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

پایان نامه

پایان نامه ارشد مدل سازی درمان سرطان به روش هایپرترمیای نانو سیال مغناطیسی در تومورهای سه بعدی
مقطع : کارشناسی ارشد مکانیک – تبدیل انرژی
چکیده
روش گرمادرمانی به کمک نانوسیال مغناطیسی به عنوان یک روش درمانی سرطان به کار برده می¬شود که در آن نانوسیال مغناطیسی مستقیما به محل تومور تزریق می¬شود. سپس با اعمال میدان مغناطیسی به محل، نانوسیال نقش منبع گرما را داشته که منجر به افزایش دمای تومور می¬شود. در اثر این گرما، سلول¬های سرطانی با افزایش دما تا 42 درجه سلسیوس از بین می¬روند، درحالی که به سلول¬های سالم در این دما آسیبی وارد نمی¬شود. لذا تحلیل گرما و نحوه¬ی توزیع دمای درون تومور و بافت سالم اطراف آن از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است، زیرا به وسیله¬ی شبیه¬سازی، پزشک می¬تواند فرکانس، قدرت میدان و زمان درمان را برای رسیدن به نتیجه¬ی مطلوب تعیین نماید. در این تحقیق از یک هندسه¬ی واقعی که از عکس¬های CT بدست آمده بود، جهت مدلسازی استفاده شد و نقش فرکانس،میزان تزریق نانوسیال به تومور و اندازه¬ی تومور مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در انتها فرکانس¬های قابل اعمال به تومور جهت رسیدن به نتیجه¬ی مطلوب مورد بررسی قرار گرفت.

