کاربردهای نرم افزار کامسول در مهندسی پزشکی
به کمک نرم‌افزار کامسول میتوان فرایندهای بیولوژیکی در بدن موجودات زنده، تجهیزات پزشکی، پاسخ نسبت به محرک‌های فیزیکی، اثرات میدان‌های الکتیریکی و مغناطیسی و الکترومغناطیسی و … را شبیه‌سازی کرد. در ادامه به چند مورد از موارد متعددی که در چند سال اخیر توسط این نرم‌افزار شبیه‌سازی شده است اشاره می‌شود.
اندرکنش ساختار با مايع، در شبکه ای از رگ های خونی
بررسی تخریب گرما-نوری سلول‌های سرطانی
با استفاده از نرم‌افزار کامسول میتوان پارامترهای مختلفی از جمله و شدت نور تابشی لیزر و زمان لازم را برای درمان هدفمند سرطان تعیین کرد. برای مثال از نانومیله‌های طلا به عنوان روشی ایمن و هدفمند برای تخریب بافت‌های سرطانی استفاده می‌شود طوری که بافت‌های سالم دست نخورده باقی می‌مانند. مرکز ملی تحقیقات ایتالیا در سال ۲۰۱۲ در کنفرانس کامسول، نتایج اولیه خود را برای طراحی یک سامانه جدید جهت از بین بردن بافت های سرطانی گزارش دادند. در این تحقیق اثرات حرارتی نانوذرات در مجاورت بافت‌های سرطانی شبیه‌سازی شده است.
سيستم دريافت دارو (دارورسانی)
میتوان میزان دریافت داروی محلول در آب را برای غلظت های متغیر به کمک شبیه‌سازی با کامسول بررسی کرد. به عنوان مثال، قطره‌ای با حجم ثابت، از لوبه مویینی با سرعت ثابت عبور می‌کند و دیواره تیوب از یک غشای جداکننده داخلی از محلول شامل دارو، پوشیده شده است. در حین حرکت قطره از تیوب آغشته به غشا، زاویه تماس تغییر کرده و دارو در آب حل می شود. اگر در این مدل فرآیند شارش دارو در زمان تماس قطره با غشا ثابت فرض شود، با تنظیم سرعت قطره می توان میزان چگالی دارو را مهندسی کرد.
اندرکنش ساختار با مايع، در شبکه ای از رگ های خونی
به کمک شبیه‌سازی با نرم‌افزار کامسول، میتوان میزان تغییر شکل دیواره رگهای خونی در اثر فشار ناشی ار انتقال خون را بررسی نمود. برای مثال برای شبیه‌سازی بخشی از سیستم عروقی، رگ های خونی در بافت‌های بیولوژیکی (عضله قلب) بررسی بررسی کرد. شبیه‌سازی‌ها می‌تواند از دو دیدگاه دینامیک سیالات، با بررسی میدان سرعت و توزیع فشار خون (متغییر در زمان و مکان)، و مکانیک جامدات، با نگرش تغییر شکل بافت و عروق، انجام گیرد. بعلاوه میتوان مواد را غیر خطی و مدل را hyperelastic فرض کرد.
درمان MRI Tumor-Tracked Cancer
تصویر برداری رزونانس مغناطیسی با دقت می تواند محل تومور را در بافت نرم شناسایی کند. اما متاسفانه میدان مغناطیسی ایجاد شده، می‌تواند با میدان تابشی توسط شتاب دهنده تداخل نماید. گروهی از محققان موسسه سرطان صلیب (CCI) در کانادا به کمک کامسول تست MRI در حضور میدان یک شتاب دهنده را شبیه‌سازی کرده‌اند. در واقع در مدل آنها، عمل پرتو درمانی انجام می‌شود و همزمان با آن موقعیت بافت‌های سرطانی توسط تصویربرداری MRI تشخیص داده می‌شوند. در این روش میدان مغناطیسی ناشی از MRI مسیر الکترون تولید شده از شتاب دهنده را تحت تاثیر قرار می‌دهد. شبیه‌سازی مغناطیسی برای بهینه‌سازی ایزولاسیون پرتو الکترونی شتاب دهنده از میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. با این کار می توان سیستم دقیقی برای درمان و شناسایی همزمان توده های سرطانی ایجاد نمود. با استفاده از نرم‌افزار کامسول میتوان یک سیستم شتاب دهنده با توان ۱۰MeV طراحی کرد. ترکیب MRI و شتاب‌دهنده و محیط آن با کمک نرم افزار کامسول قابل شبیه سازی و بهینه سازی است.
