طراحی و ارزیابی پارامترهای فیزیکی سیستم پرتودهی آرایه فازی فراصوت جهت تغییر نفوذ پذیری سد خونی مغز
General Material Designation
[پایان نامه]
First Statement of Responsibility
زهرا خدا بخشی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
Date of Publication, Distribution, etc.
۱۳۹۸
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۸۶ص.
Other Physical Details
جدول نمودار
Accompanying Material
سی دی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
فیزیک پزشکی
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
سد خونی مغز عبارتی برای توصیف ویژگی منحصر به فرد عروق خونی در سیستم عصبی مرکزی، در نفوذ پذیری بسیار پایین این ساختار برای عبور مولکول¬ها از سیستم گردش خون به بافت مغز می¬باشد. علی رغم مزایای بسیار این ساختار برای مغز، سد خونی مغز از ورود تقریبا 98% از مولکول¬های دارویی به مغز جلوگیری کرده و از این رو چالشی برای درمان بسیاری از بیماری¬های دستگاه عصبی مرکزی است. اخیرا مطالعات ثابت کرده¬اند فراصوت متمرکز به همراه میکرو¬حباب-های تزریق شده قادر به باز کردن سد خونی در ناحیه خاصی از مغز به صورت غیرتهاجمی و موقت است و از این رو می¬تواند انتقال دارو به بافت مغز را تسهیل کند. شناخت برهمکنش امواج فراصوت با میکروحباب و بررسی رفتار میکروحباب داخل رگ به منظور تخمین اثرات بیوفیزیکی ایجاد شده، ایمنی درمان و بهینه¬سازی پارامترهای فیزیکی دستگاه بسیار ضروری می¬باشد. از این رو هدف اصلی در این مطالعه بررسی برهمکنش بین موج فراصوت و میکروحباب و نیروهای وارد بر رگ به منظور بهینه¬سازی فشار و فرکانس آکوستیک می¬باشد. مواد و روش¬ها: مطالعه حاضر در پنج مرحله انجام شده است. در مرحله¬ی اول معادله نوسان حباب برای دو مدل مختلف در نرم¬افزار MATLAB حل شدند تا در مراحل بعدی مورد استفاده قرار گیرند. در مرحله¬ی دوم مدل تک حباب در سیال بی¬نهایت در نرم افزار COMSOL شبیه¬سازی شد و به منظور اطمینان از صحت شبیه¬سازی، نوسان حباب در این قسمت با قسمت قبل مقایسه شد. در مرحله سوم میکروحباب داخل رگ در نرم افزار کامسول شبیه سازی شد و اثر پارامترهای مختلف از جمله فرکانس، فشار آکوستیکی، قطر میکروحباب و اثرات ویسکوالاستیک پوسته¬ی حباب در نوسان حباب و تنش¬های وارد بر رگ مورد بررسی قرار گرفت. در فاز چهارم با حل معادله دینامیک حباب از مدل مارموتانت آستانه¬ای برای رفتار انبساطی و انقباضی محض حباب بدست آمد و دامنه فشار بهینه را بدست آوردیم و در مرحله آخر سیستم آرایه فازی طراحی شد و با استفاده از آن فرکانس آکوستیکی که برای عبور از جمجمه مناسب می¬باشد، بدست آمد.نتایج: طبق نتایج بدست آمده فشار آکوستیکی رابطه¬ی خطی با تنش برشی دارد و ماکزیمم تنش برشی برای پارامترهای مورد استفاده در فراصوت درمانی در محدوده¬ی 1-4 کیلوپاسکال است همچنین تنش برشی رابطه¬ی معکوس با الاستیسیته¬ی پوسته دارد. طبق آنالیزهای انجام شده فشار آکوستیکی بهینه برای شکست سد خونی مغز در بازه¬ی 0.25 تا 0.45 مگاپاسکال قرار می¬گیرد. نتیجه گیری: در کنار پارامترهای آکوستیکی ویژگی¬های میکروحباب نیز تاثیر مهمی در رفتار حباب و برهمکنش آن با اطراف دارد و حباب هایی با پوسته ی نرم تر و قطر بزرگتر از آنجایی که می توانند فشار فرکانس مورد نیاز برای ایجاد اثرات بیولوژیکی را کاهش دهند برای کابرد شکست سد خونی مغز مناسب تر هستند. همچنین برای داشتن ایمنی و اثرگذاری بیشتر در این روش طبق بهینه سازی انجام شده مکانیکال ایندکس نزدیک به 0.4 پیشنهاد می¬شود.