کنترل بهینه لیزر در درمان حرارتی سرطان

درمان حرارتی یکی از روش های درمان سرطان است که عملکرد آن به پیش بینی و کنترل دقیق توزیع دما درون بافت آسیب دیده بستگی دارد. در روش درمان حرارتی، افزایش دما در بافت سالم مجاور بافت آسیب دیده می تواند عوارض ناگواری داشته باشد. در این مقاله، کنترل بهینه لیزر به منظور درمان حرارتی سرطان با به حداقل رساندن آسیب حرارتی انجام می شود. با توجه به رفتار غیرفوریه ای 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 پنس بررسی می گردد. 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 می شود. برای حل مسیله 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. برای بدست آوردن آسیب حرارتی مطلوب، شار حرارتی از پیش تعیین شده ای در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از حل مسیله کنترل بهینه نشان می دهد که آسیب حرارتی با در نظر گرفتن شار حرارتی مثلثی با خطای 2% و با شار حرارتی پله ای با خطای 5% منطبق با آسیب حرارتی مطلوب است.