بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، روشی کنترل پیشبین برای کنترل دمای بافت توموری بهوسیله گرما ارائهشده است. با توجه به اینکه در گرمادرمانی کنترل دقیق دمای بافت و تثبیت دمای بافت سالم - که باعث آسیبدیدگی بافت سالم میشود - امری ضروری است، طراحی کنترلکننده باید با دقت فراوان انجام گیرد.
برای کنترل بهینه انرژی از یک فرستنده اسکنکننده آلتراسوند کانونی که دارای دو پارامتر قابل تنظیم - فاصله دستگاه از سطح بدن مریض و شدت انرژی دستگاه - است ارائه میشود، سپس با در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامترهای بیولوژیکی سیستم انتشار گرما وعدم امکان اندازهگیری دقیق پارامترهای وابسته به خون، مقاوم بودن سیستم در محدوده معینی از عدم قطعیتها بررسی میشود و سپس مقاوم بودن این روش بررسی میشود و نتایج شبیهسازی نشان میدهد که این روش علاوه بر برآورده کردن محدودیتهایی که در مسئله وجود دارد، پایداری سیستم را در بازهای محدود از عدم قطعیتهایی که به دلیل شرایط فیزیکی و روحی هر انسان متفاوت باشد، تضمین میکند.
مقدمه
روش درمانی انتخابی در اکثر تومورهای توپر و محدود، بریدن و برداشتن آن تومور است؛ اما از آن جاییکه بسیاری از تومورهای بدخیم قبل از تشخیص تشکیل متاستازهای میکروسکوپی دادهاندعموماً عمل جراحی با یک روش درمانی دیگر همراه میشود و با این کار از عوارض جراحی کاسته میشود.
در دهه اخیر وسایل بسیار مجهزی برای جراحی ارائهشده که ازجمله میتوان به جراحی رادیویی اشاره کرد. در این نوع جراحی مریض را در دستگاهی که دارای یک محفظه کروی حاوی چندین بیم پرتاب اشعه است قرار میدهند و سپس با معین کردن محل دقیق تومور از طریق عکسبرداری سعی میکنند جهت بیمها را چنان تعیین کنند که محدوده توموری را بهطور دقیق نشانه بگیرد.
رادیوتراپی1 یکی از روشهای درمان سرطان پرتودرمانی یا رادیوتراپی است. در این روش با دادن اشعه به مریض، الکترونهای مولکولهای هدف جدا میشود و سپس این الکترونهای آزاد بهطور مستقیم یا غیرمستقیم با دزوکسی ریبونوکلئیک اسید واکنش میدهد - تشکیل رادیکالهای آزاد - و این امر باعث از بین بردن توانایی تکثیر سلولی میشود. شیمیدرمانی2 بسیاری از سرطانها پیش از تشخیص تشکیل کانونهای متاستاتیک دادهاند و برای تومورهایی که متاستاز میدهند
شیمی درمانی بهترین روش درمان است. هورمون درمانی
تعدادی از سرطانها بهویژه سرطان پستان و پروستات نسبت به دستکاری محیط هورمونی اطرافشان بسیار حساس هستند این هورمونها وارد سیتوپلاسم و هسته میشوند و دزوکسی ریبونوکلئیک اسید3 را تحت تأثیر قرار میدهند و با اصلاح محیط هورمونی این سرطان را تا حد بسیار زیادی میتوان بهبود بخشید
ایمونوتراپی4 این روش درمان نوعی تحریک سیستم ایمنی بدن علیه سلولهای سرطانی است.
گرما درمانی در این روش که عموماً نوعی روش درمانی مکمل محسوب میشود سعی میکنیم با استفاده از دستگاههای عکسبرداری مثل سیتی اسکن5 یا ام آر آی6 مکان و مرز دقیق تومور را شناسایی کنیم و سپس تومور را بهعنوان یک سیستم ریاضی در نظر بگیریم که ورودی آن نوعی اشعه گرمازاست و خروجی سیستم دمای نقاط مختلف بدن است. که توسط یک سری حس گر کوچک که روی بدن کار گذاشتهشده اندازهگیری میشود و با دمای دلخواه پزشک مقایسه میگرددو نهایتاً یک سیستم کنترلکننده عمل تنظیم مناسب را انجام میدهد تا خطای خروجی سیستم فوق می نیمم شود
بررسی مدل ریاضی انتشار گرما در بدن:
تاکنون مدلهای ریاضی زیادی برای گرما درمانی ارائهشده است اما بهترین مدل ارائهشده تاکنون معادله گرمایی پنس7 است . - Arora et al, 2002 - این مدل که انطباق بسیار زیادی برداده های کلینیکی دارد در سال 1946 توسط پنس ارائه شد، برای دستیابی به این معادله یک سری حسگرهای Y شکل که شامل چندین ترموکوپل است در نقاط مختلف بدن جایداده میشوند و با محاسبه ولتاژ ترموکوپلها منحنی تغییرات دمای نقاط مختلف بافت رسم میشود، معادله انتشاری8 پیشنهادشده توسط پنس بهصورت زیر است.
