Hình 4 .4 th đ nghi quy cl ng
B ng 3.1: Các thôn gs đu vào
STT Thông s Giá tr
1 Mô đun đàn h i c a thành ni u đ o và bàng quang 60000 [N/m2]
2 H s passion 0,475
3 Áp l c tác d ng lên thành ni u đ o và bàng quang 8000 [N/m2]
Hình 3.1 Hình h c và l u l ng n c ti u trong ng ni u đ o bình th ng.
54
Tr ng h p 3: Th c hi n mô ph ng khi tuy n ti n li t b phì đ i lá tr c, v i các tr ng h p phì đ i 20%, 30% và 40% tác đ ng lên ni u đ o. Hình 3.5 ng su t và l u l ng n c ti u trong ng tr ng h p phì đ i lá gi a b ép 40%. Hình 3.7 ng ni u đ o và bàng quang trong các tr ng h p phì đ i 20%, 30% và 40%. Hình 3.9 ng su t và l u l ng n c ti u trong ng tr ng h p phì đ i lá tr c b ép 40%.
55
Tr ng h p 4: Th c hi n mô ph ng khi tuy n ti n li t b phì đ i lá sau, v i các tr ng h p phì đ i 20%, 30% và 40% tác đ ng lên ni u đ o.
Tr ng h p 5: Th c hi n mô ph ng khi tuy n ti n li t b phì đ i tồn b các lá, v i các tr ng h p phì đ i 20%, 30% và 40% tác đ ng lên ni u đ o. Hình 3.11 ng ni u đ o và bàng quang trong các tr ng h p phì đ i 20%, 30% và 40%. Hình 3.13 ng su t và l u l ng n c ti u trong ng tr ng h p phì đ i lá sau b ép 40%.
56
Tr ng h p 1: khi tuy n ti n li t khơng b phì đ i, ni u đ o và bàng quang không b tác đ ng: L u l ng n c ti u đ u ra: 0,0452 Kg/s. Hình 3.15 ng ni u đ o và bàng quang trong các tr ng h p phì đ i 20%, 30% và 40%. Hình 3.17 ng su t và l u l ng n c ti u trong ng tr ng h p phì đ i các lá b ép 40%.
B ng 3.4: So sánh l u l ng n c ti u đ u ra khi tuy n ti n li t b phì đ i chèn ép lên ni u đ o. Chèn ép Tr ng h p 2 Lá gi a Tr ng h p 3 Lá tr c Tr ng h p 4 Lá sau Tr ng h p 5 Toàn b các lá 20 % 0,0421 Kg/s 0,0404 Kg/s 0,0417 Kg/s 0,0376 Kg/s 30 % 0,0404 Kg/s 0,0382 Kg/s 0,0403 Kg/s 0,0311 Kg/s 40 % 0,0387 Kg/s 0,0357 Kg/s 0,0385 Kg/s 0,0231 Kg/s
57
K t qu mô ph ng cho th y s nh h ng c a phì đ i tuy n ti n li t lành tính tác đ ng lên đáy bàng quang:
- Khi ni u đ o b lá gi a c a tuy n ti n li t chèn ép 20%, vào lúc này bàng quang b đ i lên m t đo n 0,135 mm;
- Khi ni u đ o b lá gi a c a tuy n ti n li t chèn ép 30%, lúc này bàng quang b đ i lên m t đo n 0,188 mm;
- Khi ni u đ o b nhi u lá c a tuy n ti n li t chèn ép 20%, lúc này bàng quang b đ i lên m t đo n là 0,145 mm.
K t qu kh o sát nh h ng c a s phì đ i tuy n ti n li t lành tính lên s bi n d ng và v n t c dòng ch y n c ti u ph n ni u đ o đi qua nó cho th y ph n ni u đ o đi qua tuy n ti n li t b phì đ i lành tính, khi s chèn ép càng l n thì l u l ng c a dòng ch y n c ti u càng gi m.
3.1.3 Nh n xét k t qu mô ph ng
Tr ng h p 1: ng i bình th ng, khơng có tri u ch ng bi u hi n b phì đ i tuy n ti n li t thì ni u đ o tr ng thái bình th ng khơng b co h p, lúc này tr ng thái đi ti u là bình th ng. Khơng đi ti u nhi u l n và khơng có tình tr ng đ ng n c ti u trong bàng quang.
