کنترل بهینه لیزر در درمان حرارتی سرطان
نویسندگان
1 دانشکده فنی مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران
2 دانشکده فنی مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران
3 دانشکده فنی مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران
doi
10.22060/mej.2022.20946.7344چکیده
درمان حرارتی یکی از روشهای درمان سرطان است که عملکرد آن به کنترل دقیق توزیع دما درون بافت آسیب دیده بستگی دارد. در روش درمان حرارتی، افزایش دما در بافت سالم مجاور بافت آسیب دیده میتواند عوارض ناگواری داشته باشد. در این مقاله، کنترل بهینه لیزر به منظور درمان حرارتی سرطان با به حداقل رساندن آسیب حرارتی انجام میشود. با توجه به رفتار غیرفوریهای انتقال حرارت در درمان تحت لیزر، توزیع دمای گذرای وابسته به زمان در حالت یک بعدی، به همراه گرمای متابولیسم و پرفیوژن خون با استفاده از معادله انتقال حرارت پنز بررسی میگردد. سپس برای به حداقل رساندن آسیب حرارتی درون بافت سالم مجاور بافت آسیب دیده، تابع هدفی شامل اختلاف آسیب حرارتی محاسبه شده با آسیب حرارتی مطلوب درنظر گرفته میشود. برای حل مسئله کنترل بهینه، از روش گرادیان مزدوج استفاده شده است. شرایط مرزی بافت مورد نظر در سطح پوست به صورت همرفت و در عمق بافت به صورت دما ثابت و برابر دمای خون در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از حل مسئله کنترل بهینه نشان میدهد که آسیب حرارتی با در نظر گرفتن شار حرارتی مثلثی با خطای 2% و با شار حرارتی پلهای با خطای 5% منطبق با آسیب حرارتی مطلوب است.
