سرطان سینه یکی از شایعترین انواع سرطان در بین زنان میباشد که کمتر در مردان شایع است. در این نوع از سرطان معمولا زمانی که تومور کوچک است هیچ علامتی مشاهده نمیشود اما در صورت تشخیص، به راحتی قابل درمان است. بر این اساس غربالگری بافت سینه برای تشخیص زود هنگام، امری حیاتی است. روشهای مختلفی برای بررسی دقیق بافت پستان برای شناسایی تومورهای سرطانی وجود دارد. با این حال، وجود روشی کم خطر و غیر تهاجمی که بتواند تومورهای سرطانی را زود تشخیص دهد، همواره در اولویت است. اخیرا مطالعات مختلفی در تصویربرداری از بافت سینه بر پایه پدیده فوتوآکوستیک صورت گرفته است. تصویربرداری بر پایه پدیده فتوآکوستیک یک نوع تصویربرداری هیبریدی است که با ترکیب مزایای تصویربرداری فراصوت و نور انجام میشود. نور مورد استفاده برای تحریک نمونه در این روش غیریونیزه و به صورت پالسی کوتاه است که سیگنال دریافتی به صورت فراصوتی ثبت میشود. این روش با داشتن قابلیت تفکیک بالا و کنتراست مناسب روشی قابل بحث برای تشخیص زود هنگام سرطان سینه مدنظر است. در این پایان نامه بعد از بررسی و شبیهسازی قسمتهای مختلف سامانه تصویربرداری مبتنی بر پدیده فتوآکوستیک، نمونه کوچکی از این سامانه با امکانات موجود راهاندازی شد. طی پروسه بررسی و مطالعه بخشهای مختلف سامانه، روش ها و پلت فرمهای مختلف شبیهسازی، مزایا و معایب هر یک به دقت بررسی و امتحان شد تا در نهایت با انتخاب بهترین و مناسب ترین پلت فرم این سامانه شبیهسازی شود. در نهایت، شبیهسازی در ابعاد واقعی بافت سینه با محاسبه دقیق کل پارامترهای مورد نیاز برای اولین بار صورت گرفت. همچنین اصلاحاتی در قسمت الگوریتم بازنشانی تصاویر هم انجام یافته است. دست آخر بعد از بررسی و مطالعات مختلف سامانههای عملی موجود، سامانهای ارزان و کوچک از سیستم تصویربرداری مبتنی بر پدیده فتوآکوستیک راهاندازی شد. سامانهای بر پایه تابش با الایدی پر توان به جای لیزرهای گران قیمت و حجیم با سیستم درایو مبتنی بر افپیجیا که پیچیدگی سامانههای قبلی را نخواهد داشت.
Breast cancer is one of the most common types of cancer in women, which is less common in men. In this type of cancer, usually, no symptoms are observed when the tumor is small, but if detected in this stage, it can be easily treated, therefore breast tissue screening is vital for early detection. There are different methods for careful examination of breast tissue to identify cancerous tumors. However, the presence of a low-risk and non-invasive method that can detect cancerous tumors early is always a priority. Recently, various studies have been conducted in breast tissue imaging based on photoacoustic phenomena. Photoacoustic imaging is a type of hybrid imaging that combines the advantages of ultrasound and light imaging. In this method, the light used to stimulate the sample is non-ionized and in the form of a short pulse, and the received signal is recorded ultrasonically. With its high resolution and suitable contrast, this method is debatable for the early detection of breast cancer. In this thesis, after examining and simulating different parts of the imaging system based on the photoacoustic phenomenon, a small sample of this system has been set up. During the process of examining the different parts of the system, different simulation methods and platforms, the advantages and disadvantages of each one have been carefully examined and tested to finally choose the best and most appropriate platform for this system to be simulated. Finally, the simulation performed in the actual dimensions of the breast tissue has been done with the accurate calculation of all the required parameters. Also, corrections have been made in the image reconstruction algorithm. Finally, after reviewing and studying various existing practical systems, a cheap and small imaging system based on the photoacoustic phenomenon has been set up.
Design of Photo-acoustic Imaging system
پدیده فتوآکوستیک
فراصوت
سرطان سینه
الگوریتم بازسازی تصاویر
پدیده فتوآکوستیک، فراصوت، سرطان سینه، تصویربرداری، تشخیص به هنگام و غیر تهاجمی، الگوریتم بازسازی تصاویر
Photo-Acoustic phenomenon, Tomography, Ultrasonic, Breast Cancer, Early and Non-Invasive Detection of Cancer, Image Reconstruction Algorithm