Tr ng h p 2: b nh nhân có tri u ch ng phì đ i lá gi a. K t qu mô ph ng đ c chia làm ba tr ng h p ni u đ o b chèn ép 20%, 30%, 40% thì nh n th y r ng:
- Tr ng h p 20%: bi n d ng t ng d n. K t qu mô ph ng cho th y nh h ng t s chèn ép này là b nh nhân b t đ u th y h i khó ti u và có s xu t hi n tri u ch ng ti u nhi u l n, m c dù t n su t còn th p do l ng n c ti u b đ ng bàng quang cịn r t ít.
- Tr ng h p 30%: bi n d ng b t đ u l n. K t qu mô ph ng cho th y nh h ng t s chèn ép này là b nh nhân b khó ti u và s xu t hi n c a tri u ch ng đi ti u nhi u l n do n c ti u đ ng trong bàng quang.
- Tr ng h p 40%: bi n d ng càng l n. K t qu mô ph ng cho th y nh h ng t s chèn ép này làm b nh nhân càng khó ti u và s xu t hi n c a tri u ch ng đi ti u nhi u l n do n c ti u đ ng trong bàng quang.
58
Tr ng h p 3: b nh nhân có tri u ch ng phì đ i lá tr c 20%. Tr ng h p này t ng t v i tr ng h p lá gi a 20% nh ng do lá sau không chèn ép bàng quang nên tri u ch ng ti u nhi u l n không xu t hi n, b nh nhân ch th y h i khó ti u.
Tr ng h p 4: b nh nhân có tri u ch ng phì đ i lá sau 20%. Tr ng h p này t ng t v i tr ng h p lá gi a 20%: tri u ch ng ti u nhi u l n không xu t hi n, b nh nhân th y h i khó ti u
Tr ng h p 5: B nh nhân có tri u ch ng phì đ i đa lá (các lá b phì đ i cùng chèn ép ni u đ o m t đo n 20%). Lúc này bi n d ng là t ng t tr ng h p lá gi a 20% nh ng vùng bi n d ng tr i r ng h n, gây bi n d ng toàn b vùng ni u đ o đi qua tuy n ti n li t. K t qu mô ph ng cho th y nh h ng t s chèn ép này là b nh nhân khó ti u h n (so v i ch phì đ i m t lá) và c ng có s xu t hi n c a tri u ch ng đi ti u nhi u l n m c dù t n su t cịn th p do đã có m t l ng nh n c ti u đ ng trong bàng quang (do lúc này bi n d ng gây lên c bàng quang không thay đ i nhi u so v i tr ng h p ch có lá gi a tác d ng).
3.1.4 K t lu n v k t qu mô ph ng ANSYS
Khi ti n hành mơ ph ng, bài tốn mơ ph ng đã s d ng cùng m t áp su t đ u vào cho các tr ng h p là 3000 Pa (n c ti u chi m 50% th tích bàng quang), và xem nh l ng n c ti u tích trong bàng quang m i tr ng h p là b ng nhau.
Khi ni u đ o b chèn ép càng l n thì áp su t t i đo n ni u đ o b bi n d ng càng t ng trong khi ti t di n ng t i đó càng gi m, đi u này d n đ n l u l ng n c ti u t bàng quang xu ng ni u đ o gi m.
Khi tuy n ti n li t b phì đ i khơng nh ng chèn ép lên ni u đ o mà còn tác đ ng lên bàng quang, gây ra hi n t ng n c ti u b đ ng trong bàng quang, gây nhi m trùng
nh h ng đ n s c kh e c a b nh nhân.
Các k t qu mô ph ng trên đã lý gi i hi n t ng khi nam gi i b phì đ i tuy n ti n li t s có các tri u ch ng lâm sàng sau đây: Dòng n c ti u y u; Ti u ti n ng t quãng nhi u l n; N c ti u nh gi t khi ti u ti n xong; Ti u nhi u l n vào ban đêm; Không th ti u h t n c ti u có trong bàng quang.
