31614

تشخيص تومور سرطاني در بافت كبد با استفاده از روش الاستوگرافي موج برشي فراصوت

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي

1397

1400/12/25

دكتر سياوش كاظمي راد

بدون استاد مشاور

مهندسي مكانيك

تشخيص درست بيماري از ابتدايي‌ترين و مهم‌ترين اقدام‌ها جهت درمان آن است. ﯾﮑﯽ از روشﻫﺎي ﺗﺸﺨﯿﺼﯽ ﺟﺪﯾﺪ اﻻﺳﺘﻮﮔﺮاﻓﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﺮ ﭘﺎﯾﻪ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﺑﺎﻓﺖ اﺳﺖ. مهم‌ترين و اصلي‌ترين مزيت اين روش غير تهاجمي بودن آن است و بيشتر به شناسايي وضعيت بافت‌هاي نرم بدن همچون كبد، پستان، مغز، پروستات، عضلات و تاندون‌ها و يا يافتن ضايعه و تشخيص نوع آن در آن بافت‌ها مي‌پردازد. با استفاده از خصوصيات مكانيكي يك محيط همچون مدول برشي و چگالي مي‌توان نحوه گسترش يك موج مكانيكي را در محيط مورد نظر را مورد بررسي قرار داد و سرعت و افت دامنه موج در آن را محاسبه كرد. كاري كه در روش الاستوگرافي صورت مي‌گيرد عكس اين مسئله است. در اين پژوهش با مدلسازي در نرم‌افزار حل عددي كامسول يك تحريك مكانيكي با فركانس 200 هرتز در بافت كبد كه همراه با تومور است، به عنوان محيط مورد بررسي ايجاد مي‌شود. در اثر اين تحريك يك موج برشي شبه‌استوانه‌اي در محيط منتشر مي‌شود؛ با استفاده از روش اجزاي محدود، ميدان جابه‌جايي بر حسب زمان در كبد و تومور محاسبه مي‌گردد. سپس با داشتن ميدان جابه‌جايي و به كمك نرم‌افزار متلب و همچنين روابط گسترش امواج مكانيكي در محيط‌هاي ويسكوالاستيك، سرعت و افت دامنه موج منتشر شده در بافت و همچنين مدول برشي الاستيك و ويسكوالاستيك بافت كه جزء خصوصيات مكانيكي آن است، محاسبه مي‌شود. با مقايسه خصوصيات مكانيكي بافت بيمار با خصوصيات مكانيكي بافت سالم مي‌توان درباره وضعيت بافت (به عنوان مثال تشخيص مرحله فيبروز در كبد) و يا در صورت وجود ضايعه، درباره نوع ضايعه اعم از كيست و يا تومور و در صورت تومر بودن درباره نوع آن اعم از خوش‌خيم و يا بدخيم بودن اظهار نظر كرد. بدين ترتيب يك روش غير تهاجمي جديد جهت تشخيص زودهنگام بيماري‌هاي كبدي توسعه داده شده است.

1403/09/06

Malignant Tumor Diagnosis Using Shear Wave Ealstography

1/1/1900 12:00:00 AM

Proper Diagnosis of disease is one the most primary and important measures to treat it. Elastography is one of the latest methods of non-invasive diagnosis based on the mechanical properties of soft tissues. The most important and main advantage of this method is that it is non-invasive and it mostly identifies the condition of soft tissues of the body such as liver, breast, brain, prostate, muscles and tendons or finding a lesion and recognizing its type in those tissues. By using the mechanical properties of a medium such as shear modulus and density, it is possible to study how a mechanical wave propagates in the desired medium and the velocity and amplitude of the wave can be calculated. The work done in the elastography is the opposite of this. In this study, by simulation in the COMSOL Multiphysics which is a Finite Element Analysis (FEA) software, a mechanical wave with a frequency of 200 Hz is created in the liver and tumor tissue as the studied medium. After creation of the mechanical excitation, a quasi-cylindrical shear wave in the medium propagates. using the finite element method, the displacement field is calculated over time in the liver and tumor. Then, with the help of the post processing of the displacement field in the MATLAB software as well as mechanical wave propagation relations in viscoelastic medium, the velocity and the wave attenuation of the propagated wave in the tissue as well as the shear storage and loss modulus of the tissue, which is part of its mechanical properties, are calculated. By comparing the mechanical properties of the patient's tissue with the mechanical properties of healthy tissue, we can judge about the condition of the tissue (for example, diagnosing the stage of fibrosis in the liver) or, if there is a lesion, the type of lesion, whether it is a cyst or malignant or benign tumor. Thus, a new non-invasive method has been developed for early detection of liver disease.

الاستوگرافي , مدول برشي , موج برشي , نيروي تابش آكوستيكي

Elastography , Shear Modulus , Shear Wave , Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI)

Mohammad Mobini Kesheh

Dr. Siavash Kazemirad