شبیه‌سازی mri با کامسول
به تله انداختن انرژی ناشی از تغيير شريانی ديواره با استفاده از الکترومغناطيس هيدروديناميک
با استفاده از نرم‌افزار کامسول میتوان اقدام به مدلسازی یک ژنراتور برای تولید انرژی در اثر تغییر فشار خون به کمک حرکت دیواره شریانی بین دیاستولیک و سیستولیک فاز از چرخه قلبی، نمود. در این مدل میدان مغناطیسی ثابت، به بخشی از این محفظه که اجازه می‌دهد حرکت مایع به انرژی الکتریکی براساس اصل الکترومغناطیس هیدرودینامیک تبدیل شود، اعمال می شود. شبیه‌سازی شامل برهمکنش‌های مایع-ساختار در اثر اندرکنش میدان‌های مغناطیسی و الکتروستاتیکی می‌باشد.
تصويرسازی فعال از قلب با استفاده از مدل‌های انتشاری
مشکل معکوس نوار قلب شامل تعیین اطلاعات در مورد فعالیت الکتریکی قلب از اندازه گیری سطح بدن، است. پارامترهای فیزیولوژیکی خاص به طور بالقوه می تواند به بهبود تشخیص زود هنگام بیماری های قلبی کمک کند. تخمین پارامترهای ناشناخته سبب بهینه سازی الگوریتم به منظور کمینه کردن هزینه خواهد شد. میتوان با استفاده از کامسول این پدیده را شبیه‌سازی و مقادیر پارامترهای بهینه سازی را تخمین زد.
بهینه‌سازی سیستم‌های تصویر برداری فراصوت (Ultrasound) به کمک امواج صوتی کنترل شده
به کمک کامسول میتوان مدلی برای شبیه‌سازی مبدل‌های (transductor) فراصوت تهیه کرد و تجهیزات تولید شده توسط کارخانجات تولید قطعات فراصوت را مورد ارزیابی و بررسی قرار داد. به طور معمول این نوع شبیه‌سازی‌ها از طریق بررسی یک قطعه پیزوالکتریک که امواج صوتی هدایت شده به آن برخورد می‌کند، صورت می‌پذیرد.
تصویربرداری اولتراسونیک با کامسول
جدایش گلبول‌های قرمز به کمک مگنتوفورز
با استفاده از نرم‌افزار کامسول می توان ذرات تحت میدان مغناطیسی را ردیابی و میکروسیالات را شبیه‌سازی کرد. از نتایج چنین شبیه‌سازی‌هایی میتوان بهمحاسبه جدایش گلبول‌های قرمز از پلاسمای خون پرداخت. در واقع میدان مغناطیسی غیریکنواخت ایجاد شده باعث اعمال نیرو بر دو قطبی‌های مغناطیسی در داخل کانال جریان و بروز اثر مگنتو فورز می‌گردد. از طرفی سطح اکسیژن خون می‌تواند باعث تغییراتی در این اثر گردد.
اثر الکتروفورز
رسانندگی الکتریکی در محلول‌های الکترولیت در اثر پدیده انتقال و پخش یون‌ها تحت میدان الکتریکی ایجاد می‌گردد. کامسول می‌تواند حرکت یون‌های محلول در یک سیال با تحرکت پذیری‌های متفاوت تحت میدان الکتریکی را شبیه‌سازی کند. در چنین حالاتی، معادلات حاکم بر دینامیک واکنش شیمیایی با اثراتی مانند پخش واکنش‌دهنده‌ها، معادله پیوستگی بار الکتریکی و … می‌تواند جفت گردد.