59
K t qu mô ph ng v s bi n d ng, chèn ép, các phân b v v n t c c a dòng n c ti u trong ni u đ o và bàng quang, đã mang l i cách nhìn t ng đ i tr c quan đ i v i nh ng thay đ i c a dòng n c ti u bên trong ni u đ o v i nh ng m c đ chèn ép khác nhau khi tuy n ti n li t b phì đ i lành tính. M t khác k t qu mô ph ng c ng cho th y r ng, khi k t qu siêu âm c a b nh nhân ch th y đ c tuy n tuy n li t b phì đ i ch không xác đ nh đ c lá nào b phì đ i, đi u này lý gi i t i sao kích th c t ng th siêu âm b phì đ i khơng l n nh ng b nh nhân l i b tri u ch ng t c ngh n.
Tuy nhiên, nh ng s li u và mơ hình mơ ph ng này đ c l y m t cách lý t ng hóa, trong khi các s li u và mơ hình trong m t tr ng h p c th nào đó trong th c t là vô cùng r c r i và ph c t p. Trong th c t , v n đ g p ph i khi mô ph ng tuy n ti n li t phì đ i lành tính chèn ép lên ni u đ o là nó s làm cho ni u đ o khơng cịn th ng n a mà là m t đo n cong ph c t p. ng th i các đo n co h p c ng có đ ng kính l n nh r t khác nhau ch không đ u m t cách lý t ng. Qua k t qu mô ph ng này, đã ph n nào gi i quy t đ c v n đ nêu trên. Nh ng v n đ ti p theo đ t ra là: trong mô ph ng l n này bài toán xem nh các lá c a tuy n ti n li t n đ u theo các h ng trong khi th c t s t ng sinh này là khơng đ u. Ngồi ra, trong quá trình th c hi n ph ng đã b qua tác đ ng c a ng d n tinh trong mơ hình.
3.2 Mơ ph ng s lan truy n chùm tia laser bán d n công su t th p t b m t da đ n tuy n ti n li t b ng ph ng pháp Monte Carlo
3.2.1 Tính ch t quang h c c a mơ
Khi ánh sáng chi u vào mô sinh h c, m t ph n c a nó b h p th , m t ph n b ph n x ho c phân tán, và m t ph n đ c truy n đi xa h n. M t s ánh sáng b ph n x , khúc x hi n t ng này đ c t o ra do s thay đ i chi t su t c a khơng khí – mơ và s thay đ i chi t su t c a các l p mô. S khúc x ánh sáng tuân theo đ nh lu t Snell:
sin
sin (3.15)
v i : góc gi a tia sáng và b m t pháp tuy n trong khơng khí, : góc gi a tia sáng và b m t pháp tuy n trong mô, n : chi t su t c a khơng khí, n : chi t su t c a mô.
60
Ph n l n ánh sáng đ c h p th b i mô. Các tr ng thái n ng l ng c a phân t đ c l ng t hóa; do đó, s h p th c a m t photon ch di n ra khi n ng l ng c a nó t ng ng v i s chênh l ch n ng l ng gi a các tr ng thái l ng t hóa nh v y. Hi n t ng h p th ch u trách nhi m cho các tác đ ng mong mu n trên mô. H s (cm-1) đ c tr ng cho s h p th . Ngh ch đ o c a h s h p th l , đ c đ nh ngh a là đ xuyên sâu (quãng đ ng t do trung bình - mean free path) vào môi tr ng h p th .
