بررسی نفوذ امواج صوتی در نسوج نرم

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-7 (7) اصل مقاله (607.68 K)

کد مقاله : 1062-ISAV2022 (R3)

نویسندگان

¹علی زینالیان ؛ ²محمدتقی احمدیان؛ ¹محمد فتحی

¹دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

²دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

چکیده

درمان با امواج فراصوت متمرکز روش جدیدی است که برای درمانی بیماری مختلف از جمله سرطان به کار رفته است. این روش تاکنون برای از بین بردن تومور های بدخیم مانند تومورهای کبد، لوزالمعده، پروستات با موفقیت به کاربرده شده است، و به دلیل غیرتهاجمی بودن می تواند جایگزین مناسبی برای روش های دیگر در درمان سرطان باشد. در این روش امواج فراصوت در یک ناحیه از بافت تومور متمرکز شده و سبب افزایش دما در آن ناحیه می شود. پس ابعاد ناحیه کانونی و شدت صوتی در ناحیه کانونی در کیفیت و موفقیت عمل جراحی تاثیر بالایی دارد. در این پژوهش، شبیه سازی از تابش امواج فراصوت متمرکز به بافت کبد ارائه شده است. با ایجاد تغییر در فرکانس و فشار صوتی مبدل، فشار صوتی بیشینه، شدت صوتی بیشینه و ابعاد ناحیه کانونی مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد شدت صوتی بیشنه با مربع فشار صوتی مبدل رابطه مستقیم و با فرکانس مبدل رابطه خطی دارد، همچنین مشاهده شده است فشار صوتی بیشینه با فشار مبدل رابطه مستقیم و با فرکانس رابطه خطی دارد.

کلیدواژه ها

هایفوتراپی؛ امواج فراصوت؛ تومور سرطانی؛ المان محدود

موضوعات

Ultrasound and infrasound

Title

The propagation of sound wave in soft tissues

Authors

Ali Zeinalian, Mohammad Taghi Ahmadian, Mohammad Fathi

Abstract

HIFU therapy is a new method used to treat various diseases, including cancer. This method has been successfully used to remove malignant tumours such as liver tumour, pancreas tumour, and prostate tumour. HIFU therapy is non-invasive, so it can be an alternative to other methods in cancer treatment. In this method, ultrasound waves are focused in a small area of the tumour tissue and increase the temperature in area. So, the dimensions of the focal area and the sound intensity in the focal area have a high impact on the quality and success of the HIFU therapy. In this research, simulation of focused ultrasound radiation to liver tissue is presented. By changing the frequency and sound pressure of the transducer, the maximum sound pressure, maximum sound intensity and dimensions of the focal area have been investigated. The simulation results show that the maximum sound intensity has a direct relationship with the square of the sound pressure of the transducer and a linear relationship with the frequency of the transducer. It has also been observed that the maximum sound pressure has a direct relationship with the transducer pressure and a linear relationship with the frequency.

Keywords

HIFU therapy, Ultrasound waves, cancer tumor, finite element

مراجع

<div class="page" title="Page 7"> <div class="layoutArea"> <div class="column"><ol dir="ltr"> <li> I. Pałyga, R. Pałyga, J. Młynarczyk, J. Kopczyński, S. Góźdź, and A. Kowalska, “The current state and future perspectives of high intensity focused ultrasound (HIFU) ablation for benign thyroid nodules.,” Gland Surg., vol. 9, no. Suppl 2, pp. S95–S104, Feb. 2020, doi: 10.21037/gs.2019.10.16. </li> <li> F. O. Schmitt, C. H. Johnson, and A. R. Olson, “OXIDATIONS PROMOTED BY ULTRASONIC RADIATION,” J. Am. Chem. Soc., vol. 51, no. 2, pp. 370–375, 1929, doi: 10.1021/ja01377a004. </li> <li> S. A. Quadri et al., “High-intensity focused ultrasound: Past, present, and future in neurosurgery,” Neurosurg. Focus, vol. 44, no. 2, pp. 1–9, 2018, doi: 10.3171/2017.11.FOCUS17610. </li> <li> G. Ter Haar, “Ultrasound focal beam surgery,” Ultrasound Med. Biol., vol. 21, no. 9, pp. 1089–1100, 1995, doi: https://doi.org/10.1016/0301-5629(95)02010-1. </li> <li> M. Mohammadpour and B. Firoozabadi, “Numerical study of the effect of vascular bed on heat transfer during high intensity focused ultrasound (HIFU) ablation of the liver tumor,” J. Therm. Biol., vol. 86, p. 102431, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2019.102431. </li> <li> F. Wu et al., “A randomised clinical trial of high-intensity focused ultrasound ablation for the treatment of patients with localised breast cancer,” Br. J. Cancer, vol. 89, no. 12, pp. 2227– 2233, 2003, doi: 10.1038/sj.bjc.6601411. </li> <li> P. Namakshenas and A. Mojra, “Microstructure-based non-Fourier heat transfer modeling of HIFU treatment for thyroid cancer,” Comput. Methods Programs Biomed., vol. 197, p. 105698, 2020, doi: 10.1016/j.cmpb.2020.105698. </li> <li> V. Suomi, J. Jaros, B. Treeby, and R. O. Cleveland, “Full Modeling of High-Intensity Focused Ultrasound and Thermal Heating in the Kidney Using Realistic Patient Models,” IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 65, no. 5, pp. 969–979, 2018, doi: 10.1109/TBME.2017.2732684. </li> <li> N. M. Tole, BASIC PHYSICS OF ULTRASONOGRAPHIC IMAGING. WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2005. </li> <li> Q. Tan, X. Zou, Y. Ding, X. Zhao, and S. Qian, “The Influence of Dynamic Tissue Properties on HIFU Hyperthermia: A Numerical Simulation Study,” Appl. Sci., vol. 8, no. 10, 2018, doi: 10.3390/app8101933. </li> <li> P. Filippi, D. Habault, J. P. Lefebvre, A. Bergassoli, and R. Raspet, Acoustics: Basic Physics, Theory and Methods, vol. 108, no. 2. 2000. </li> </ol></div> </div> </div>