تخمين توان منبع گرمايي مورد نياز جهت گرما درماني تومور سينه با استفاده از روش معكوس

Heat Source power Estimation for Therapeutic Hyperthermia Treatment of Breast Tumor Using Inverse Method

تعيين دقيق توزيع دما در گرما افزايي (هايپرترميا) بعنوان فاكتور اساسي در بكارگيري اين روش بعنوان درمان تركيبي تومورهاي سرطاني است. در اين مقاله هدف تخمين توان بهينه منبع گرمايي به منظور از بين بردن سلول هاي سرطاني با توجه به توزيع دما در بافت سرطاني است. براي اين منظور از روش معكوس براي تخمين توان منبع گرمايي استفاده شده است. بافت سينه به صورت يك نيمكره در نظر گرفته و در حالت سه لايه (چربي، غدد و عضله) مسئله حل شده است. انتقال گرما در بافت نرم با استفاده از معادله پنس كه بر اساس رسانش گرمايي فوريه اي مي باشد توصيف شده است. براي حل معادلات حاكم بعد از بي بعد سازي ، از روش تفاضل محدود و روش مختصات عمومي استفاده شده و معادلات از صفحه فيزيكي به صفحه محاسباتي كه داراي شبكه هموار است انتقال داده شده اند. براي حل معادلات معكوس ، روش گراديان مزدوج با مسئله الحاقي كه يكي از قوي ترين روش هاي حل مسائل معكوس است به كارگرفته شده است.

Determination of temprature distribution is a critical factor in thermal treatment of diseased organs such as cancerous tumors. In this paper is, the optimal power of the heat source is estimated in order to destroy cancer cells due to the temperature distribution in the cancerous tissue. The geometry of breast is represented as a hemisphere containing three layers, muscle, gland and fat. The conjugate gradient method is used to solve the inverse heat conduction problem using Pennes bioheat equation in the axisymmetric coordinate system.To make the solve of the problem easier, the irregular region in the physical domain (r,z ) is transformed into a rectangle in the computational domain (ξ , η).