بررسی انکسار پرتوهای فراصوت در هایفوتراپی و بهینه سازی عمق کانونی مبدل فراصوت جهت افزایش دقت درمان

امروزه امواج متمرکز فراصوت با شدت بالا (HIFU) به عنوان تابش غیریونیزان جهت درمان سرطان استفاده می شود. پرتوهای فراصوت هنگام عبور از مرز دو محیط دچار انحراف می شوند که باعث کاهش تمرکز باریکه پرتو در داخل تومور می شود. هم چنین ممکن است منجر به ایجاد آسیب در بافت های سالم شوند. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات عمق کانونی مبدل ناشی از انحراف پرتوهای فراصوت بوده است.
در این مطالعه تجربی ابتدا میزان جابجایی ناشی از اختلاف سرعت در دو بافت مشخص برای یک المنت ترانسدیوسر محاسبه شد. سپس به تمامی المنت های ترانسدیوسر تعمیم داده شد و میزان جابه جایی کلی محاسبه گردید. پیاده سازی الگوریتم های طراحی شده در نرم افزار متلب انجام شد. هم چنین برای انجام شبیه سازی هایفوتراپی از شبیه ساز HIFU سازمان غذا و داروی آمریکا استفاده گردید.
نتایج نشان داد که انحراف پرتوها ناشی از اختلاف سرعت در دو بافت منجر به تغییر در نقطه کانونی می شود. بنابراینالگوریتمی جهت کنترل عمق کانونی ارائه شد که روی 4 مدل با دولایه بافت تست شد. نتایج نشان دادندکه در صورت استفاده از الگوریتم، بخش اعظم جابه جایی نقطه کانونی اصلاح می شود. هم چنین مشخص شد که بخشی از این جابه جایی ناشی از جذب باریکه در بافت ها می باشد.
استنتاج: عدم کنترل جابه جایی نقطه کانونی می تواند باعث آسیب به بافت سالم شود. بنابراین با استفاده از الگوریتم های محاسباتی می توان به طور چشم گیری جابجایی نقطه کانونی را در درمان به روش HIFU اصلاح کرد. این منجر به افزایش ایمنی و داشتن کنترل مناسب در درمان به روش HIFU می شود.