Ilona Korczak, M.Sc., Eng.

Department of Ultrasound (ZU)
position: doctoral student
telephone: (+48) 22 826 12 81 ext.: 251
room: 222

List of chapters in recent monographs
1.
574
Korczak I., Gambin B., Kruglenko E., Aktualności Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej, rozdział: Stabilizacja temperatury organu podczas zabiegu transplantacji, Polskie Towarzystwo Akustyczne, Oddział w Krakowie, I, pp.97-103, 2018
2.
575
Kruglenko E., Korczak I., Gambin B., Aktualności Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej, rozdział: Efektywność hipertermii ultradźwiękowej w agarowych wzorcach tkanki miękkiej domieszkowanych różnymi składnikami, Polskie Towarzystwo Akustyczne, Oddział w Krakowie, I, pp.105-113, 2018

Conference papers
1.Kruglenko E., Korczak I., Litniewski J., Gambin B., Ultrasound Thermal Effect Enriched by Adding of Micro and Nano Particles to the Agar-Gel Tissue Mimicking Materials, IEEE 2018, IEEE Joint Conference - Acoustics, 2018-09-11/09-14, Ustka (PL), DOI: 10.1109/ACOUSTICS.2018.8502361, No.1, pp.158-163, 2018
Abstract:

Agar-gel based materials are widely used as tissue mimicking materials. Pure agar-gel is stable up to 60◦C but exhibits small ultrasound attenuation compared to a soft tissue. To enhance the attenuation of agar-gel we fabricated samples of agar-gel with the adding of graphite micro particles (GMP), magnetic micro particles (MMP) and magnetic nano particles (MNP) with two weight fractions of dry powders added before the formation of the gel to the aqueous agar solution, namely 0.8 % and 1.6 %, respectively. In order to compare the thermal effect caused by the addition of a particles, the samples immersed in a water bath were heated by 2 MHz circular focused transducer (diameter 44 mm), with power of 1, 2, 3 and 4 W. The temperature rise curves were recorded using thermocouples. The temperature change rate (TCR) in the initial point of heating was calculated. For the 0.8 % weight fraction the MMP sample had the highest TCR value at each sound power tested, the smallest value had the MNP sample. For the 1.6 % weight fraction, the highest TCR value had the MNP sample, while the smallest TCR had the GMP sample. We stated that for the higher fraction of particles, the MNP material had the highest TCR value for all powers, and besides the difference between TCR in MMP and GMP samples was less than the difference between TCR in MMP and MNP samples. Besides, the MNP sample exhibited the minimal exposure time to achieve the temperature increment of 5◦C for all applied acoustic powers. These facts underline the unique properties of MNP material and its usefulness as a model material for ultrasonic hyperthermia experiments.

Keywords:

tissue mimicking materials, ultrasound hyperthermia, nano and micro magnetic particles, temperature change rate

Affiliations:
Kruglenko E.-IPPT PAN
Korczak I.-IPPT PAN
Litniewski J.-IPPT PAN
Gambin B.-IPPT PAN

Conference abstracts
1.Kruglenko E., Korczak I., Litniewski J., Gambin B., Ultrasound Thermal Effect Enriched by Adding Micro and Nano Particles to Tissue Mimicking Materials, ACOUSTICS 2018, JOINT CONFERENCE – ACOUSTICS 2018: 65th Open Seminar on Acoustics, 35th Symposium on Hydroacoustics, Polish-German Structured Conference on Acoustics, 2018-09-11/09-14, Ustka (PL), DOI: 10.24425/123927, No.43, pp.557-558, 2018
2.Korczak I., Gambin B., Kruglenko E., Stabilizacja temperatury organu podczas zabiegu transplantacji, IAB2018, XXII Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej, 2018-04-10/04-13, Kraków-Zakopane (PL), No.1, pp.23, 2018
Keywords:

hipotermia, transplantacja nerki, urządzenie do chłodzenia narządów

Affiliations:
Korczak I.-IPPT PAN
Gambin B.-IPPT PAN
Kruglenko E.-IPPT PAN
3.Kruglenko E., Korczak I., Gambin B., Efektywność hipertermii ultradźwiękowej w agarowych wzorcach tkanki miękkiej domieszkowanych różnymi składnikami, IAB2018, XXII Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej, 2018-04-10/04-13, Kraków-Zakopane (PL), No.1, pp.24-25, 2018
Abstract:

Lokalna hipertermia, czyli podwyższenie temperatury tkanki w określonym miejscu do temperatury około 44 stopni C, spowodowana absorpcją dostarczonej z zewnątrz energii, jest wykorzystywana np. w leczeniu nowotworów. Hipertermia może być wywołana przez naświetlanie skoncentrowaną wiązką ultradźwiękową lub zmienne pola magnetyczne o określonych mocach i częstotliwościach. Procedury hipertermii powinny być wstępnie kalibrowane na wzorcach tkankowych, czyli na materiałach tkanko-podobnych, aby zapewnić bezpieczeństwo termiczne żywych tkanek. W przypadku hipertermii ultradźwiękowej materiały te powinny posiadać podobne do tkanek właściwości fizyczne, w szczególności powinny w podobny sposób tłumić i rozpraszać ultradźwięki. Najprostsze w przygotowaniu i najczęściej wykorzystywane w doświadczeniach ultradźwiękowych są wzorce na bazie żelu agarowego. Domieszkowanie wzorców agarowych, na przykład, szklanymi kulkami o rozmiarach mikrometrów, jest niezbędne do uzyskanie właściwości akustycznych zbliżonych do właściwości tkanek miękkich. W pracy zbadano wpływ na efektywność hipertermii ultradźwiękowej domieszkowania wzorców agarowych nanocząstkami magnetycznymi w porównaniu do innych cząstek o rozmiarach mikrometrycznych. W tym celu zostały wyprodukowane trzy typy wzorców agarowych: z dodatkiem mikrocząsteczek grafitowych o wymiarach mniejszych niż 20 µm oraz mikro i nanocząstek magnetycznych tlenku żelaza, odpowiednio o rozmiarach 50-100 µm oraz 50-100 nm. Do nagrzewanie wzorców wiązką ultradźwiękową stosowano głowicę ogniskującą o częstotliwości 2.2 MHz z różną mocą sygnału nadawczego od 1W do 4 W. Użyto specjalnie zbudowanego stanowiska pomiarowego, pozwalającego na bardzo precyzyjne ustawienie głowicy i kontrolowanie zmian temperatury wewnątrz wzorca wzdłuż osi wiązki. Rejestracja temperatury w ciągu 5 min naświetlania z częstotliwością co 1 s odbywała się przy użyciu modułu USB-TEMP i 7 termopar. Analiza zarejestrowanych danych pomiarowych pokazała, że najefektywniejszym dodatkiem do agarowych wzorców przy hipertermii ultradźwiękowej wśród badanych typów domieszek są nanocząstki tlenku żelaza. Ich obecność wpływa mocniej na wzrost temperatury podczas działania ultradźwięków, niż obecność domieszek z mikronowych cząstek z tego samego materiału lub grafitu. Obliczono współczynnik absorpcji właściwej (ang. specific absorption rate, SAR), który mierzy efektywność hipertermii. Wartości SAR są najwyższe dla wzorców domieszkowanych nanocząstkami ze wszystkich próbek przy założeniu znajomości ciepła właściwego każdego składnika.

Affiliations:
Kruglenko E.-IPPT PAN
Korczak I.-IPPT PAN
Gambin B.-IPPT PAN