بررسي توزيع دما و ميزان آسيب حرارتي در درمان سرطان با هايفو

كارشناسي ارشد

امروزه، در جوامع پيشرفته و در حال رشد، سرطان به عنوان يك مشكل عمده و اساسي براي سلامتي انسان ها مطرح مي باشد. روش هاي متداولي همچون جراحي، شيمي درماني، پرتودرماني و غيره داراي محدوديت هايي هستند كه سبب ايجاد و استفاده از شيوه هاي نوين درماني شده اند. يكي از اين شيوه ها، هايپرترميا مي باشد. براي ايجاد حرارت در تومور توسط هايپرترميا، از يكي از منابع حرارتي به نام امواج فراصوت متمركز با شدت بالا يا هايفو استفاده مي شود. اساس كار روش هايپرترميا با هايفو، تمركز امواج در مركز تومور و توليد حرارت (از طريق جذب امواج فراصوت و تبديل آن به گرما) در آن است كه باعث افزايش دما در ناحيه كانوني و تخريب بافت تومور در آن ناحيه مي شود. هدف از اين پژوهش بررسي توزيع دما و ميزان آسيب حرارتي ناشي از هايپرترميا با هايفو در غياب و حضور رگ شاخص حرارتي در بافت بيولوژيكي است. براي اين منظور، ابتدا مدل سازي بافت بدون رگ و با رگ در يك مدل 2 بعدي محوري انجام شده است. سپس، براي دست يابي به ميدان فشار و شدت آكوستيك و حرارت ايجاد شده در بافت، انتشار امواج با معادلات خطي هلمهولتز و غيرخطي كِي زِد كِي صورت گرفته است. اكنون، براي به دست آوردن نتايج مربوط به دما، از معادله پنس، مدل موج حرارتي و مدل فاز تأخير دوگانه استفاده شده است. در دو مدل موج حرارتي و فاز تأخير دوگانه به ترتيب ترم اينرسي حرارتي و ترم هاي اينرسي حرارتي و تعامل حرارتي مدنظر قرار داده شده اند كه منجر به افزايش دقت نتايج براي كاربردهاي كلينيكي در آينده مي شوند. براي دست يافتن به نتايج مربوط به آسيب نيز مدل آرنيوس به كاربرده شده است. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي دهد كه زمان استراحت حرارتي و زمان تأخير دوم نقش مهمي در دما و آسيب دارند. به طور مثال، در انتشار امواج خطي و در حالت بافت بدون رگ، مقادير دما در مدل هاي پنس و موج حرارتي و فاز تأخير دوگانه به ترتيب برابر 74/2 درجه سانتي گراد، 62/74 درجه سانتي گراد و 48/35 درجه سانتي گراد هستند كه اين مقادير تأثير زمان هاي موجود در مدل موج حرارتي و فاز تأخير دوگانه را بر دما نسبت به مدل پنس ثابت مي كنند. حال، هرچه اين دو زمان بزرگ تر باشند، مقدار دما و ميزان آسيب در بافت نيز در دو مدل موج حرارتي و فاز تأخير دوگانه نسبت به مدل پنس كمتر است. علاوه بر اين، نتايج حاصل از بررسي پارامترهاي رگ همچون شعاع رگ و سرعت متوسط جريان خون در آن نشان دهنده ي اين است كه شعاع رگ به طور قابل توجهي دما و آسيب را تحت تأثير قرار مي دهد درحالي كه سرعت متوسط تأثير كمي بر آن ها دارد.

204636

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي-گرايش بيومكانيك

استاد راهنماي اول: دكتر محمد حق پناهي، استاد راهنماي دوم: دكتر مهدي نويدبخش