تجزیه و تحلیل انتقال حرارت در بافت زنده چند لایه به روش نیمه تحلیلی باقی مانده‌های وزنی گلرکین

Abstract

در این تحقیق، رفتار حرارتی بافت زنده در فرایند گرمادرمانی بوسیله منبع گرمایی الکترومغناطیسی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. اگرچه معادله انتقال حرارت فوریه و غیر فوریه 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 نیمه تحلیلی باقی مانده‌های وزنی گلرکین، معادلات انتقال حرارت غیرفوریه-ای 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 گدشت 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 خنک کاری بیشتر دمای سطح پوست در طول فرایند گرمادرمانی 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.