فهرست
فصل اول:مقدمه………………………………………………………………………………………………….2
1-1-پیشگفتار………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2- اصول هایپرترمیا……………………………………………………………………………………………………………3
1-3- مکانیزم حرارت دهی…………………………………………………………………………………………………….5
1-4- میزان جذب امواج الکترومغناطیسی(EM)…………………………………………………………………5
1-4-1- هایپرترمیای تابشی……………………………………………………………………………………………6
1-4-2- هایپرترمیا با القای مغناطیسی……………………………………………………………………………7
1-4-3- امواج مافوق صوت……………………………………………………………………………………………..7
1-5- حالات کاربرد………………………………………………………………………………………………………………..8
1-5-1- هایپرترمیای محلی……………………………………………………………………………………………..8
1-5-2- هایپرترمیای محلی خارجی………………………………………………………………………………..9
1-5-3- هایپرترمیای محلی درون مجرایی………………………………………………………………………9
1-5-4- هایپرترمیای محلی بینابینی…………………………………………………………………………….10
1-5-5- هایپرترمیای منطقه¬ای……………………………………………………………………………………..10
1-5-6- گرمایش عمیق منطقه¬ای…………………………………………………………………………………10
1-5-7- هایپرترمیای پرفیوژن منطقه¬ای……………………………………………………………………….11
1-5-8- هایپرترمیای کل بدن……………………………………………………………………………………….12
1-5-9- هایپرترمیا با استفاده از نانوذرات……………………………………………………………………13
1-6- عوارض جانبی هایپرترمیا…………………………………………………………………………………………..14
1-7- نتیجه¬گیری…………………………………………………………………………………………………………………14
فصل دوم: پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………………17
2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………17
2-2- تحقیقات پیشین………………………………………………………………………………………………………..17
2-3- هدف از انجام تحقیق…………………………………………………………………………………………………21
فصل سوم: تئوری حل جریان و معادلات انتقال حرارت……………………………………….24
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………24
3-1-1- مدل سازی ریاضی معادلات حرارتی زیستی…………………………………………………..25
3-1-2- مدل کلی انتقال جریان در بافت های بیولوژیک……………………………………………..26
3-1-3- معادلات حاکم………………………………………………………………………………………………….27
3-2- معاملات جریان حاکم بر محیط متخلخل…………………………………………………………………28
3-2-1- معادلات مومنتوم به کار رفته در مدل محیط متخلخل………………………………….29
3-2-2- قانون دارسی در محیط متخلخل…………………………………………………………………….30
3-2-3- تلفات اینرسی در محیط متخلخل…………………………………………………………………..30
3-3- معادلات انرژی در محیط متخلخل……………………………………………………………………………31
3-3-1- حالت تعادل دمایی…………………………………………………………………………………………..31
3-3-2- حالتی که محیط جامد با سیال در تعادل دمایی نباشد………………………………….31
3-4- تاثیر تخلخل بر معادلات اسکالر گذرا با زمان……………………………………………………………32
3-5- تعیین متغیرهای ورودی 1/α و C_2 در محیط متخلخل………………………………………………33
3-5-1- استفاده از معادله‌ی ارگان جهت تعیین متغیرهای محیط متخلخل………………33
3-5-2- استفاده از داده‌های تجربی برای محاسبه‌ی α و C_2………………………………………33
3-6- مدل محیط متخلخل بر اساس سرعت فیزیکی (واقعی)……………………………………………34
3-7- معادلات مربوط به حل اسکالر……………………………………………………………………………………35
فصل چهارم: مکانیزم اتلاف حرارت در نانو ذرات………………………………………………..38
4-1- پیشینه………………………………………………………………………………………………………………………..38
4-1-1- گرمای اتلافی……………………………………………………………………………………………………..38
4-1-2- اجزاء حساسیت………………………………………………………………………………………………….39
4-1-3- محاسبه میزان دمای افزایش یافته……………………………………………………………………40
4-2- مدل MHD برای حل معادلات مغناطیس……………………………………………………………….41
4-2-1- تئوری مدل MHD……………………………………………………………………………………………42
4-2-2- معادلات حاکم……………………………………………………………………………………………………42
4-2-3- روش القای مغناطیسی………………………………………………………………………………………44
4-2-4- روش پتانسیل الکتریکی…………………………………………………………………………………….45
4-2-5- شکل های مختلف میدان¬های مغناطیسی………………………………………………………..46
فصل پنجم: نحوه انجام تحقیق………………………………………………………………………….49
5-1- اصول کار دستگاه CT……………………………………………………………………………………………….49
5-2- جمع آوری عکس های CT……………………………………………………………………………………….50
5-3- آماده سازی عکس CT………………………………………………………………………………………………50
5-4- شبکه بندی تومور……………………………………………………………………………………………………..52
5-5- نحوه¬ی حل معادلات القای مغناطیسی و پتانسیل الکتریکی……………………………………56
5-5-1- محاسبه متغیرهای مدل MHD……………………………………………………………………..57
5-5-2- نحوه ی تداخل مدل MHD با جریان سیال………………………………………………….57
5-6- شرایط مرزی اعمال شده بر روی مدل……………………………………………………………………..58
5-6-1- شرایط دمایی بر روی سطوح…………………………………………………………………………..58
5-6-2- شرایط اعمال شده برای حل معادله ی اسکالر……………………………………………….58
5-6-3- شرایط مرزی برای مدل MHD………………………………………………………………………59
5-7- نحوه ی مدل سازی پرفیوژن خون……………………………………………………………………………59
فصل ششم: نتایج…………………………………………………………………………………………….63
6-1- اعتبارسنجی………………………………………………………………………………………………………………..63
6-1-1- اعتبارسنجی پخش نانوسیال……………………………………………………………………………..63
6-1-2- اعتبارسنجی افزایش دمای تومور ……………………………………………………………………..65
6-2- مطالعه ی شبکه………………………………………………………………………………………………………….68
6-3- تاثیر فرکانس در تولید گرما……………………………………………………………………………………….76
6-4- بررسی تاثیر مقدار تزریق نانوسیال…………………………………………………………………………….83
6-5- تاثیر اندازه¬ی تومور در روند درمان…………………………………………………………………………….96
6-6- فرکانس قابل اعمال جهت درمان تومور…………………………………………………………………..106
6-7- نتیجه¬گیری………………………………………………………………………………………………………………113
6-8- پیشنهادها………………………………………………………………………………………………………………..116
منابع………………………………………………………………………………………………………………117

–
تعداد صفحه :139

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند