۴۸۹۴پ
فارسی
مطالعه‌ی امکان جایگزینی شبکه‌ی رگ‌زایی تومور با منابع نقطه‌ای
[پایان نامه]
اسماء شکیبی
صنعتی سهند
۱۴۰۱
۱۱۴ص.
مصور، جدول، نمودار
CD
کارشناسی ارشد
مهندسی پزشکی
۱۴۰۱/۰۴/۰۱
امروزه بیماری سرطان به علل مختلف بین مردم رواج پیدا کرده و کشنده است. به منظور بهینه‌سازی درمان‌ها و جلوگیری از ایجاد سرطان‌های ثانویه، باید به شناخت عوامل مهم دخیل در ایجاد و پیشرفت سرطان پرداخته شود. رگ‌زایی مهم‌ترین فرآیند برای ادامه‌ی حیات و پیشرفت تومور است. هیپوکسی یا کمبود اکسیژن در تومور، مهم‌ترین فاکتور در ایجاد رگ‌زایی و ادامه‌ی آن است. بررسی میزان هیپوکسی در بافت‌های مختلف دارای اهمیت زیادی بوده زیرا به شناخت بیش‌تر رفتار تومور کمک می‌کند. مطالعه‌هایی که قادر به شناخت میزان فیزیولوژیکی اکسیژن، در بافت‌ها و تومور‌ها نبودند، در شناسایی پاسخ تومور به درمان و یا پیشرفت بدخیمی نیز موفق نبودند. رفتار رگ‌زایی در تومور نسبت به عروق طبیعی، متفاوت است. این تفاوت‌ها باعث پیچیدگی در بررسی این پدیده و پارامترهای موثر در آن شده است. پارامترهای بسیاری در رگ‌زایی دخیل هستند و بررسی تعداد بیش‌تری از آن‌ها به‌طور همزمان، باعث می‌شود که نتایج مدل به نتایج واقعی، نزدیک‌تر شود. این بررسی همزمان پارامترها، پیچیدگی‌های محاسبات را نیز بیش‌تر کرده و ایجاد‌کننده‌ی مکانیزم‌های مبهم است. بنابراین کاستن این پیچیدگی‌ها کمک کرده تا بتوان پارامترهای بیش‌تری را مورد بررسی قرار داد. در همین راستا در مطالعه‌ی حاضر به منظور ساده سازی، استفاده از منابع نقطه‌ای بجای عروق، پیشنهاد شده است. این نقاط همانند عروق خونی، تامین کننده‌ی مواد مغذی بافت طبیعی و توموری هستند. در این مطالعه دو شبیه‌سازی برای انتقال اکسیژن در ناحیه‌ی مهم بین رگ والد تا تومور انجام شده است. شبیه‌سازی‌های انتقال اکسیژن ابتدا توسط شبکه‌ی عروقی و سپس توسط منابع نقطه‌ای انجام شده است. هر دو مدل به سه ناحیه‌ی مساوی تقسیم‌بندی شده است. توسط میانگین‌گیری از اکسیژن در هر بخش، نتایج مدل‌ها با هم مقایسه شده اند. توسط مقایسه‌ی مدل‌ها، مقدارهایی برای منابع نقطه‌ای و همچنین دانسیته‌ی نقاط در هر بخش از دامنه‌ی مدل نقطه‌ای، حاصل شد. با مقایسه‌ی نتایج دو مدل، نشان داده شد که میانگین غلظت اکسیژن در هر سه بخش از دامنه‌ی مدل‌ها، تقریبا برابر است. بنابراین این نتیجه حاصل شد که در بررسی فرایند رگ‌زایی و پارامترهای دخیل در آن، استفاده از منابع نقطه‌ای بجای عروق، می‌تواند کارآمد باشد. این ساده سازی در شبیه سازی، از پیچیدگی‌های حل مسئله و صرف زمان زیاد کاسته و خطای کمی دارد. در نهایت نشان داده شد که این روش می‌تواند برای مدلی پیچیده‌تر که همان هدف را تحقق می‌بخشد، جایگزین خوبی باشد.
A significant number of people are diagnosed with cancer annually which can cause mortality in a considerable proportion of cases. Therefore important factors involved in the formation and progression of cancer must be addressed. Angiogenesis is on the most important process for the survival and progression of the tumor. Secretion of tumor angiogenesis factors in tumor hypoxia cells (cells with a lack of oxygen) causes the initiation of this angiogenesis or formation of new blood vessels from pre-existing vessels. Formation of these new blood vessels for tumors not only increases the tumors' growth rate dramatically but also increases the chance of metastasis or migration of cancer cells. Angiogenesis also plays a critical role in different treatment methods, with changing the mass and heat transfer phenomenons. The behavior of angiogenesis in tumor is different compared to normal vessels, and these differences have complicated the study of this phenomenon and its effective parameters. There are many parameters involved in angiogenesis, and studying more of them simultaneously brings the model results closer to the actual results, but on the other hand, increases the computational complexity and creates ambiguous mechanisms. Therefore, reducing these complexities has helped to study more parameters with less computational cost. In the present study, the hypothesis of using the sources points instead of newly formded vessels by angiogenesis process has been proposed. These points, like blood vessels, supply nutrients to normal tissue and tumors. For this aim, first, we used a mathematical model of the angiogenesis process. The model provided us with the morphology (pattern) of the newly formed vessels. Then the validated morphology of new vessels was used for CFD simulation. The results of the simulation provided us with the oxygen concentration in different parts of the tissue. For further steps, we used to know the point source with known density (or numbers) and concentration rates. Then the oxygen concentration was calculated from the angiogenesis model and source point model compared in different parts of the tissue. The results indicated that the same average concentration can be obtained by considering three different point densities and known values of concentration rates. Therefore, it was concluded that using point sources instead of blood vessels can be effective in study the angiogenesis process and the parameters involved in it. This simplification for simulation, reduces the complexity of the problem and computational cost, and has little error. Finally, it was shown that, this method can be a good alternative for a more complicated model that achieves the same goal
Study the possibility of replacing tumor angiogenesis network with point sources
رگ‌زایی
مدل‌های محاسباتی
اکسیژن‌‌رسانی در تومور
رگ‌زایی، مدل‌های محاسباتی، هیپوکسی، منابع نقطه‌ای، اکسیژن‌‌رسانی در تومور
Angiogenesis, Computational models, Hypoxia, Point sources, Oxygenation in the tumor
شکیبی، اسماء
نیرومند اسکوئی
قاسمی نسب
، هانیه
، محمدسالار
استاد راهنما
استاد مشاور
صنعتی سهند
ایران
دانشگاه صنعتی سهند
مهندسی پزشکی، ۱۰۰۸۹، ۱۴۰۱
p
TF
92029
a
Y
