تخریب سلولهای سرطانی با استفاده از تمرکز امواج فراصوتی در مدل سه بعدی سرطان پستان

سرطان دومین علت عمده مرگ و میر در جهان می باشد. در این میان سرطان پستان و رحم از شایع ترین و بدترین بدخیمی ها در زنان محسوب می شوند. روش های مورد استفاده در درمان بافت های سرطانی در بسیاری از موارد تنها سبب کند شدن روند بیماری شده و اغلب از درمان آن عاجز هستند. بنابراین ضروری است که با توجه به اهمیت انسانی و اقتصادی این موضوع به روش های جدیدی که برای تشخیص و توقف روند رشد این بیماری در سالیان اخیر معرفی شده اند، توجه بیشتری کرد.
در این مقاله به روش گرمادرمانی با استفاده از کانونی نمودن امواج اولتراسوند با افزایش دمای بافت در منطقه سرطانی، فعالیت حیاتی سلول قطع می شود. مهم ترین مسئله کانونی کردن این امواج می باشد. لذا، برای متمرکز کردن امواج فراصوتی در یک ناحیه کانونی یک تراگردان طراحی شده است. ضروری است ابتدا توزیع فضایی فشار در محل با استفاده از انتگرال رایله موج حاصل شده از معادله، محاسبه شود. توزیع دمایی بوجود آمده با استفاده از داده های بدست آمده برای فشار محاسبه شده است. با استفاده از معادله بیو - هیت پنس تغییرات دمایی ایجاد شده در بافت های زنده با دقت بالایی محاسبه شده است.
نتایج حاصل از شبیه سازی بیانگر آن است که با بکارگیری معادله بیو- هیت و با در نظر گرفتن آهنگ انتقال انرژی در بافت ها در زمان معین، می توان به دمایی که در آن بافت های سرطانی از بین می روند، دسترسی پیدا کرد. با توجه به منحنی فرکانس- انرژی ملاحظه می شود که فاصله فرکانسی 470-520 کیلوهرتز توان لازم برای افزایش دما تا 45 درجه سانتی گراد را جهت تخریب تومورهای سرطانی تامین می کند. با استفاده از داده های موجود توزیع فضایی دما در مدل پستان محاسبه شده است.
نتایج حاصله از شبیه سازی نشان می دهد که توزیع دمایی حاصل از حل معادله بیو- هیت و انتقال امواج فراصوتی به درون پستان، مقادیر کیفی و کمی قابل قبولی را در افزایش دما بدست می دهد. تقریب های همرفتی در انتقال گرما در درون پستان در کنترل افزایش دما موثر واقع شده است. به منظور دست یابی به نتایج صحیح تر و با خطای کمتر، باید فرض های در نظر گرفته شده در محاسبات تصحیح شده و همچنین ضریب تضعیف امواج فراصوتی در داخل بافت نیز در محاسبات اعمال شود. میزان آهنگ جریان خون در پستان که نحوه توزیع گرما و میزان افزایش دما را تحت تاثیر قرار می دهد باید مورد مطالعه و بررسی بیشتری قرار گیرد.