Resonance-Induced Ablation (RIA): A New Alternative to Oncological Therapy

preprint OA: closed CC-BY-4.0

Abstract

Conventional tumor ablation techniques—such as RFA, HIFU, cryoablation, and IRE—are limited by anatomical targeting and nonspecific energy delivery, often resulting in incomplete treatment or collateral damage, especially in multifocal or infiltrative tumors. Resonance-Induced Tumor Ablation (RIA) is a nonthermal, spectrum-resolved technique that achieves deterministic disintegration by targeting the intrinsic eigenfrequencies ωk\omega_kωk​ of malignant tissue. Energy is delivered only when local strain exceeds the viscoelastic rupture threshold ε(x,t)≥εcrit\varepsilon(x,t) \geq \varepsilon_{\mathrm{crit}}ε(x,t)≥εcrit​, with automatic cessation upon modal collapse. In simulations (FEM, n=12n = 12n=12) and gel phantom experiments (n=9n = 9n=9), RIA achieved: Ablation time: 2.8±0.42.8 \pm 0.42.8±0.4 s per focus Energy delivered: 0.76±0.09 J/cm30.76 \pm 0.09~\mathrm{J/cm}^30.76±0.09 J/cm3 Temperature rise: <5.8∘C< 5.8^\circ\mathrm{C}<5.8∘C Spectral selectivity: Q=38.6±3.9Q = 38.6 \pm 3.9Q=38.6±3.9 Residual vibrational modes: 0–1 post-actuation No off-target effects were detected in adjacent inclusions spaced as close as 5 mm, confirming spatial selectivity driven purely by spectral decoupling. Multifocal ablation occurred sequentially, with each lesion extinguished at its own resonant mode without temporal overlap. Real-time spectral feedback, implemented via phase-locked tracking, enabled fully autonomous actuation and self-termination, without reliance on external sensors. These results position RIA as a deterministic, frequency-specific ablation method, effective even in anatomically irregular or histologically diverse tumor environments.
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Resonance-Induced Ablation (RIA): A New Alternative to Oncological Therapy | SciELO Preprints window.dataLayer = window.dataLayer || []; function gtag(){dataLayer.push(arguments);} gtag('js', new Date()); gtag('config', 'G-3TT8HYRH0Y'); Open Menu Registrar-se Acesso English Español Ir para o conteúdo principal Ir para o menu de navegação principal Ir para o rodapé Preprints Submissão Áreas do Conhecimento Ciências Agrárias Ciências Biológicas Ciências da Saúde Ciências Exatas e da Terra Ciências Humanas Ciências Sociais Aplicadas Engenharias Linguística, letras e artes Educação em Revista Memórias do Instituto Oswaldo Cruz 47º Encontro Anual da ANPOCS 48º Encontro Anual da ANPOCS 49º Encontro Anual da ANPOCS Sobre Sobre o Servidor Declaração de Privacidade Atualizações do Sistema Contato FAQ Ética no SciELO Preprints Avaliação de preprints Anotações em preprints (via Hypothesis) Avalie um preprint Notícias Início / Ciências da Saúde Preprint / Versão 1 Resonance-Induced Ablation (RIA): A New Alternative to Oncological Therapy article.authors6a125dc3e642a Cesar Mello Cosmo Physics Organization .st0{fill:#A6CE39;} .st1{fill:#FFFFFF;} https://orcid.org/0000-0002-6730-9593 Fernando Medina da Cunha Centro de Oncologia Campinas DOI: https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.12898 Palavras-chave: resonance-induced ablation, nonthermal tumor therapy, spectral fingerprint, solid tumors, precision oncology Resumo As técnicas convencionais de ablação tumoral—incluindo RFA, HIFU, crioablação e IRE—são limitadas pela necessidade de direcionamento anatômico e pela entrega inespecífica de energia, frequentemente resultando em tratamento incompleto ou dano colateral, especialmente em tumores multifocais ou infiltrativos. A Ablação Tumoral por Ressonância (RIA) é uma técnica não térmica, resolvida espectralmente, que promove a desintegração determinística ao direcionar as autofrequências (ωk\omega_kωk​) intrínsecas do tecido maligno. A energia é fornecida somente quando a deformação local excede o limiar viscoelástico de ruptura (ε(x,t)≥εcrit\varepsilon(x,t) \geq \varepsilon_{\mathrm{crit}}ε(x,t)≥εcrit​), com cessação automática após o colapso modal. Em simulações (FEM, n=12n = 12n=12) e experimentos com fantomas de gel (n=9n = 9n=9), a RIA alcançou: Tempo de ablação: 2,8±0,42,8 \pm 0,42,8±0,4 s por foco Energia fornecida: 0,76±0,09 J/cm30,76 \pm 0,09~\mathrm{J/cm}^30,76±0,09 J/cm3 Elevação de temperatura: <5,8∘C< 5,8^\circ\mathrm{C}<5,8∘C Seletividade espectral: Q=38,6±3,9Q = 38,6 \pm 3,9Q=38,6±3,9 Modos vibracionais residuais: 0–1 após a atuação Nenhum efeito fora do alvo foi detectado em inclusões adjacentes espaçadas a apenas 5 mm, confirmando a seletividade espacial puramente guiada pelo desacoplamento espectral. A ablação multifocal ocorreu de forma sequencial, com cada lesão extinta no seu próprio modo ressonante, sem sobreposição temporal. O feedback espectral em tempo real, implementado via rastreamento em fase, permitiu atuação totalmente autônoma e autointerrupção, sem depender de sensores externos. Esses resultados posicionam a RIA como um método de ablação determinístico e específico em frequência, eficaz mesmo em ambientes tumorais anatomicamente irregulares ou histologicamente diversos. Downloads Os dados de download ainda não estão disponíveis. Biografia do Autor Fernando Medina da Cunha, Centro de Oncologia Campinas Fernando Medina da Cunha é diretor clínico do Centro de Oncologia Campinas, ex-Professor da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e fundador da cadeira de Oncologia Clínica na Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. Reconhecido como um dos oncologistas mais respeitados do Brasil, possui atuação de destaque também em nível internacional. PDF (Inglês) Postado 11/08/2025 Como Citar Resonance-Induced Ablation (RIA): A New Alternative to Oncological Therapy. (2025). Em SciELO Preprints . https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.12898 Formatos de Citação ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver Baixar Citação Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX Série Ciências da Saúde Copyright (c) 2025 Cesar Mello, Fernando Medina da Cunha Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License . .citations-container { overflow-y: auto; overflow-x: hidden; max-height: 1000px; } Plaudit Declaração de dados Os dados de pesquisa estão contidos no próprio manuscrito Aviso de preprints Preprints são manuscritos não avaliados por um periódico científico ou já avaliados mas em processo de publicação. .block_announcements_article:not(:last-child) { padding-bottom: 1.5em; border-bottom: 1px solid; } .block_announcements_article { text-align: left; } .block_announcements #show-all{ font-style: italic; } Notícias SciELO Preprints adota obrigatoriedade de declaração de disponibilização de dados de pesquisa 19 agosto 2025 A partir de 1º de setembro de 2025 os manuscritos submetidos ao SciELO Preprints devem incluir uma declaração de disponibilidade de dados informando sobre onde e como os dados da pesquisa que deram origem ao artigo podem ser acessados. 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