مدلسازی و بهینه سازی پروفایل دمایی تومورسرطان سینه

با توجه به این مسئله که تومور سرطانی ناشی از رشد غیر قابل کنترل سلولهای بدن می باشد که در نهایت منجر به تجمع سلولهای سرطانی وافزایش دما در محل تومور میگردد فلذا با تصویربرداری حرارتی امکان تشخیص تومور سرطانی به صورت غیر تهاجمی و با حساسیت بالا فراهم می شود. که برای افزایش حساسیت تشخیص با استفاده از امواج فروسرخ، معمولاًاز مولدهای داخلی دما و یا تقویت کنندهای نوری اتصال یافته به آشکارساز استفاده می شود که در این پایان نامه از نانوذرات فلزی به عنوان مولد داخلی دما استفاده شده است. با توجه به خاصیت نشر بالای پوست انسان، با اندازه گیری امواج نشری مادون قرمز از بدن می توان پروفایل دمایی مد نظررا ترسیم نموده وبا توجه به اختلاف دمایی موجود بین بافت سالم و سلولهای سرطانی ، امکان تشخیص تومور فراهم می شود. از آنجایی که تشخیص تومور سرطانی در مراحل جنینی وسایزهای کوچک (به علت اختلاف دمای کم مابین بافت سالم وتومور ) با روشهای معمول بسیار دشوار می باشد و همچنین با توجه به اینکه تشخیص تومور در مراحل جنینی و انجام اقدامات درمانی لازم ، اهمیت فوق العاده ای برای پزشک دارد فلذا در این پایان نامه سعی شده است تا با تقویت اختلاف دمایی موجود بین بافت سالم و تومور ، پزشکان را دراین امر یاری کنیم. نانوذره فلزی در محل تومور با توجه به خواص پلاسمونیکی مطلوبی که در اثر تابش پرتو لیزر ازخود نشان می دهد در این پایان نامه به عنوان مولد داخلی دما استفاده شده است که جهت بهینه سازی مولد حرراتی مورد نیاز نیز از ساختار core/shell در نانوذرات استفاده گردیده است. با تزریق نانوذرات فلزی در بدن به واسطه روشهای هدف یابی (targeting) وبا استفاده از پروتئین های خاصی که برروی نانوذرات قرار میگرند ، نانوذرات فقط با سلولهای سرطانی تومور وارد واکنش می شوند ودر نهایت نانوذرات فلزی در محل تومور مورد نظر جمع می شوند. نانوذرات فلزی جمع شده توسط پرتو لیزر تحریک شده و به واسطه گرمای تولید شده توسط نانوذرات فلزی در محل تومور حساسیت تشخیص افزایش می یابد. مدل سینه مورد نظر جهت شبیه سازی از دو لایه (gland,tumor) تشکیل شده است که فرض شده است تومور در میان ناحیه gland قراردارد. مدل ریاضی استفاده شده جهت انتقال گرما نیز معادله pennes می باشدکه معادله pennes نیز، توصیف کننده توزیع دمای بافت حاصل از گرمای تولیدی متابولیسم ، لیزر و نانوذرات فلزی می باشد. معادله pennes نیزبه روش المان محدود در نرم افزار مطلب حل شده و پروفایل دمایی در نقاط مختلف breast بدست آمده است. که از روی پیک دمایی ناشی از تومور، تشخیص محل تومور امکان پذیر می گردد. جهت حل معادله pennes وبدست آوردن پروفایل دمایی مدل سینه در نظر گرفته شده در ابتدا بایستی با استفاده از تئوری mie میدان الکتریکی ایجاد شده از تابش پرتولیزردر نانوذره فلزی را بدست آوردیم که خود شامل روابط بسیار پیچیده می باشد که این روایط نیزبا استفاده از تئوری mie حل گردیده است . با توجه به اینکه در ناحیه نور مرئی میزان جذب وپراکنش بافت،بیشترین مقدار را دارد فلذا جهت کاهش تلفات ناشی از جذب وپراکنش، طول موج کاری نقاط کوانتومی می بایست در ناحیه مادون قرمز نزدیک باشد که دارای کمترین مقدار جذب وپراکنش در بافت می باشد. پس از شبیه سازی نرم افزاری پروفایل دمایی صورت گرفته، نانو ذرات فلزی از جنس های طلا، نقره وتیتانیوم و sio2/au,au/sio2,ag/sio2,sio2/ag,ti/sio2,sio2/ti مورد استفاده قرار گرفت که بهترین ساختار با توجه به پروفایل دمایی ti/sio2وبا توجه به حداقل بودن سمیت نانو ذرات au/sio2 پیشنهاد میگردد.