طراحي و اجراي الگوريتم فوروارد براي سامانه برش‌نگاري فلورسنت ملكولي در محيط‌هاي همگن با استفاده از توابع گرين

Solve the Forward Problems by Green Function in New Fluorescence Molecular Tomography Imaging System

مقدمه: تصوير‌برداري مولكولي جهت بررسي تغييرات پاتولوژيك در اندازه‌ سلولي و زير‌سلولي استفاده مي‌شود. اين روش به‌طور گسترده جهت تشخيص و درمان بيماري‌هاي پوستي و عروقي به‌كار مي‌رود. يكي از انواع تصوير‌برداري‌هاي ملكولي، روش برش‌نگاري فلورسنت ملكولي است كه در آن ماده فلورسنت در محل ضايعه تزريق مي‌شود سپس نمونه تحت تابش پرتوي ليزر قرار مي‌گيرد و بافت هدف مبادرت به تابش پرتوي فلورسنت مي‌نمايد. شدت رسيده به سطح بافت با چرخش 360 دوربين سي سي دي حول محور مركزي نمونه ثبت مي‌شود. هدف اصلي تصوير‌برداري نوري تعيين مكان تجمع ماده فلورسنت در بافت هدف برحسب شدت فلورسنت رسيده به سطح نمونه است. به‌همين‌منظور ابتدا شدت رسيده به سطح بافت توسط فرمول‌هاي رياضي تحت عنوان مرحله فوروارد محاسبه مي‌گردد. بنابراين هدف اين مقاله نوشتن الگوريتم مرحله فوروارد براي روش برش‌نگاري فلورسنت ملكولي است. روش بررسي: در اين مطالعه چيدمان برش‌نگاري نوري جديد در هندسه‌ استوانه‌اي طراحي و اجرا گرديد. فانتوم معادل بافت ساخته‌شد و تحت تصويربرداري قرار گرفت تا شدت فلورسنت رسيده به سطح نمونه ثبت گردد. اين شدت به‌عنوان داده مرجع محسوب شد. در مرحله بعد، الگوريتم فوروارد بر‌اساس تقريب ديفيوژن در محيط متلب نوشته شد. براي تعيين صحت عملكرد الگوريتم، نسبت سيگنال به نويز آن با نسبت سيگنال به نويز تصاوير تهيه‌شده مقايسه گرديد. به‌علاوه شدت‌هاي مذكور از لحاظ همبستگي نيز مورد مقايسه قرار گرفتند. يافته‌ها: نتايج به‌دست‌آمده نشان دادند كه نسبت سيگنال به نويز الگوريتم نوشته‌شده با نسبت سيگنال به نويز تصاوير به‌دست‌آمده اختلاف معني‌داري نداشتند. همچنين همبستگي الگوريتم نوشته‌شده با روش مرجع بيش از95/0 بود. بحث و نتيجه‌گيري: در اين مقاله الگوريتم فوروارد براي حل معادله‌ ديفيوژن سه‌بُعدي در محيط همگن استوانه‌اي نوشته‌شد. اين الگوريتم با درجه همبستگي بيش از 95درصد به‌عنوان روش مناسب جهت تعيين محل ضايعه در بافت‌هاي نرم مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد.