‎مكانيك -مهندسي پزشكي گرايش بيومكانيك

ذر 1394

ذر 1394

دكتر محمد حق¬پناهي

دكترتورج نيك¬آزاد

چكيده در حالت كلي خواص مكانيكي بافت زنده وابسته به عملكرد آن، تركيبات و بروز بيماري¬ها است. بر اثر رشد بي¬رويه سلول¬ها، بيماري سرطان بوجود مي¬آيد. اين اختلال باعث افزايش سفتي بافت در ناحيه آسيب¬ديده و بافت¬هاي مجاور آن مي¬شود. تشخيص زودهنگام سرطان امري حياتي در پيشگيري از پيشرفت بيماري و نجات بيمار است. الاستوگرافي يكي از روش¬هاي غيرتهاجمي نوين در تشخيص تومورهاي بافت نرم است. هدف الاستوگرافي، تشخيص كمي خواص مكانيكي بافت نرم با مقايسه تصاوير بافت قبل و بعد از يك بارگذاري مكانيكي است. مدول يانگ به¬دليل وابستگي شديد به تغييرات اجزاء بافت، به¬عنوان مهم¬ترين پارامتر براي معرفي خواص مكانيكي آن شناخته مي¬شود. يكي از روش¬هاي متداول تصويربرداري در الاستوگرافي، استفاده از فراصوت (شبه¬استاتيك) است كه قدرت بالايي در تشخيص توده¬هاي متمركز دارد. تخمين خواص الاستيك بافت¬ها با استفاده از الاستوگرافي نيازمند حل يك مسئله الاستيسيته معكوس است. اين نوع مسائل غالباً بدوضع بوده و وجود اغتشاش¬هاي كوچك در ورودي مسئله باعث ايجاد تغيير شديدي در پاسخ نهايي مي¬شود. به¬همين دليل ازروش¬هاي بازسازي الاستيسيته مانند روش بازسازي تكراري همزمان (SIRT) براي حل مسئله معكوس استفاده مي¬شود. اين روش با يك حدس اوليه از توزيع الاستيسيته آغاز شده و در نهايت به پاسخي كه تابع هدف را مينيمم كند همگرا مي¬شود. اين جواب لزوماً پاسخ مدنظر نبوده و ممكن است با وجود مينيمم كردن تابع هدف، اختلاف زيادي با توزيع الاستيسيته معلوم داشته¬باشد. بنابراين در مطالعه حاضر با شبيه¬سازي شرايط آغازين تشكيل تومور (تشخيص زودهنگام)، از روش SIRT مقيدشده براي بازسازي توزيع الاستيسيته در يك الگوريتم تكرارشونده استفاده شده¬است. به¬منظور ارزيابي روش بيان¬شده، از مدل¬هاي اجزاء محدود بافت مصنوعي (فانتوم) در حالت¬هاي مختلف استفاده¬شده و الگوريتم SIRT بر روي آن¬ها پياده¬سازي شده¬است. براساس نتايج به¬دست¬آمده، با مقيد كردن مسئله معكوس، پاسخ نهايي نزديك به حالت مدنظر بوده و خطاي روش كاهش چشمگيري نشان مي¬دهد. بر اين اساس مي¬توان از اين روش در تخمين مدول يانگ تومورها و دسته¬بندي آن¬ها (خوش-خيم و بدخيم) بر اساس مقادير كمي سفتي استفاده كرد. واژه‌هاي كليدي: الاستوگرافي، مسئله معكوس الاستيسيته، بازسازي الاستيسيته بافت نرم، روش بازسازي تكراري همزمان (SIRT).