بررسی اثرات امواج فراصوتی بر روی یک محفظه به همراه کاویتاسیون
چکیده
یکی از روش های غیر تهاجمی استفاده از امواج فراصوتی پر شدت در از بین بردن تومورها می باشد. در روش جراحی غیر تهاجمی تومور مغز، امواج فراصوتی در یک نقطه ی خاص تمرکز می یابند. به کمک این روش دمای سلول های تومور، بالا رفته و سایر سلول های سالم مغز دست نخورده باقی می مانند. در این پایان نامه به منظور بررسی اثرات امواج فراصوتی متمرکز، مغز انسان به صورت دو بعدی و سه بعدی شبیه سازی شده است. یکی از عوامل محدود کننده در استفاده از این روش، وجود استخوان جمجمه می باشد. ابتدا امواج فراصوتی از طریق دریچه ایجادی در جمجمه به مغز فرستاده شد. سپس شبیه سازی روش صد در صد غیر تهاجمی انجام شده و حباب زایی آکوستیک مورد مطالعه قرار گرفته است. در مغز با استخوان جمجمه دست نخورده با استفاده از فرکانس های پایین تر و با افزایش دامنه ی فشار، امواج فراصوتی متمرکز شدند. نتایج نشان دهنده ی این مطلب هستند که توزیع فشار درون مغز بسیار تابع فرکانس امواج می باشد. با افزایش فرکانس، منطقه ی تمرکز کوچک تر و توزیع فشار متمرکز تر می گردد. به منظور دستیابی به توزیع دمای مستقل از اثرات گردش خون، می بایست زمان برخورد امواج کاهش یابد. افزایش دامنه ی موج فراصوتی، افزایش فرکانس و افزایش مدت زمان تابش امواج موجب افزایش دمای بافت می گردند. امواج فراصوتی پر شدت می توانند موجب حباب زایی در ماده گردند. در ابتدا رفتار حباب در محلول آب و گلیسیرین شبیه سازی شد و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه گردید. تطابق بسیار خوبی بین نتایج عددی و تجربی مشاهده شد. سپس رفتار حباب هوا در آب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دهنده ی افزایش قطرحباب ماکزیمم و سرعت دیواره ی حباب با افزایش دامنه ی فشار آکوستیکی می باشد. افزایش دامنه ی فشار باعث تأخیر در کاهش ناگهانی قطر حباب می گردد. در نهایت به بررسی امکان ایجاد حباب در حین درمان به کمک امواج فراصوتی متمرکز پرشدت پرداخته شده است و ایجاد حباب به واسطه ی برخورد امواج فراصوتی در خون موجود در رگ های مغز و در مایع cerebrospinal (csf) بررسی گردیده است. با توجه به نتایج بدست آمده می توان دریافت که احتمال حباب زایی در مغز در حین تابش امواج فراصوتی وجود دارد. بنابراین، قبل از به کارگیری این امواج می بایست از عدم ایجاد حباب زایی به خصوص حباب زایی اینرسی اطمینان حاصل نمود.





![شکل-1 .2 اشکال مختلف انتشار موج (الف) موج طولی خطی فشاری، (ب) موج برشی (ج) موج پیچشی [7]](/files/fig/49/23/49232e7e22a388aa49156022a65fe2989f22d0a7bb0490756b0e54b56ff6aedf-p19-1.webp)