بهينه¬سازي درمان سرطان كبد با استفاده از روش درمان گرمايي امواج مايكروويو و تزريق نانو ذرات مغناطيسي

دكتري

اثرات درمان سرطان كبد با امواج مايكروويو و نانوذرات مغناطيسي بررسي شده و معادلات با روش المان محدود نرم‌افزار Comsol Multiphysics 5.5 گسسته و حل مي‌شوند. براي بررسي كمّي درمان تومور از زمان نكروز و نسبت نكروز است. زمان نكروز زماني است كه 99% از تومور درمان شده و نسبت نكروز، نسبت بافت سالم از بين‌رفته به حجم تومور در اين زمان است. به عنوان متغيرهاي اثرگذار بر درمان، تأثير متغيرهاي مختلف فيزيكي مانند نوع و غلظت نانوذرات، فركانس و توان مايكروويو، و متغيرهاي هندسي تعداد و مكان شكاف‌هاي آنتن، فاصله شكاف‌ها و قطر تومور بررسي شده و با الگوريتم تاگوچي بهينه‌سازي مي‌شود. سه نوع نانوذره مگميت، مگنتيت و FccFePt با درصدهاي وزني مختلف تزريق شدند. نتايج نشان دادند كه نوع نانوذره با اثرگذاري 43% بيشترين تأثير را دارد و مگميت به دليل خواص بهتر مغناطيسي درمان بهينه‌تري ارائه مي‌دهد. هرچه غلظت نانوذرات بيشتر باشد، توليد گرما و اثربخشي درمان بيشتر مي‌شود، و غلظت نانوذرات تأثيري 21% بر درمان دارد. فركانس مايكروويو نيز با 17% تأثيرگذاري باعث تقويت ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي و درمان بهتر با اثرات جانبي كمتر مي‌شود. مكان هندسي آنتن با تأثيرگذاري 11% بر درمان تأثير دارد؛ وقتي آنتن در انتهاي تومور قرار گيرد، ميدان‌هاي دمايي و نكروز به قسمت‌هاي پاييني متمايل مي‌شوند. به تدريج با جابجايي آنتن به بالا، ميدان دما و نكروز هم به سمت بالاي تومور حركت مي‌كند. كمترين تأثير مربوط به توان مايكروويو است كه با 7% اثرگذاري، تقريباً مستقل از درمان عمل مي‌كند. استفاده از آنتن سه‌شكاف به دليل ايجاد ميدان يكنواخت‌تر، درمان بهتري نسبت به آنتن تك‌شكاف و پنج‌شكاف دارد. همچنين فاصله بين شكاف‌ها تأثير چنداني ندارد و درمان مستقل از آن است. نتايج تغيير قطر تومور نشان دادند كه امواج مايكروويو در تومورهاي بزرگ‌تر اثرگذاري بيشتري دارند و كارايي اين امواج در تومورهاي بزرگ‌تر بار ديگر تأييد مي‌شود.

230887

دانشگاه اصفهان

مهندسي مكانيك - تبديل انرژي

حسين احمدي كيا , مهدي مشرف دهكردي