23181

بررسي و شبيه سازي ميدان گرمايي در درمان حرارتي سرطان پوست در حضور نانوذرات طلا با استراتژي گرمايي معادله دو‌انرژي و ليزر متحرك

كارشناسي ارشد

حالت جامد

1399/7/28

دكتر اميرحسين كردبچه

فيزيك

بيماري سرطان يكي از مهم‌ترين علل مرگ‌و‌مير در سال‌هاي اخير در جهان مي‌باشد، يكي از موثرترين روش‌هاي مكمل در درمان سرطان روش درمان حرارتي است. در اين روش با تاباندن نور ليزر به بافت سرطاني كه با نانوذرات طلا اشباع شده‌اند، دماي سلولهاي سرطاني را بالا برده و منجر به مرگ آن سلولها مي‌شود. اين روش با چالش‌هاي زيادي روبرو است، مهم‌ترين چالش‌ آسيب به بافت سالم مي‌باشد كه روش‌هايي براي جلوگيري از اين آسيب پيشنهاد شده‌است، از جمله اين روش‌ها استفاده از ليزر پالسي و يا استفاده از استراتژي‌هاي گرمايي مختلف مي‌باشد. در اين پژوهش روش‌هاي استفاده از استراتژي معادله دوانرژي و استفاده از ليزر متحرك بررسي شده و نتايج اين بررسي نشان مي‌دهد كه استفاده از معادله دو‌انرژي نتايج دقيق‌تري دارد و در مقايسه با معادله زيست‌گرمايي دماي بافت به ميزان كمتري افزايش مي يابد پس آسيب كمتري به همراه دارد، از طرفي استفاده از ليزر متحرك اين افزايش دما را كندتر كرده و در نتيجه آسيب به بافت سالم به طور چشمگيري كاهش مي‌يابد. تاثير شدت ليزر نيز در اين پژوهش بررسي شد كه نشان مي‌دهد شدت ليزر با بالا رفتن دما ارتباط مستقيمي دارد. هرچه شدت تابش بزرگتر باشد ، دماي ناحيه تومور سريعتر بالا مي‌رود و در قياس با ليزر ثابت اين افزايش دما كندتر خواهد بود. بررسي تاثير كسر حجمي نانوذرات طلا بر استراتژي گرمايي نشان مي‌دهد كه ميزان كسر حجمي با ميدان گرمايي ارتباط مستقيم دارد و هرچه عدد كسرحجمي موجود در تومور كوچكتر باشد سرعت افزايش دما و ميدان گرمايي در آن بيشتر است. جهت بررسي‌ اين موارد از روش شبيه‌سازي استفاده شد و براي انجام شبيه سازي از نرم افزار كامسول استفاده شد.

1399/12/03

The simulation of skin cancer thermal treatment in presence of gold nanoparticle based on tow-energy equation using moving laser

10/19/2020 12:00:00 AM

Cancer disease is one of the most important cause of mortality recently in the world. One of the most effective complement way for curing cancer is thermal therapy. Accordingly laser emission on cancerous tissue that saturated with gold nano-particles, Cancerous cell temperature gets high and gives rise to death of Cancerous cells. This way has encountered with so challenges which one of most important is harmful effect on healthy tissue that some methods are proposed for prevention. One of this method is application of pulsed laser or thermal strategy. In this study, methods for application of tow-energy equation and dynamic laser are assessed and revealed that application of tow-energy equation has accureate out comes and in comparison to bioheat equation, tissue temperature is less increased, there for less harm results. Application of dynamic laser diminishes this temperature increase, so damage to healthy tissue is significationtly decreased. The effect of less intensity is assessed in this study, that reveals laser intensity has direct relation with temperature increase. The greater emission intensity, the faster tumor area temperature and in comparison to static laser, this temperature increase will be slowly. The assessment of effect of gold nano-particle volume fraction on thermal strategy reveals that volume fraction has direct relation with thermal field and the lesser volume fraction of tumor, the greater temperature velocity and thermal field. Simulation strategy is used for assessment of a forementioned items and COMSOL software is used for this simulation.