Numerical Simulation of Phase Transfer During Cryosurgery for an Irregular Tumor Using Hybrid Approach

Численное моделирование фазового перехода при криохирургии опухоли неправильной формы с использованием гибридного подхода

. Проведено численное решение уравнения теплопроводности в двумерной нестационарной модели Пеннеса, описывающей пораженные опухолевые клетки. Эллиптический криозонд различных размеров берется в центре вычислительной области таким образом, что местоположение зонда фиксируется на протяжении всего вычисления. Фазовый переход происходит за счет воздействия зонда с введением различных наночастиц золота Au, окиси алюминия Al₂O₃ и окиси железа Fe₃O₄. Эффективность охлаждения этих наночастиц, вводимых при очень низкой температуре, была изучена с помощью гибридного метода конечных элементов, в котором вся область разбивается на две подобласти. Результаты показаны в виде температурного профиля внутри расчетной области. Скорость охлаждения получена для различных наночастиц, и замечено, что введение наночастиц золота очень эффективно увеличивает скорость нагревания в области пораженных опухолевых клеток.