انجمن حفاظت در برابر اشعه ایران مجله سنجش و ایمنی پرتو 23225971 15 1 2026 05 22 Magnetic Hyperthermia Treatment of Lung Cancer Using Fe₃O₄ Nanoparticles with Silver Shielding for Cardiac Protection درمان سرطان ریه با گرمادرمانی مغناطیسی با استفاده از نانوذرات Fe₃O₄ به همراه محافظ نقره برای محافظت از قلب 1 14 115282 10.22052/rsm.2025.257245.1141 FA کژال معتمدی گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران محمد حسین توکلی گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران 0000-0002-4829-8913 صفورا نیکزاد گروه فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران زهرا کشتپور املشی مرکز تحقیقات سرطان، پژوهشکده سرطان، پژوهشکده سلامت ابن سینا، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران Journal Article 2025 07 20 Magnetic hyperthermia using Fe₃O₄ nanoparticles offers a targeted and minimally invasive strategy for lung cancer treatment. In this study, a two dimensional computational model was developed in COMSOL Multiphysics 6.1 to simulate heat generation by uniformly distributed Fe₃O₄ nanoparticles under a 300 kHz, 150 A alternating magnetic field. The model incorporated anatomically realistic domains representing the lung, tumor, and heart tissues, along with a silver shielding layer designed to attenuate magnetic flux and protect the heart from excessive heating. Electromagnetic and thermal behavior were modeled using Maxwell’s equations and a porous-media form of Pennes’ bioheat equation, accounting for blood perfusion, respiratory airflow, and metabolic heat generation. Simulation results demonstrated that the tumor core reaches therapeutic hyperthermia levels (43–46 °C), while the silver shield effectively maintains cardiac temperatures below 39 °C. Temperature gradients at the tumor margins, caused by convective cooling, highlight the importance of optimizing nanoparticle concentration and field intensity. This model provides a physiologically realistic and computationally validated framework that enhances the safety and efficacy of magnetic hyperthermia, supporting its potential translation into clinical applications. در این مطالعه، یک مدل محاسباتی دو بعدی در COMSOL برای شبیه‌سازی گرمادرمانی مغناطیسی با استفاده از نانوذرات Fe₃O₄ جهت درمان سرطان ریه توسعه یافته است. مدل شامل بافت‌های ریه، تومور، قلب و یک لایه محافظ از جنس نقره‌ بود که برای کاهش نفوذ میدان مغناطیسی و محافظت از قلب طراحی شده است. نانوذرات مغناطیسی در معرض یک میدان مغناطیسی متناوب ۳۰۰ کیلوهرتز و شدت جریان ۱۵۰ آمپر قرار گرفتند که منجر به تولید حرارت موضعی در ناحیه تومور شد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که دمای هسته تومور به محدوده درمانی ۴۳ تا ۴۶ درجه سانتی‌گراد می‌رسد که برای نابودی سلول‌های سرطانی کافی است، در حالی‌که دمای قلب با کمک لایه محافظ نقره‌ زیر ۳۹ درجه باقی می‌ماند و از آسیب حرارتی جلوگیری می‌کند. تأثیر جریان هوا و تنفس بر توزیع حرارت و گرادیان دما در حاشیه‌های تومور نیز در نظر گرفته شده است. تحلیل حساسیت نشان داد که افزایش غلظت نانوذرات و شدت میدان مغناطیسی به‌طور خطی دمای تومور را افزایش می‌دهد، در حالی که تخلخل بافت ریه نقش مهمی در تبادل حرارتی دارد. این مدل یک چارچوب فیزیولوژیکی واقع‌گرایانه و محاسباتی معتبر ارائه می‌دهد که ایمنی و اثربخشی گرمادرمانی مغناطیسی را افزایش می‌دهد و از کاربرد بالقوه آن در کاربردهای بالینی پشتیبانی می‌کند. https://rsm.kashanu.ac.ir/article_115282_93e6501e01654715b29c36049f5184b8.pdf