مطالعه‌ي عددي ديناميك ميكروحباب تحت امواج مافوق‌ صوت و تاثير آن بر فرسايش حرارتي بافت زيستي

امواج مافوق صوت متمركز شدت‌بالا يا به‌طور اختصار هايفو روشي غيرتهاجمي است كه كاربردهاي درماني فراواني را در اختيار پزشكان قرار مي‌دهد. يكي از روش‌هاي افزايش بهره‌وري هايفو، استفاده از ماده‌ي حاجب لوويست است كه از ميكروحباب‌ها تشكيل شده‌است. در اين مطالعه ابتدا ميدان فشار هايفو از معادله‌ي هلمهولتز براي انتشار خطي امواج مافوق صوت مشخص مي‌شود. پس از تعيين فشار ايجادشده، اثرات گرمايي ناشي از تزريق ميكروحباب از طريق معادله‌ي كلر-مكسس محاسبه مي‌گردد. براي بررسي توزيع دما در بافت از معادله‌ي انتقال حرارت زيستي پنس استفاده شده‌است. نتايج شبيه‌سازي حاضر نشان مي‌دهد كه در حضور ميكروحباب تحت تاثير ميدان فشار هايفو، افزايش بسامد و توان اعمالي باعث افزايش مقدار منابع گرمايي ناشي از نوسان ميكروحباب مي‌شود. تاثير تزريق ميكروحباب در افزايش دماي بافت زيستي به‌طرز چشم‌گيري محسوس است. در دامنه‌ي فشار 2/54 مگاپاسكال، دماي بافت در نقطه‌ي كانوني، براي حالتي كه ميكروحباب با شعاع اوليه‌ي 50 ميكرومتر تزريق مي‌گردد، 8/28 درجه‌ي سانتي‌گراد افزايش مي‌يابد. در صورتي كه با تزريق ميكروحباب با شعاع اوليه‌ي 2 ميكرومتر دماي بافت 57/72 درصد بيشتر از حالت قبل افزايش پيدا مي‌كند. اين در حالي است كه دماي اين نقطه در شرايط مشابه در غياب ميكروحباب، تنها 5/42 درجه‌ي سانتي‌گراد افزايش مي‌يافت. در نهايت مدل آرنيوس نشان داد كه حضور ميكروحباب با شعاع‌هاي اوليه‌ي مختلف باعث افزايش حجم بافت‌مردگي تا حدود 38 درصد شده‌است.