PHẦN II: KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHIẾU VÀ LAN TRUYỀN CỦA CHÙM
3.3 Các bước chạy chương trình mô phỏng
Chương trình mô phỏng được viết bằng Borland Delphi, dùng để tính sự lan truyền của chùm tia laser từ bề mặt da đầu đến các vùng khác nhau của não theo phương pháp mô phỏng Monte Carlo. (Giải thuật được tham khảo và sửa đổi trên cơ sở mã nguồn chương trình MCSKIN viết bằng Delphi – Luận văn tiến sĩ – “Tương tác của laser bán dẫn làm việc ở dải sóng hồng ngoại gần với công suất thấp lên mô sống ” của cô Trần Thị Ngọc Dung, 2008).
HVTH: HÀ THANH TUẤN 66 GVHD: PGS.TS TRẦN MINH THÁI Các bước thực hiện chương trình mô phỏng:
Chương trình Borland Delphi
Bước 1: Mở giao diện chương trình.
Bước 2: Chọn các giá trị phù hợp cho các tham số: bề dày các lớp (d1,d2,d3), chiết suất mụi trường n1 và chiết suất trong mụ n2, hệ số hấp thụ cỏc lớp (àa1,àa2,àa3,àa4), hệ số tỏn xạ cỏc lớp (às1,às2,às3,às4) và hệ số bất đẳng hướng (g1,g2,g3,g4). Chọn đường dẫn đến thư mục lưu kết quả.
Bước 3: Chạy chương trình:
- Chọn thông số: Ta chọn các thông số cần thiết như bước sóng chiếu, số photon, thông số chia lưới dr, dz.
+ Nhấn Wavelength để chọn các bước sóng: 633nm, 780nm, 850nm và 940nm.
+ Nhấn NumberPhoton để chọn số photon ban đầu: 1000, 10000, 100000 và 1000000.
+ Nhấn grid dr, grid dz để chia lưới: 0.01nm, 0.02nm, 0.05nm.
- Kế tiếp đó ta nhấn vào nút START, thực hiện lệnh chạy chương trình.
- Khi chương trình chạy xong sẽ cho kết quả:
+ Total Q [i;j] : tổng số photon đã đi vào mô.
+ Rdif: tổng số photon đã phản xạ thu được ở bề mặt da.
+ Zam: Số lần photon có giá trị z âm.
+ Totalref: số lần xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần trong mô.
+ Survive: Số lần photon sống sót theo Russian Roulette.
+ k: số lần photon không bị phản xạ toàn phần.
- Nhấn “ghi vào file” để lưu lại kết quả ở thư mục đã chọn.
Chương trình Matlab
Mở các M_file: cs.m, cs1.m và cs2.m để nhập các tham số hệ số hấp thụ, tán xạ, bất đẳng hướng, bề dày và chiết suất.
Nhấn nút RUN để chạy lần lượt các file trên.
File cs.m: vẽ các đường đẳng mật độ công suất ứng với từng bước sóng.
File cs1.m: chọn lấy đường đẳng mật độ công suất ứng với 10-4 W/cm2.
File cs2.m: vẽ đường đẳng mật độ công suất 10-4 W/cm2 ứng với 4 bước sóng trên cùng một đồ thị.
HVTH: HÀ THANH TUẤN 67 GVHD: PGS.TS TRẦN MINH THÁI 3.3.2 Các thông số trong mô phỏng [25], [35]
Trước khi tiến hành mô phỏng, chúng tôi tiến hành đo tương đối khoảng cách từ bề mặt da đầu đến vùng hải mã và khoảng cách từ bề mặt da đầu đến vùng hạch nhân nền Meynert trên ảnh MRI và CT của 10 bệnh nhân tại Trung tâm Medic Hòa Hảo.
Kết quả đo đạc như sau:
Stt Tên bệnh nhân Vùng hải mã Vùng hạch nhân nền Meynert
1 Bệnh nhân 1 40 mm 46 mm
2 Bệnh nhân 2 41 mm 45 mm
3 Bệnh nhân 3 38 mm 43 mm
4 Bệnh nhân 4 41 mm 47 mm
5 Bệnh nhân 5 40 mm 44 mm
6 Bệnh nhân 6 39 mm 43 mm
7 Bệnh nhân 7 39 mm 45 mm
8 Bệnh nhân 8 40 mm 48 mm
9 Bệnh nhân 9 37 mm 43 mm
10 Bệnh nhân 10 42 mm 49 mm
Khoảng cách trung bình 39.7 mm 45.3 mm
Các lớp cần mô phỏng tính từ bề mặt da đầu gồm: da đầu, xương thái dương, vỏ não
& chất xám, chất trắng. Bề dày các lớp như sau:
Lớp da đầu: khoảng 3 mm
Lớp xương thái dương: khoảng 5 mm
Lớp vỏ não & chất xám: khoảng 3 mm
Lớp chất trắng (vùng hải mã): khoảng 30 mm
HVTH: HÀ THANH TUẤN 68 GVHD: PGS.TS TRẦN MINH THÁI
Lớp chất trắng (vùng hạch nhân nền Meynert): khoảng 35 mm.
Vậy tổng bề dày các lớp tính từ bề mặt da đầu đến vùng hải mã là khoảng 40 mm và đến vùng hạch nhân nền Meynert là khoảng 45 mm.
Hình 3.9: Vị trí của một trong hai thùy hải mã (hippocampus) xác định tại các giao
điểm
Hình 3.10: Vị trí hạch nhân nền Meynert
HVTH: HÀ THANH TUẤN 69 GVHD: PGS.TS TRẦN MINH THÁI
Bảng 3.1: Bảng hệ số hấp thụ, tán xạ và bất đẳng hướng các miền trong não ứng với các
bước sóng [12], [25], [35]
Tên lớp Bước sóng
(nm)
Hệ số hấp thụ àa (mm-1)
Hệ số tán xạ às (mm-1)
Hệ số bất đẳng hướng g
Da đầu 633 0.032 12.737 0.8036
780 0.026 9.4824 0.8462
850 0.0255 8.9154 0.8665
940 0.0256 8.8464 0.8926
Xương thái dương 633 0.05 9 0.9
780 0.04 9.1 0.9
850 0.05 9 0.9
940 0.05 8.5 0.9
Vỏ não & chất xám 633 0.02 12.5 0.92
780 0.02 11.375 0.92
850 0.01 11.5 0.92
940 0.025 10.625 0.92
Chất trắng 633 0.25 8.4375 0.84
780 0.005 7.6923 0.87
850 0.095 6.8 0.875
940 0.09 6.5 0.88