Abstract-A technical challenge in hyperthermia therapy is to locally heat the tumor region up to an appropriate temperature to destroy cancerous cells, without damaging the surrounding healthy tissue. Magnetic fluid hyperthermia (MFH) is a novel, minimally invasive therapy aiming at concentrating heat inside cancerous tissues. This therapy is based on the injection of different superparamagnetic nanoparticles inside the tumor. In our study, superparamagnetic nanoparticles, which we developed and characterized, consisted of iron oxide nanoparticles stabilized with polyethylene glycol. Moreover, a new technique for MFH using a specially designed external electromagnetic waveguide as applicator is presented. Three magnetite concentrations were used for making the tumor phantoms, which were embedded in muscle phantoms. The phantoms were radiated and located at three different distances from the applicator. Furthermore, two volumes of tumor (2.5 mL and 5.0 mL) were assayed. Heating curves, as a function of time, allowed the establishment of a more appropriate nanoparticle concentration for obtaining the temperature increase suitable for hyperthermia therapy. The results shown in this

Abstract-This study focuses on the evaluation of the performance of a rectangular waveguide for deep hyperthermia when different antennas are used. Although there are several models of hyperthermia applicators, there are no studies of the advantages of employing different antennas for waveguides used in deep seated tumor treatments. Monopole antennas are the most used radiating elements inside waveguides. Here, the modeling of a monopole and two new proposed antennas, inverted T and plate, in order to find their optimal performance is presented. Parameters like output power, SWR and transmission coefficient generated for each modeled antenna were calculated by using the finite element method. The antennas with the best performance were selected in order to model an applicator-phantom system, which was used to calculate the temperature distributions generated inside the muscle phantom. The models were based on Maxwell and bioheat equations. Finally, thermal distributions were obtained and compared. The results indicate that the plate antenna generated a better focusing. The SWR obtained was 1.25, the output power was 54.71 W of 66 W applied, and the 42 • C isotherm had a size of 2 cm × 2 cm.

Resumen-El cáncer de hueso presenta un bajo nivel de morbilidad, pero alto de mortalidad, con predominancia en jóvenes. Los tratamientos más comúnmente usados son cirugía (amputación), radioterapia y quimioterapia; cuyos efectos secundarios afectan la calidad de vida de los pacientes. La termoterapia es una alternativa más amigable para tratar este tipo de tumores. La ablación térmica se refiere a inducir temperaturas de 60°C -100°C en el tejido tumoral y mantenerla por algunos minutos. Se propusieron y diseñaron dos antenas de microondas para tratar tumores óseos por ablación térmica; la de doble ranura y la de doble ranura con recubrimiento. Su comportamiento fue modelado por el método del elemento finito (COMSOL Multiphysics) permitiendo evaluar el efecto de diferentes escenarios. Las simulaciones electromagnéticas y térmicas ayudaron a predecir las áreas de mayor absorción de energía y calentamiento. Los resultados mostraron cambios en el patrón térmico de acuerdo al diseño de la antena y a las características del tratamiento. Los mejores resultados se obtuvieron con una ranura de 1mm a 1 cm de inserción. El SWR vario entre 4.04-2.01 para los modelos óseos y de 3.79-1.85 para los modelos multicapa.Palabras clave-Cáncer de hueso, antenas micro-coaxiales, ablación térmica, termoterapia, antena de doble slot, antena de doble slot y recubrimiento. I. INTRODUCCIÓN A.Tumores óseos El cáncer de hueso es un proceso descontrolado de crecimiento y propagación de células óseas que afecta comúnmente huesos largos como el fémur y la tibia. La Sociedad Americana del Cáncer estima que el 47% de los tumores óseos serán pronosticados mortales para 2017 [1]. Los tumores óseos primarios son los que comienzan en el tejido óseo y hay diferentes tipos: osteosarcomas, sarcoma de Ewing, condrosarcomas, etc. [2]. Según las estadísticas, la mayoría se diagnostican en jóvenes [3]. Aunque es un problema que afecta a la población mundial, pocos grupos de investigación se han enfocado en el estudio de nuevas técnicas para tratarlos. Los tratamientos más comunes son muy agresivos con el paciente. El principal es la cirugía, que normalmente se refiere a la amputación de la extremidad afectada. La quimioterapia y la radioterapia se utilizan con menos frecuencia. Estas presentan efectos secundarios, como náuseas, ulceraciones e incluso necrosis de los tejidos [4,5], disminuyendo la calidad de vida de los pacientes al afectar al organismo entero. Por lo tanto, es necesario proponer nuevos tratamientos que ayuden a erradicar el tumor y mantener la integridad del hueso. B. Ablación térmicaLa necesidad de tratamientos menos invasivos y más económicos, además de generar menos o ningún efecto secundario es evidente. Estos deben de lograr una mayor focalización para afectar únicamente al tumor. La termoterapia se basa en la elevación de la temperatura corporal de una región específica, durante un determinado período de tiempo, para lograr su erradicación o una destrucción sustancial [6]. Para generar un efecto terapéutico real, se requieren tempera...

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