การศึกษาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ทางความร้อนเพื่อบำบัดมะเร็งผิวหนังด้วยพลังงานความร้อนจากการฉายรังสีเลเซอร์บนเนื้อเยื่อผิวหนังที่มีรูพรุน

ผู้ป่วยโรคมะเร็งผิวหนังนั้นมีเพิ่มมากขึ้นเป็นผลมาจากการได้รับรังสี UV อย่างเข้ม มีการนำเสนอแนวทางการใช้รังสีเลเซอร์เพื่อมาใช้ในการบำบัดมะเร็งผิวหนังเพื่อลดผลกระทบจากการรักษาแบบเดิมที่เป็นการผ่าตัดหรือการใช้เคมีบำบัด เมื่อเนื้อเยื่อได้รับรังสีเลเซอร์ทำให้เกิดความร้อนที่สูงดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกำหนดข้อจำกัดและขอบเขตการรักษาแต่การที่จะศึกษาด้วยการทดลองในมนุษย์นั้นมีข้อจำกัดด้านมนุษยธรรม ดังนั้นการศึกษาผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เป็นทางเลือกที่สำหรับลดข้อจำกัดของวิธีการทดลอง การศึกษาก่อนหน้านี้เป็นการศึกษาด้วยแบบจำลองทางชีวภาพของเพนเนสศึกษาด้วยกัน 2 สมการเลเซอร์ คือ Beer Lambert’s Law และ Light Transport Equation เราจึงนำมาพิจารณาผ่านแบบจำลองแบบเนื้อเยื่อหลายชั้นและศึกษาผลกระทบของพารามิเตอร์ต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อการกระจายตัวของอุณหภูมิ จากการศึกษาพบว่าในรังสีเลเซอร์ที่ความยาวคลื่นต่ำนั้นพลังงานสะสมอยู่ที่บริเวณผิวบนแต่เมื่อเราเพิ่มความยาวคลื่นรังสีเลเซอร์ที่สูงขึ้นในแบบจำลอง Light Transport Equation นั้นอุณหภูมิที่เกิดขึ้นกระจายลงไปยังชั้นที่ลึกลงไปซึ่งมีผลต่อลักษณะการกระจายตัวของอุณหภูมิอย่างชัดเจน แต่ในแบบจำลองที่ชั้นหนังกำพร้ามีความหนานั้นพลังงานก็ยังสะสมอยู่บริเวณผิวบนทุกกรณี แต่ในความเป็นจริงนั้นเนื้อเยื่อของเรามีลักษณะที่มีความพรุนถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ ส่วนของแข็งและของเหลว เมื่อเราได้ทำการศึกษาและเปรียบเทียบกับแบบจำลองของเพนเนสพบว่ามีความใกล้เคียงกันแต่จะมีความแตกต่างกันเล็กน้อยเนื่องจากมีการแบ่งส่วนของตัวกลางมีการถ่ายเทความร้อนต่างกัน พื้นที่การกำจัดมะเร็งที่ครอบคลุมที่ลึกลงไปคือความยาวคลื่น 800 nm อย่างไรก็ตามถ้าหากมะเร็งอยู่ที่บริเวณผิวนั้นความยาวคลื่น 694 nm เหมาะสมกว่า แต่ในส่วนของความยาวคลื่น 980 nm นั้นต้องเพิ่มระยะเวลาในการฉายรังสีเลเซอร์ และการเพิ่มรัศมีลำแสงเลเซอร์และอัตราการฉายรังสีเลเซอร์นั้นส่งผลต่อการกระจายตัวของอุณหภูมิในทั้งแนวรัศมีและชั้นแนวลึก นอกจากนี้รัศมีลำแสงเลเซอร์ และอัตราการฉายรังสีเลเซอร์ก็ยังส่งผลให้พื้นที่การกระจายตัวของอุณหภูมิ และอุณหภูมิสูงขึ้น