آنالیز دمایی بافت زیستی بر اساس مدل انتقال گرمای اصلاح شده در محیط متخلخل

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

doi
10.22034/jmeut.2021.45721.2887
چکیده

سرطان رشد و گسترش کنترل نشده سلول‌ها می‌باشد. یک راه حل شایع در درمان سرطان، در معرض گرما قرار‌دادن تومور است. در این مقاله جهت این­که مشکل پاسخ آنی تغییرات به گسیل شار گرمایی در درمان­های زیستی برطرف شود، از مدل غیر ‌فوریه­ای استفاده می­شود. یک ایراد دیگر که در معادلات گرمایی زیستی وجود دارد عدم تاثیر جهت جریان خون روی توزیع دما است. در این مطالعه از دو مدل انتقال گرمای زیستی، مدل محیط متخلخل و مدل پنس در دو حالت فوریه‌ای و غیر‌فوریه‌ای، جهت پیش‌بینی دمای یک بافت خاص با هندسه کروی، استفاده می­کنیم. معادلات حاکم با روش المان محدود توسط نرم افزار COMSOL حل شده است. این مطالعه در دو اندازه و سرعت جریان خون در ضرایب تخلخل و پراکندگی مختلف، بررسی می‌شود. تعادل گرمایی در اندازه­های کوچک خون، مشاهده می‌شود. نتیجه جالب توجه در حالت غیر‌فوریه‌ای مدل پنس رخ می­دهد،که پس از پایان اعمال شار گرمایی، دمای بافت ثابت می­ماند. با افزایش ضریب تاخیر زمانی دمای بافت تقریبا مستقل از ضریب پراکندگی شده، به طوری‌که با ضریب تاخیر زمانی 10 ثانیه دمای بافت در محدوده 38 درجه سلسیوس، ثابت می‌ماند.