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Clase: Trabalho de Conclusão de Curso
Título : Uma implementação numérica paralela para simulação de necrose de células tumorais por hipertermia local
Otros títulos : A parallel numerical implementation for simulating tumor cell necrosis by local hyperthermia
Autor(es): Reis, Ruy Freitas
Orientador: Loureiro, Felipe dos Santos
Co-orientador: Lobosco, Marcelo
Miembros Examinadores: Rocha, Bernardo Martins
Resumo: A hipertermia é amplamente utilizada no tratamento de câncer para destruir tumores. A ideia principal da hipertermia é aquecer uma região específica, como um tumor, de modo que acima de um limiar de temperatura as células tumorais sejam destruídas. Isto pode ser realizado por diversas técnicas de fornecimento de calor e a utilização de nanopartículas magnéticas, que geram calor quando um campo magnético alternado é aplicado, é atualmente uma técnica promissora. No presente trabalho, a equação de Pennes de biotransferênia de calor é adotada para modelar a ablação térmica de tumores, no contexto de nanopartículas magnéticas. O método das diferenças finitas explícito é empregado para resolver as equações. No entanto, uma grande quantidade de computação é necessária para este propósito. Portanto, este trabalho também apresenta uma primeira tentativa de melhorar o desempenho usando OpenMP, uma API de programação paralela. Os resultados experimentais foram bastante animadores: speedups de cerca de 35 foram obtidos em uma máquina de 64 cores.
Resumen : Hyperthermia has been widely used in cancer treatment to destroy tumors. The main idea of the hyperthermia is to heat a specific region like a tumor so that above a threshold temperature the tumor cells are destroyed. This can be accomplished by many heat supply techniques and the use of magnetic nanoparticles that generate heat when an alternating magnetic field is applied has emerged as a promise technique. In the present paper, the Pennes bioheat transfer equation is adopted to model the thermal tumor ablation in the context of magnetic nanoparticles. Numerical simulations are carried out considering different injection sites for the nanoparticles in an attempt to achieve better hyperthermia conditions. Explicit finite difference method is employed to solve the equations. However, a large amount of computation is required for this purpose. Therefore, this work also presents an initial attempt to improve performance using OpenMP, a parallel programming API. Experimental results were quite encouraging: speedups around 35 were obtained on a 64-core machine.
Palabras clave : Hipertermia
Biotranferência de calor
Nanopartículas magnéticas
OpenMP
Método das Diferenças Finitas
CNPq: Engenharia
Idioma: por
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla de la Instituición: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Clase de Acesso: Acesso Aberto
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI : https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15922
Fecha de publicación : 16-ago-2013
Aparece en las colecciones: Engenharia Computacional - TCC Graduação



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