كنترل دماي سيال مغناطيسي در محيط متخلخل

كارشناسي ارشد

يكي از راه‌هاي درمان سرطان، هايپرترمي است كه با افزايش دماي تومور تا دماي 46-42 درجه سانتي‌گراد منجر به ضعيف شدن و از بين رفتن سلول‌هاي سرطاني مي‌شود؛ و هايپرترمي خود به روش‌هاي مختلفي انجام مي‌گيرد. يكي از اين روش‌ها كه اخيرا مورد توجه قرار گرفته است، روش درمان هايپرترمي بوسيله نانوذرات مغناطيسي است. قرارگيري نانوذرات مغناطيسي داخل تومور در معرض ميدان مغناطيسي متغير سبب افزايش دماي آن مي‌شود. پس از حل عددي معادلات پيوستگي و مومنتوم در محيط متخلخل، توزيع فشار و سيال بينابيني بافت بدست خواهد آمد. با قرارگيري توزيع فشار و سرعت سيال بينابيني، توزيع دما از طريق حل معادله بيوگرمايي محيط متخلخل كه داراي منبع حرارتي ثابت است كه بوسيله نانوذرات مغناطيسي ايجاد شده است، بدست خواهد آمد. هدف اين پژوهش گرما دادن و بالا بردن دماي قسمت مشخصي از بافت سالم كه تومور سرطاني فرض شده است، و كنترل آن در دماي مطلوب Tdes = 316.15 K (43 °C) به روش فيدبك خطي است. بدين منظور ابتدا دماي بخشي از بافت (تومور) كه مربعي بود و سپس توزيع دما در يك هندسه دايروي در دماي مطلوب كنترل شد. در انتها، با استفاده از اطلاعات دمايي مركز تومور (اندازه‌گيري شده بوسيله سنسور) و دماي مرزهاي بافت كه طي زمان ثابت و برابر دماي بدن مي‌باشند، يك رگرسور طراحي شد. اين رگرسور با اين اطلاعات دمايي، ابتدا دماي كل بافت را خطي‌سازي كرده و با گرفتن فيدبك از كنترلر توزيع دمايي بافت را در دماي مطلوب تخمين مي‌‌زند. نتايج شبيه‌سازي عددي نشان مي‌دهد كه عملكرد اين رگرسور در كنترل كردن دماي تومور كاملا قابل قبول بوده است.

195283

دانشگاه علم و صنعت ايران

ساخت و توليد

دكتر برهان بيگ زاده - دكتر اميرحسين دوائي مركزي