فهرست بستن

پایان نامه مدلسازی سرطان:-مکانیزم حرارت دهی

مکانیزم حرارت دهی

 

انجام مطالعات آزمایشگاهی و بالینی، استفاده از مکانیسم های مختلف انتقال حرارت در هایپرترمیا را نشان می­دهد.

برای انتقال حرارت، سه فرآیند اصلی وجود دارد:

1- هدایت حرارتی گرما  از یک منبع در درجه حرارت بالاتر

2- ترکیبی از تلفات مقاومتی و دی الکتریک در بافت که ناشی از امواج الکترومغناطیسی (EM) اعمال شده  می باشد.

3- تلفات مکانیکی ناشی از نوسانات مولکولی به دلیل موج فشاری اولتراسونیک

 

1-4-  میزان جذب امواج الکترومغناطیسی(EM)

 

توجه به خواص مغناطیسی بافت های بدن بسیار مهم است. مکانیسم اولیه­ی گرمایش بافت­ها با تغییرفرکانس متفاوت می­شود. در محدوده­ی بسامد رادیویی (RF) (حدود صدکیلوهرتز تا چند مگا هرتز)، میدان متناوب باعث جنبش الکترون های آزاد شده که موجب جذب انرژی ناشی از تلفات مقاومتی (اهمی) به دلیل اتلاف جریان های الکتریکی در بافت می­شود. در فرکانس های مایکروویو (MW) (صد مگا هرتز تا حدود ده گیگاهرتز)، تلفات دی الکتریک در بافت نقش غالب را داشته و حرارت عمدتا به دلیل اصطکاک ناشی از فعل و انفعالات بین مولکول های قطبی آب (چرخش و نوسان مولکول­های آب برای حفظ هم راستایی با میدان متغیر با زمان) می باشد.

در فرکانس های بالاتر، قدرت نفوذ سطحی­تر می باشد، در حالی که در فرکانس های پایین، نفوذ عمیق­تری صورت می­پذیرد.  فرکانس­های رادیویی (RF) نفوذ خوبی دارند، اما به مناطق بزرگی از بدن اعمال می شوند، در حالی که فرکانس­های ماکرویو (MW) را می توان  به طور متمرکز در بافت تومور اعمال کرد. با وجود تعداد زیادی از روش­های گرمایشی، در حال حاضر روش های الکترومغناطیسی در زمینه­ی هایپرترمیا بیشتر مورد توجه قرار دارند. برای گرمادهی  الکترومغناطیسی روش های مختلفی وجود دارد که در ادامه به توضیح هریک می پردازیم.

1-4-1-  هایپرترمیای تابشی

 

هایپرترمیای تابشی برای تولید گرما، از امواج با فرکانس پایین استفاده می کند. در میان روش­های پرتو درمانی، امواج رادیویی(RF) دارای طولانی­ترین طول موج و بیشترین قدرت  نفوذ هستند. برای گرم کردن تومورهای بزرگ در قسمت های داخلی بدن، RF در محدوده­ی 10الی120 مگاهرتز با طول موج هایی که در مقایسه با ابعاد بدن بزرگ بوده استفاده می شود. با این روش انرژی را در منطقه قابل توجهی (استافر[1]، 2005) می توان اعمال کرد. هایپرترمیای تابشی، یک میدان الکتریکی متناوب در بافت تومور ایجاد کرده و یون ها را تحریک می­کند.

این تحریک یونی سبب ایجاد حرارت اصطکاکی در داخل بدن شده که حرارت تولیدی را می­توان به راحتی از طریق مدل­کردن مقدار انرژی رادیویی فرستاده شده ( حبش و همکاران، 2006) کنترل کرد. در بعضی از موارد به جای امواج رادیویی، از امواج با مقیاس میکرو می­توان بهره برد.

میکروویو- هایپرترمیا معمولا با یک آنتن هادی موج که با فرکانس های 434،915 و2450 مگاهرتز کار می­کند، همراه است. معمولا در این روش با استفاده از کوپل کردن این آنتن ها، انرژی الکترومغناطیسی را به مکان مورد نظر هدایت می کنند . در این حالت، بدن توسط آرایه­ای از آنتن­ها احاطه می شود که این آنتن­ها میدانی با شدت و فرکانس مشخص ایجاد می­کنند. در این روش معمولا از کیسه های حامل آب برای خنک کاری استفاده می­شود.

[1] Stauffer

لينک جزييات بيشتر و دانلود اين پايان نامه:

مدل سازی درمان سرطان به روش هایپرترمیای نانو سیال مغناطیسی در تومورهای سه بعدی