تحلیل عددی انتقال حرارت از پروب فراصوت به جریان خون در کاتترهای تصویربرداری پزشکی

Abstract

پروب فراصوت در کاتترهای تصویربرداری پزشکی ، ایمپلنت ها و ابلیشن ها، ابزارهای خاص پزشکی هستند که به دلیل ماهیت عملکردشان در بدن انسان تولید حرارت کرده و موجب افزایش دمایآن می شود. دمای تولید شده توسط این تجهیزات اگر از ۳۱۵ کلوین تجاوز کند برای بدن مضر است. در این مقاله انتقال حرارت و افزایش دمای جریان خون بخاطر انرژی اتلافی از پروب فراصوت در کاتترهای تصویربرداری پزشکی، مدلسازی و بطور عددی تحلیل می شود. این تحلیل برای مقادیر مختلف سرعت جریان خون ، شعاع رگ خونی و شدت شار حرارتی دیواره رگ ها انجام شده است. برای خون بعنوان یک سیال غیر نیوتنی از مدل کاریو - یاسودا و برای حل معادلات حاکم بر جریان خون و انتقال حرارت از آن، از روش عددی حجم محدود استفاده شده است. برای اعتبار سنجی نتایج نیاز از نتایج عددی و تجربی موجود کمک گرفته شده است. سرعت میانگین جریان خون در نقاط ورودی به صورت تابعی سینوسی با دامنه ای بین ۰ تا ۱.۴ متر بر ثانیه اعمال شده است. نتایج نشان می دهد برای سرعت میانگین تقریبا نزدیک به صفر و سرعت حداکثر ۱.۴ متر بر ثانیه به ترتیب شار حرارتی مجاز ۷۵۰۰ و ۱۵۰۰۰ وات بر متر مربع می باشد.