S tán x c a photon khi v n chuy n trong mô sinh h c c ng r t quan tr ng vì nó quy t đ nh s phân b th tích c a c ng đ ánh sáng trong mô. S tán x c a m t photon kèm theo s thay đ i h ng truy n mà không b m t n ng l ng. S tán x , t ng t nh s h p th , đ c bi u th b ng h s tán x (cm-1). Ngh ch đ o c a h s tán x là quãng đ ng t do trung bình cho đ n khi s ki n tán x ti p theo x y ra 1/ s (cm). S tán x là không đ ng h ng, tán x h ng v phía tr c chi m u th trong mơ sinh h c. c tính này đ c mô t b i h s b t đ ng h ng g. H s g có th có giá tr tuy t đ i t 0 đ n 1, t tán x đ ng h ng (g = 0) đ n tán x thu n (g = 1). Trong mơ sinh h c, g có th thay đ i t 0,8 đ n 0,99. Khi tính đ n giá tr c a h s b t đ ng h ng g, h s tán x suy gi m, (cm-1), đ c đ nh ngh a là:
(3.16) T ng c a h s h p th và h s tán x g i là h s suy gi m toàn ph n (cm-1):
(3.17) 3.2.2 Phân b và lan truy n ánh sáng trong mô sinh h c
H u h t nh ng ti n b g n đây trong vi c mô t s truy n n ng l ng ánh sáng trong mô d a trên lý thuy t v n chuy n [150]. Theo lý thuy t v n chuy n, Radiance là công su t b c x (W) chi u vng góc t i m t đ n v di n tích (m2) theo m t đ n v góc kh i (sr). Vì v y có th nói Radiance là “M t đ công su t chi u x trên m i đ n v góc kh i” hay cịn g i là “đ r i chi u x ”. B c x (đ n v là W/m2.sr) c a ánh sáng t i v trí truy n theo h ng c a vect đ n v b suy gi m b i s h p th và s tán x ; nh ng nó đ c t ng c ng b i ánh sáng b tán x t h ng sang h ng . Radiance là m t phép đo b c x mô t l ng ánh sáng đi qua ho c đ c phát ra t m t khu v c c th
61
và r i vào m t góc đ c nh t đ nh theo m t h ng xác đ nh. Do đó, ph ng trình v n chuy n mơ t t ng tác ánh sáng là:
(3.18)
trong đó là góc kh i vi phân theo h ng và là hàm pha.
Phân b ánh sáng trong mơ d a trên ph ng trình v n chuy n yêu c u , và . gi i chính xác ph ng trình v n chuy n th ng r t khó; do đó, m t s phép g n đúng đã đ c th c hi n liên quan đ n bi u di n c a hàm b c x và pha. Các gi i pháp g n đúng c a s phân b ánh sáng trong mô ph thu c vào lo i b c x ánh sáng (khu ch tán ho c chu n tr c) và các đi u ki n biên quang h c (các ch s chi t su t). Vi c tính tốn phân b và lan truy n th ng đ c tính tốn d i s h tr c a máy tính b ng ph ng pháp Monte Carlo.
3.2.3 Ph ng pháp Monte Carlo
Ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo đ c áp d ng cho vi c v n chuy n b c x ánh sáng, có c s là ph ng trình v n chuy n mơ t s lan truy n các h t trong c u trúc ph c t p c a các mơ và nh ng tính tốn đ c mơ ph ng v s lan truy n photon trong môi tr ng h p th và tán x [151]. ng đi c a m t photon di chuy n trong mơ sinh h c nhìn chung là m t đ ng đi ng u nhiên liên t c. M u đ ng đi ng u nhiên đ n gi n nh t đ c p đ n m t h t di chuy n trong m t lo t các b c; v i chi u dài đ ng đi và h ng c a đ ng đi là đ c l p v i nhau và đ c l p v i các h ng đi tr c. M t m u tinh vi h n đ i v i các h ng đi ng u nhiên liên t c, h ng đi sau ph thu c vào h ng đi tr c, th ng đ c g i là “S khu ch tán đ nh h ng”. Ph ng pháp này coi chùm ánh sáng laser là t p h p các h t photon và b qua b n ch t sóng. Do đó, nh ng tham s v pha và phân c c c a ánh sáng không đ c k đ n. Mô ph ng Monte Carlo đ a ra m t ph ng pháp gi i quy t v n đ chính xác, linh đ ng đ i v i s lan truy n photon trong các mơ sinh h c có tính tán x , trong đó các đ i l ng v t lý có th đ nh l ng đ c đ ng th i. Ph ng pháp này mô t chi ti t các quy t c lan truy n c a photon, trong tr ng h p đ n gi n nh t, nh nh ng phân b xác su t mô t đ ng đi c a photon gi a nh ng v trí t ng tác gi a photon và mơ c ng nh các góc l ch trong m t qu đ o c a
62
photon khi x y ra tán x . Tuy nhiên, ph ng pháp này theo th ng kê trong t nhiên, d a vào s tính tốn c a máy tính v s lan truy n c a m t s l ng l n các photon và đòi h i m t s l ng l n th i gian tính tốn. Ph ng pháp này c n ph i l p l i các tính tốn