Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
3
1
gregorian
2017
6
1
17
4
online
1
fulltext
fa
محاسبه ضرایب پخش بافت سالم و تومور با استفاده از روش لونبرگ-مارکوات
Calculation of diffusion coefficients in a normal tissue and tumor using the Levenberg-Marquardt method
در مقاله حاضر ضریب پخش در یک بافت سالم و تومور با استفاده از روش مسائل معکوس تخمین زده میشود. برای این کار ابتدا توزیع پخش دارو (با فرض ضریب پخش یکنواخت و آیزنتروپیک) در بافت به عنوان مسئله مستقیم در نظر گرفته شده است. در مسئله مستقیم معادله حاکم، معادله پخش-جابجایی میباشد که فرم تعمیم یافته قانون فیک است. در اینجا یک چشمه و یک چاه تعریف میگردد به صورتیکه، چشمه تحت عنوان نرخ انتقال ماده حل شدنی بر واحد حجم از رگ به فضای بافت و چاه تحت عنوان نرخ انتقال ماده حل شدنی بر واحد حجم از فضای میانبافتی به رگهای لنفاوی، به این معادله ها اضافه میگردد. برای حل مسئله مستقیم روش تفاضل محدود در نظر گرفته شده است. سپس ضرایب پخش بافت سالم و تومور را توسط روش تخمین پارامتر لونبرگ-مارکوات تقریب میزنیم. این روش بر اساس کمینه کردن مجموع مربعات خطاها میباشد که در مقاله حاضر اختلاف بین غلظت تخمینی و غلظت اندازهگیری شده توسط تصاویر پزشکی (شبیه سازی شده به صورت عددی) به عنوان خطا در نظر گرفته میشود. نهایتاً، نتایج به دست آمده توسط روش لونبرگ- مارکوات پاسخ های قابل قبولی در تخمین ضرایب پخش بافت سالم و تومور ارائه داد.
In this paper, the diffusion coefficient in a normal tissue and tumor are to be estimated by the method of inverse problems. At the beginning, distribution of drug (with the assumption of uniform and isentropic diffusion coefficient) in the tissue is considered as the direct problem. In the direct problem, the governing equation is the convection–diffusion, which is the generalized form of fick’s law. Here, a source and a sink are defined; the source as the rate of solute transport per unit volume from blood vessels into the interstitial space and the sink as the rate of solute transport per unit volume from the interstitial space into lymph vessels are added to this equation. To solve the direct problem, the finite difference method has been considered. Additionally, the diffusion coefficient of a normal tissue and tumor will be approximated by parameter estimation method of Levenberg-Marquardt. This method is based on minimizing the sum of squared errors which in the present study, considered error is the difference of the estimated concentration and the concentration measured by medical images (simulated numerically). Finally, the results obtained by Levenberg-Marquardt method have provided an acceptable estimation of diffusion coefficient in normal tissue and tumor.
مسائل معکوس,لونبرگ-مارکوات,تومور,بافت سالم,تخمین پارامتر
Inverse problems,Levenberg-Marquardt,Tumor,Normal tissue,Parameter estimation
1
8
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-18326-1&slc_lang=fa&sid=15
Pedram
Mirchi
پدرام
میرچی
100319475328460048858
100319475328460048858
No
دانشکده مکانیک خواجه نصیرالدین طوسی
Masoud
Zia Basharhagh
مسعود
ضیاء بشرحق
100319475328460048860
100319475328460048860
Yes
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، تهران
Majid
Soltani
مجید
سلطانی
100319475328460048861
100319475328460048861
No
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، تهران