19901

۱۹۹۰۱

طراحي لنز ميدان نزديك آرايه انتقالي با كاربرد پزشكي در درمان تومور عميق

كارشناسي ارشد

مخابرات، ميدان و امواج

۱۳۹۷-۱۳۹۵

۱۳۹۷/۰۸/۲۲

دكتر محمد خلج اميرحسيني

برق

سرطان به عنوان مسبب اصلي مرگ در سرتاسر دنيا پيش بيني مي شود. سه روش اصلي كه براي درمان تومور به كار گرفته مي شوند به جراحي، شيمي درماني و راديوتراپي بستگي دارند. هركدام ازين روش ها مضرات خود را دارند. يك روشي جديد كه پديدار شده است، مبتني بر درمان فزون گرمايي ريزموج به عنوان روش درماني قابل اطمينان براي حذف تومورهاي بدخيم است كه مي تواند محدوديت ها و عوارض جانبي مرتبط با مدل هاي درماني كه در حال حاضر استفاده مي شوند را نمايان كند. در طول درمان فزون گرمايي دماي تومور به 40-45 درجه سانتي گراد به هدف صدمه و يا تخريب سلول هاي سرطاني بدون اثرگذاري بر بافت سالم افزايش مي يابد. سيستم هاي فزون گرمايي منجر به تخريب سلولي تومورهاي سرطاني مي شود كه در معرض دمايي بالاتر از 43 درجه سانتيگراد قرار گيرند و يك محيط درماني را توسط اعمال گرما به سلول هاي تومور بدون جراحي و يا صدمه به بافت هاي طبيعي فراهم مي كند. به منظور بهبود اثر درماني سيستم فزون گرمايي، گرما مي بايست دقيقا در هدف درماني متمركز شود و اثر گرمايي مي بايست به منظور به حداقل رساندن صدمه به سلول هاي طبيعي كنترل شود. در اين پايان نامه ابتدا تاريخچه اي از نحوه تخريب سلول هاي سرطاني و سپس معرفي مفاهيم سيستم هاي فزون گرمايي، SAR و ETA ارائه مي شود. در فصل دوم انواع گوناگون لنز هاي الكترومغناطيس با كاربرد فزون گرمايي بيان مي شوند. سپس به بيان دو نحوه طراحي لنز ميدان نزديك آرايه انتقالي براي درمان تومورهاي قرار گرفته دربدن انسان پرداخته مي شود كه انرژي الكترومغناطيسي را در نقطه كانوني مطلوب متمركز كنند و پس از افزايش دماي نقطه مدنظر در مدت زمان مشخص، تومور را تخريب كنند. نخستين روش مبتني بر يك لنز آرايه انتقالي به همراه دو لايه Bolous Water مي باشد كه لنز مربوطه داراي لايه هاي خازن و سلفي است و شيفت فاز هركدام از سلول هاي واحد واقع بر لنز مي بايست به گونه اي تعيين شود كه پرتوهاي عبوري از لنز در نقطه كانوني مدنظر به صورت هم فاز متمركز شوند. روش دوم بر مبناي يك لنز دي الكتريك ناحيه اي است كه هرناحيه بر روي لنز داراي ضريب دي الكتريك مختص خود مي باشد. اين لنز به گونه اي طراحي شده و ضرايب دي الكتريك هرناحيه واقع بر آن مشخص خواهد گرديد كه پس از تابش امواج الكترومغناطيس به سطح آن توسط يك آنتن دوقطبي و يا پچ، انرژي الكترومغناطيس در نقطه مدنظر متمركز شده و براي درمان تومور به كار گرفته شود.

1397/10/18

Design of Transmit – Array Near – Field Lens with Medical Application in Deap – Seated Tumor Treatment

1/2/2019 12:00:00 AM

Cancer is predicted to be the main cause of death worldwide. Three techniques are mainly used for treatment of brain cancer tumor depending on surgery, chemotherapy, and radiotherapy. Each of these techniques is associated with its own drawbacks. A new tool is emerging based on microwave hyperthermia treatment as a reliable treatment method can address the limitations and side effects associated with the currently used treatment modalities. During hyperthermia treatment, the temperature of the tumor is raised to 40–45°C for the purpose of damaging or destroying cancer cells without effecting of healthy tissue. These systems lead to cell destruction of tumor cells exposed to tempratures higher than and provide a comfortable treatment envoirment by applying heat to the tumor cells alone without surgical incisions or damage to normal tissues. To improve the treatment effect of hyperthermia systems, the heat must be focused exactly at the therapeutic target, and the thermal effect should be controlled to minimize damage to normal cells. In this thesis, first, history of cancer cells destruction and then introducing principles such as hyperthermia systems, SAR and ETA is presented. In chapter two, various types of electromagnetic lenses with hyperthermia application is defined. In chapters three and four, two methods of Transmit – Array Near – Field lens design for deap – seated tumors treatment in human body is analyzed. These lenses focus electromagnetic energy in desired focal point and tumor is destroyed after desired spot temperature elevation during specified time. First method is based on transmit – array lens with two bolous water layer. Related lens includes capacitance and inductance layers and phase shift of each unit cells located on lens shall be designed in such a way that transmitted rays from lens to be focused in desired focal point in an equiphased form. Second method is based on a regional dielecric lens that each regions on lens contain exclusive dielectric constants. Finally, this lens will be deisgned and its related dielectric constants will be specified in such a way that after incidence of electromagntec waves to lens’s surface by a dipole antenna or a patch antenna, electromagnetic energy to be focused in desired spot point.