نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

• فاطمه اکبری باصری ¹
• علیرضا جنگجو ²

¹ بخش مهندسی هسته‌ای، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، فارس، ایران

² مرکز تکنولوژی پیشرفته امواج فوتوآکوستیک، دپارتمان مهندسی مکانیک، دانشگاه تورنتو، تورنتو، کانادا.

چکیده

در این مطالعه، رفتار تضعیف و پراکندگی فوتون‌ها در بافت کبد سالم و سرطانی با استفاده از نمودارهای ضریب تضعیف خطی (μ)، شدت پراکندگی تفاضلی و سهم فرآیندهای فیزیکی مختلف بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که ضریب تضعیف خطی در دو نوع بافت کبد بسیار به هم نزدیک است و تنها در محدوده انرژی زیر keV 50 تفاوت‌های جزئی مشاهده می‌شود. در انرژی‌های پایین، فرآیند فوتوالکتریک نقش اصلی را در تضعیف بازی می‌کند، اما با افزایش انرژی، سهم آن کاهش یافته و پراکندگی کامپتون غالب می‌شود. منحنی‌های پراکندگی فوتون keV 20 نیز تطابق خوبی با پیش‌بینی‌های نظریه کامپتون و فرمول کلین–نشینا دارند؛ به‌طوری‌که شدت پراکندگی با افزایش زاویه کاهش می‌یابد و تفاوت‌های اندکی میان بافت‌های سالم و سرطانی در زوایای کوچک مشاهده می‌شود. تحلیل سهم هر فرآیند فیزیکی در تضعیف نشان می‌دهد که در انرژی‌های بالاتر از keV 50 ، پراکندگی کامپتون بیش از 90٪ از تضعیف کلی را شامل می‌شود، در حالی که سهم فرآیندهای فوتوالکتریک و رایلی بسیار ناچیز است. همچنین، نسبت ضریب تضعیف بافت سرطانی به بافت سالم با افزایش انرژی کاهش می‌یابد، به طوری که در انرژی keV 15 این نسبت به حدود 1/1 می‌رسد و در keV 50 به 03/1 می‌رسد. این نتایج نشان می‌دهند که استفاده از انرژی‌های پایین‌تر (حدود keV30 تا 15) می‌تواند به بهبود کنتراست تصویری در تشخیص تومورهای کبدی کمک کند. بنابراین، یافته‌های این مطالعه می‌توانند به عنوان مبنایی برای بهینه‌سازی پروتکل‌های تصویربرداری پزشکی در تشخیص زودهنگام سرطان کبد مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

• تضعیف اشعه ایکس
• بافت کبد
• شبیه‌سازی عددی
• پراکندگی رایلی
• پراکندگی کامپتون