Dermatology and Cosmetic

fa بهینه‌سازی پارامتر زمانی درمان زگیل پوستی به‌وسیله کرایوتراپی به روش محاسباتی عددی Time Parameter optimization of the cryotherapy for the treatment of cutaneous warts: a numerical modeling study عمومى General مروري Review زگیل‌های پوستی از شایع‌ترین ضایعات خوش‌خیم پوستی هستند که به‌دلیل شیوع بالا، احتمال عفونت و اثرات زیبایی‌شناختی، همواره مورد توجه بالینی قرار داشته‌اند. در میان روش‌های درمانی موجود، کرایوتراپی به‌دلیل سادگی، هزینه کم و نرخ بالای موفقیت به‌عنوان یکی از روش‌های خط اول درمانی به‌کار می‌رود؛ با این‌حال، انتخاب بهینه دمای پروب و مدت‌زمان تماس همچنان براساس تجربه بالینی انجام می‌شود و عدم قطعیت در پارامترهای حرارتی می‌تواند منجر به درمان ناکامل یا آسیب بافتی ناخواسته گردد. در این پژوهش، یک مدل عددی برای بررسی توزیع دما در پوست انسان در طی فرآیند کرایوتراپی زگیل بررسی شده است. مدل بر پایه معادله هدایت حرارتی شعاعی و با استفاده از خواص ترموفیزیکی وابسته به دمای پوست انسان گزارش‌شده توسط Agafonkina و همکاران پیاده‌سازی گردید. شبیه‌سازی‌ها برای بازه‌ای از دماهای سطح پروب بین oc30- تا   oc70- انجام شد و تغییرات زمانی دمای مرکز زگیل تا رسیدن به آستانه تخریب سلولی oc20- مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کاهش دمای پروب منجر به افزایش سرعت انجماد می‌شود، ولی در دماهای کمتر از oc55- اثر کاهش دما به‌صورت اشباع درآمده و خطر آسیب به بافت سالم افزایش می‌یابد. براساس نقشه بهینه‌سازی به‌دست‌آمده، دمای بهینه پروب در بازه oc45- تا oc55- تعیین شد که در آن، مرکز زگیل در مدت زمان 8-5 ثانیه به دمای بحرانی oc20- می‌رسد. مقایسه نتایج مدل با داده‌های بالینی نشان داد که مدل عددی توسعه‌یافته می‌تواند ابزاری مؤثر برای پیش‌بینی و بهینه‌سازی پارامترهای درمان کرایوتراپی باشد. Cutaneous warts are among the most common benign skin lesions and, due to their high prevalence, risk of infection, and cosmetic concerns, they remain a frequent focus of clinical attention. Among the available treatment modalities, cryotherapy is widely used as a first-line option owing to its simplicity, low cost, and high success rate. However, the optimal choice of probe temperature and freeze duration still largely relies on clinical experience, and uncertainties in tissue thermal parameters may result in incomplete treatment or unintended damage to surrounding healthy tissue. In this study, a numerical model was developed to investigate the temperature distribution within human skin during the cryotherapy of warts. The model is based on the radial heat-conduction equation and incorporates temperature-dependent thermophysical properties of human skin as reported by Agafonkina et al. (2021). Simulations were performed for a range of probe surface temperatures between -30 °C and -70 °C, and the temporal evolution of the wart center temperature was examined until it reached the cellular destruction threshold. The results indicate that lowering the probe temperature accelerates the freezing process; however, below approximately -55 °C, this enhancement becomes saturated and the risk of collateral tissue damage increases. Based on the obtained optimization map, the optimal probe temperature was found to lie within the interval -45 to -55 °C, for which the wart core reaches the critical temperature (-20°C) within 5 to 8 seconds. Comparison with clinical data demonstrates that the developed numerical model can serve as an effective tool for predicting and optimizing cryotherapy parameters, thereby improving treatment precision and reducing the likelihood of clinical error. کرایوتراپی, زگیل پوستی, مدل انتقال حرارت, شبیه‌سازی عددی, بهینه‌سازی دما و زمان تماس cryotherapy, cutaneous wart, heat transfer model, numerical simulation, temperature-time optimization 148 156 http://jdc.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1-404&slc_lang=fa&sid=1 Sepehr Bazrafkan سپهر بذرافکن No School of Medicine, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران Afshan Shirkavand افشان شیرکوند shirkavand@acecr.ac.ir Yes Department of Photodynamic, Medical Laser Research Center (MLRC), Yara Institute, ACECR, Tehran, Iran گروه پژوهشی فتودینامیک، مرکز تحقیقات لیزر پزشکی، پژوهشکده یارا، جهاد دانشگاهی علوم پزشکی تهران، تهران، ایران Elaheh Nahvifard الهه نحوی‌فرد No Department of Physics, School of Basic Sciences, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران