تخمین تغییرات دما در ساختار سه بُعدی پوست سه لایۀ معادلۀ انتقال گرمای زیستی پنس بر اثر تابش لیزر در سطح میکرو و نانو

مقدمه: یکی از کاربردهای امروزی لیزر در پزشکی افزایش دمای پوست با هدف درمانی است. شبیه سازی عددی روش مناسبی را برای تخمین تغییرات دما در سه لایۀ مختلف پوست فراهم می کند که امکان اندازه گیری مستقیم این تغییرات دما توسط دستگاه های موجود در شرایط میکرو و نانو ممکن نیست.   روش بررسی: مدل پوست سه لایه ای در سه بُعد به عنوان محیط بررسی، تابش پرتوی لیزر به عنوان منبع تولید حرارت ‎‎ و یک رگ مرکزی به عنوان عامل اثرگذار بر دمای عمقی ترین لایۀ پوست در نظر گرفته شدند. ‎‎ اطلاعات مربوط به پوست واقعی و شکل تعدیل شده ای از معادلۀ انتقال گرمای زیستی پنس برای به دست آوردن تخمینی از تغییرات دمای لایه های مختلف پوست در شرایط میکرو مورد استفاده واقع شدند. علاوه بر این از مدل اختلاف فاز دوگان برای انجام محاسبات مشابه در سطح نانو استفاده شد. ‎ یافته ها: بر اساس این مدل، دما در لایه های مختلف پوست از سطح تا عمق با شیب متفاوتی در هر لایه در شرایط میکرو و نانو کاهش می یابد. همچنین دما در سطح پوست با دور شدن از مرکز تابش لیزر روند کاهشی دارد. چرخش کانون لیزر در محیط یک دایره در سطح پوست سبب شد تا در هر دو شرایط محاسباتی (میکرو و نانو) دمای بافت پوست در هر نقطه مرحله به مرحله شروع به افزایش کند. شیب تغییرات دما در لایۀ حاوی رگ خونی نسبت به دو لایۀ فوقانی از شیب ملایم تری برخوردار بود.   نتیجه گیری: میزان تغییرات دما در لایه های مختلف پوست از لایه‏ای به لایۀ‏ دیگر در شرایط میکرو و نانو با هم متفاوت است و حضور رگ خونی در لایۀ تحتانی پوست تا حدود زیادی از شدت دمای لیزر در این لایه می‏کاهد.