كنترل بهينه ليزر در درمان حرارتي سرطان

درمان حرارتي يكي از روش‌هاي درمان سرطان است كه عملكرد آن به كنترل دقيق توزيع دما درون بافت آسيب ديده بستگي دارد. در روش درمان حرارتي، افزايش دما در بافت سالم مجاور بافت آسيب ديده مي‌تواند عوارض ناگواري داشته باشد. در اين مقاله، كنترل بهينه ليزر به منظور درمان حرارتي سرطان با به حداقل رساندن آسيب حرارتي انجام مي‌شود. با توجه به رفتار غيرفوريه‌اي انتقال حرارت در درمان تحت ليزر، توزيع دماي گذراي وابسته به زمان در حالت يك بعدي، به همراه گرماي متابوليسم و پرفيوژن خون با استفاده از معادله انتقال حرارت پنز بررسي مي‌گردد. سپس براي به حداقل رساندن آسيب‌ حرارتي درون بافت سالم مجاور بافت آسيب ديده، تابع هدفي شامل اختلاف آسيب حرارتي محاسبه شده با آسيب حرارتي مطلوب درنظر گرفته مي‌شود. براي حل مسئله كنترل بهينه، از روش گراديان مزدوج استفاده شده است. شرايط مرزي بافت مورد نظر در سطح پوست به صورت همرفت و در عمق بافت به صورت دما ثابت و برابر دماي خون در نظر گرفته شده است. نتايج حاصل از حل مسئله كنترل بهينه نشان مي‌دهد كه آسيب حرارتي با در نظر گرفتن شار حرارتي مثلثي با خطاي 2% و با شار حرارتي پله‌اي با خطاي 5% منطبق با آسيب حرارتي مطلوب است.