تحلیل حرارتی بافت کبد در گرمایش لیزری

در این پایان نامه برای اولین بار مدل ریاضی کاملی برای تحلیل حرارتی بافت سالم و سرطانی کبد در گرمادرمانی کبد توسط لیزر (litt) ارائه شده است. مدل ارائه شده شامل دو قسمت اصلی می باشد که عبارتند از مدلسازی نحوه توزیع تشعشع و جذب آن در بافت و مدلسازی انتقال حرارت تولید شده در اثر تابش لیزر . در مدلسازی تشعشعی ، برای اولین بار از روش تقریب استفاده شده است که نسبت به روشهایی که تا کنون بکار رفته، روش دقیقتر و جامعتری بوده، نیاز به عملیات سنگین کامپیوتری ندارد. در مرحله بعد، برای مدلسازی انتقال حرارت و محاسبه اثر خنک کنندگی جریان خون، از مدل پنس استفاده شده است. یکی از مزایای روش ارائه شده، در نظر گرفتن اثر ذوب چربی بر توزیع دما می باشد که بدین منظور روش انتالپی مورد استفاده قرار گرفته است. بمنظور افزایش دقت محاسبات، برخلاف سایر مطالعاتی که تاکنون در این زمینه انجام یافته، تغییرات ضرایب حرارتی و ضریب تراوش خون با دما در محاسبات لحاظ شده که منجر به غیر خطی شدن معادلات شده است. در نهایت بمنظور تکمیل محاسبات، با در نظر گرفتن توموری در میان بافت و لحاظ کردن خواص مختص به تومور، مدل کاملی تدوین شده که با تغییر قطر تومور در آن می توان توزیع دما را برای بیماران مختلف پیش بینی نمود. با توجه به غیر خطی بودن معادلات، از روش عددی حجم محدود جهت حل آنها استفاده شده و توزیع دما در بافت طی گرمادرمانی در زمانهای مختلف محاسبه شده است. مقایسه نتایج حاصل با نتایج بدست آمده از طریق آزمایش حاکی از دقت قابل قبول محاسبات می باشد. همچنین در نتایج حاصل، اثر خنک کنندگی جریان خون، ذوب چربی و لزوم در نظر گرفتن تغییرات ضرایب حرارتی نشان داده شده است. بعلاوه توسط نتایج حاصل اثر پارامترهای مختلف نظیر توان لیزر، طول موج، مدت زمان تابش و یا تغییرات ضرایب اپتیکی (توسط تزریق مواد رنگی مناسب) بر محدوده تاثیر گذاری لیزر در تومور با قطرهای مختلف قابل بررسی می-باشد. بنابراین نتایج حاصل می تواند راهگشای پزشکان در یافتن یک روند litt بدون خطر برای از بین بردن بافت سرطانی بدون آسیب رساندن به بافت سالم باشد.