ 냉각의 반복에 의한 열자극효과를 동시에 얻을 수 있는 자극시스템을 개발하는 데에 유용하게 사용할 수 있으리라 사료된다．
Abstract
Hyperthermia using transrectal thermal probes has been used for a noninvasive treatment of prostate diseases. However, it 15 known that heating the rectal wail at excessive1y high temperature can lead to destructfon of the rectal mucous membrane, and it 15 diffiCtllt to maintain an optimum tempel· ature over the entire prostate. Thus, a more accurate understanding of the heat transfor mechanism between prostate and hypelthermia system 15 needed. Numerical analysis was performed to inves仇gate how the cold/ warm stimulations on the prostate surface affeCt the temperature distribution in the prostate model. The general purpose software "FLUENT ' ' was used for obtaining a finite v0lume solution to the unsteady conduction equatfon and to calculate the time- varying temperature in the prostate. EffeCts of the warm/ cold stimulations and the stimulatior깊 frequency on the tempeTature distribution were simulated, and we visualized how hyperthermia affected the inside of the prostate. It was found that the effect of hyperthermia by using a typical heating method 15 hmited due to the 10w thermal conductivity of the pr0State. Consecutive repetitions of warm and cold stimulations were considered to provide the thermal irritations inside a prostate. The effectS of temperature difference and duratiorl of warm/ cold stimula仇ons w酊e