تجزیه و تحلیل انتقال حرارت در بافت زنده چند لایه به روش نیمه تحلیلی باقی ماندههای وزنی گلرکین
نویسندگان
1 دانشیار مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
2 دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
3 دانشیار مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
doi
10.22060/mej.2019.15152.6044چکیده
در این تحقیق، رفتار حرارتی بافت زنده در فرایند گرمادرمانی به وسیله منبع گرمایی الکترومغناطیسی مورد مطالعه قرار میگیرد. اگرچه معادله انتقال حرارت فوریه و غیرفوریه در بافت زنده تحت شرایط مرزی مختلف مطالعه شده است؛ اما، مطالعه بافت چندلایه با در نظر گرفتن اثرات غیرفوریهای خصوصا به شکل تحلیلی و نیمه تحلیلی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر با استفاده از روش نیمهتحلیلی باقی ماندههای وزنی گلرکین، معادلات انتقال حرارت غیرفوریهای تاخیر فاز دوگانه در بافت زنده چندلایه به همراه تومور حل شده است. نتایج نشان میدهد که چندلایه در نظر گرفتن بافت به همراه خواص مختص هر لایه، تاثیر به سزایی در توزیع دمای درون بافت خواهد داشت به طوریکه این اختلاف دما پس از گذشت 1800 ثانیه به 2 درجه سانتیگراد میرسد. همچنین، تاثیر عدد ورنوت بر توزیع دمای بافت نشان میدهد که با افزایش زمان آسایش شار، سرعت سیگنال دمایی کاهش مییابد و در نتیجه آن دمای تومور کاهش خواهد یافت. بررسی پارامترهایی مانند دمای سطح پوست و میزان پرفیوژن خون نشان میدهد که خنککاری بیشتر دمای سطح پوست در طول فرایند گرما درمانی موجب انتقال نقطه بیشینه دما به عمق بیشتری از بافت میگردد. همچنین کاهش پرفیوژن خون که در تومورهای هیپوکسی اتفاق میافتد موجب افزایش دما در تومور حین فرایند گرمادرمانی میگردد.
