بخشی از مقاله
چکیده - با استفاده از تصویربرداری تراهرتز میتوان بین بافتهای سرطانی و سالم تمایز ایجاد کرد، که این رابطه براساس میزان آب بیشتر موجود در بافت و جذب آب در مقابل فرکانسهای تراهرتز میباشد. از این طریق میتوان تا حدی بافتهای سرطانی پوست را تشخیص داد. در این پروژه از مدل دبای دوگانه بهره بردهایم که در آن BCC - نوعی سرطان پوست - و بافت سالم بهعنوان محیط پاشنده در نظر گرفته میشوند. و همچنین از روش FDTD برای شبیهسازی انتشار پالس تراهرتز بهره بردهایم.
-1 مقدمه
بدن انسان بیش از یک صد تریلیون سلول دارد. بهجز گلبولهای قرمز خون، همه سلولهای بدن هسته دارند که حاوی ماده ژنتیکی یا وراثتی است. سرطان در نتیجه تقسیم غیرقابل کنترل سلولها بهوجود میآید که اثرات عوامل محیطی و اختلالات ژنتیکی است. در تصویربرداری پزشکی، اندرکنشهای اساسی میان بافتهای بیولوژیکی و پالسهای نوری در محدوده فرکانسهای تراهرتز حائز اهمیت است. در تصویربرداری تراهرتز از تابش پالسهای الکترومغناطیسی با ماکزیمم نیمپهنای 0.3ps و توان میانگین 100nW استفاده میشود. پالسهای خروجی آشکار شده نیز با تبدیل فوریه در محدوده 0.1-3 THz قرار میگیرند.
تفاوتی قابل توجه بین پاسخدهی پوست سالم و BCC1در مقابل تابش تراهرتز وجود دارد که منجر به تشخیص آن میشود.[1]تقریباً % 70سلول پوست سالم را آب تشکیل میدهد. شواهد آشکار شده از پی-ای -تی2 ام-آر-آی3 نشان میدهندکه تومورها میزان آب سلول را افزایش میدهند. بنابراین، از آنجایی که آب جاذب خوبی در محدوده فرکانسی تراهرتز است، پس اختلاف بزرگی در تصویر آشکار شده از بافت سرطانی ایجاد خواهد کرد.
بافت پوست انسان دارای سه لایه است که شامل روپوست - 100-200um - 4، میانپوست5 و بافت زیرپوست6 است. تصویر این لایهها در شکل1 آورده شده است.BCCبهعنوان یکی از رایجترین انواع سرطان در لایه روپوست اتفاق میافتد وتقریباً بهراحتی قابل تشخیص بوده اما عمق و حدود آن بهراحتی قابل تشخیص نیست. روش 2] FDTD7و[3 بهطور گستردهای برای شبیهسازی انتشار امواج الکترومغناطیسی در محیطهای مختلف استفاده میشود. که در آن، بافت زنده بهعنوان محیط پاشنده در نظر گرفته میشود.
مدلهای متفاوتی برای مطالعه اندرکنش امواج تراهرتز با سلولهای پوست و امواج وجود دارد که از آن جمله میتوان به مدل دبای دوگانه اشاره کرد که با در دست داشتن مشخصههای فیزیکی پوست و سلول زنده اشاره شده در جدول 1 میتوان پذیرفتاری الکتریکی محیط را تعیین و عیوب آن را شناسایی نمود. در این پروژه بافتهای سالم و سرطانی پوست توسط مدل دبای دوگانه شبیهسازی و از روش FDTD برای بررسی انتشار و اندرکنش امواج تراهرتز در بافت استفاده شده است. علت استفاده از مدل دبای دوگانه این است که آب در رژیم تراهرتز طبق مدل دبای دوگانه رفتار میکند و چون حجم بیشتر سلول را آب تشکیل میدهد، استفاده از مدل دبای دوگانه ارجحیت دارد.
