عنوان

شبیه سازی توزیع حرارتی اثرات هایپرترمی ناشی از کاربرد نانو ذرات مغناطیسی بر بافت پستان و مقایسه با نتایج عملی روی فانتوم معادل بافت پستان

۹۶۵۶۱پ

فارسی

شبیه سازی توزیع حرارتی اثرات هایپرترمی ناشی از کاربرد نانو ذرات مغناطیسی بر بافت پستان و مقایسه با نتایج عملی روی فانتوم معادل بافت پستان

[پایان نامه]

مهسا کاوسی

دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی

۱۳۹۸

سی دی

کارشناسی ارشد

فیزیک پزشکی

سرطان پستان بیشترین نوع بدخیمی و عامل مرگ و میر زنان در جهان می باشد. علی رغم دستاوردهای چشمگیر در درمان بالینی، به جهت متاستاز و عارضه مقاومت به درمان، درمان در بسیاری از بیماران با سرطان پستان با شکست مواجه شده و موجب مرگ زنان می شود. درمان هایپرترمیا یا افزایش غیرطبیعی دمای بدن به صورت درمان کمکی برای سرطان به جهت حساسیت نسبتا بالای سلول های تومورال در مقایسه با بافت سالم دهه هاست که مورد آزمایش قرار گرفته است. گرما می تواند با استفاده از تکنیک های متعددی نظیر امواج رادیوفرکانسی، تابش مایکروویو، درمان پرفیوژن موضعی، اتعقاد بوسیله لیزر یا هایپرترمیای مغناطیسی به بدن منتقل شود. انعقاد بوسیله امواج رادیوفرکانسی در سال های اخیر برای درمان تومورهای سرطانی اهمیت بسزایی پیدا کرده است. هایپرترمیا بیشتر به صورت افزایش دما تا محدوده C˚ 40-48 یا به طور مشابه حفظ دما در ناحیه درمانی تا حدود یک ساعت یا بیشتر تعریف می شود. این میزان از افزایش دما می تواند موجب آسیب به سلول های تومورال می شود در حالیکه بافت سالم می تواند این میزان افزایش دما را تحمل کند. هدف این پروژه بررسی انعقاد تومور پستان بوسیله هایپرترمیای رادیوفرکانسی در حالت های حضور و عدم حضور نانوذرات مغناطیسی و ارزیابی تاثیر نانوذرات مغناطیسی بر درمان سرطان پستان در هایپرترمیا می باشد.روش کار: هندسه ای مناسب برای پستان طراحی و فانتومی با ترکیب روغن ژلاتین که خواصی مشابه با بافت پستان واقعی دارد، ساخته شده است. پس از اندازه گیری خواص فانتوم، این فانتوم در معرض میدان الکترومغناطیسی با فرکانس MHz 56/13 قرار گرفته شده است. وزن های مختلفی از مگنتیت (Fe3O4) به ناحیه تومورال اضافه شد. هر دو حالت – بدون حضور نانوذرات مغناطیسی و با حضور نانوذرات مغناطیسی – در محیط نرم افزار کامسول مولتی فیزیک شبیه سازی شد. دو الکترود سیستم به صورت دو دیسک با شعاع Cm 15 به همراه بلوس آب برای خنک نگه داشتن بافت های سالم مدل سازی شده اند. محاسبات امواج رادیوفرکانسی و معادله حرارتی بوسیله شبیه سازی عددی و روش المان محدود انجام شده است.نتایج: در طول تابش RF بر فانتوم در آزمون عملی، اختلاف دما در چهار نقطه مختلف از فانتوم محاسبه شده است. توان و زمان در این آزمون به ترتیب 40 وات و 5 دقیقه بوده است. برای تمام حالات – حضور نانوذرات مغناطیسی و بدون حضور نانوذرات مغناطیسی – منحنی های دما و آهنگ جذب انرژی در نمودارهای مختلف بدست آمده است. نقشه توزیع حرارتی و دمای تمامی نقاط فانتوم در شبیه سازی بدست آمده است. تمامی داده های عملی با داده های حاصل از شبیه سازی که برای صحه گذاری و اعتباربخشی روی آزمایشات عملی صورت گرفته است، مقایسه شده است.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داده اند که میزان گرمای ایجاد شده در حالت استفاده از نانوذرات اکسید آهن تقریبا ˚C 7 – 5/2 بیشتر از حالت بدون استفاده از نانوذرات اکسید آهن (به طور تقریبی ˚C 4–3) است. بعلاوه، افزایش دما در حالت 05/0 گرم نانوذرات اکسید آهن نشان می دهد که بدون آسیب به بافت سالم، سرتاسر ناحیه تومور به طور یکنواخت به میزان حرارت کافی (˚C 4/6 – 1/6) می رسند. درنتیجه می توان نتیجه گرفت که وزن 05/0 گرم اکسید آهن می تواند موجب آسیب کل ناحیه تومور شود. هم چنین در تمام حالات (بدون حضور نانوذرات و حضور نانوذرات) دمای کل بافت سالم (غده و چربی) افزایش چشمگیری نداشته اند (˚C 1/2 – 9/1). بعلاوه، نقشه توزیع حرارتی تایید کرده است که هیچ نقطه ای از بافت سالم متحمل گرمای اضافی نشده است. بنابراین، در سیستم هایپرترمیای خازنی، تومور به گرمای کافی رسیده در حالیکه بافت های سالم به طور کامل از آسیب مصون می مانند. از طرفی دیگر، اختلاف بین نتایج شبیه سازی و عملی تقریبا % 15-6 می باشد. در نتیجه، صحت عملکرد دستگاه رادیوفرکانسی و دقت سیستم ترمومتری مورد تایید است.

پستان

Breast

-- سرطان

-- Cancet

a12

a12

فانتوم پستان

فانتوم روغن-ژلاتین

هایپرترمیای رادیوفرکانسی

نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن

نرم افزار کامسول مولتی فیزیک

، پديدآور

کاوسی، مهسا

، استاد راهنما

، استاد مشاور

ریاحی عالم، نادر

مهدوی، ربیع

دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی

ایران

20221207

۲۱۲۵ف

دانشگاه علوم پزشکی تهران، کتابخانه دانشکده پزشکی

p

TF

92029

a

Y