تصویربرداری با فانتوم عروقی پستان برای بهینه سازی افتراق بافتی از طریق اندازه گیری رنگینه ای در طول موج نزدیک فروسرخ

Abstract

هدف از این مطالعه، بررسی تصویربرداری با فانتوم عروقی پستان برای بهینه سازی افتراق بافتی از طریق اندازه گیری رنگینه ای در طول موج نزدیک فروسرخ می باشد. به منظور ارزیابی خصوصیات اپتیکی هموگلوبین در داخل فانتوم پستان دارای عروق بزرگ و کوچک میزان عبور نور در طول موج های 625 و 637 نانومتر با منبع LED به وسیله ی پاورمتر اندازه گیری شد. به منظور شبیه سازی شرایط خونی بافت سرطانی پستان غلظت دو برابر هموگلوبین برای قبل از سن یائسگی و غلظت چهار برابر هموگلوبین برای بعد از سن یائسگی آماده شد و غلظت یک برابر هموگلوبین برای مقایسه با بافت سالم در داخل عروق فانتوم تزریق شد.تصویربرداری از فانتوم با منبع LED و Camera CCD نیز انجام شد. تصاویر به دست آمده از این آزمایش با استفاده از نرم افزار MATLAB تحلیل شد. همچنین، ماموگرافی با اشعه ایکس از فانتوم حاوی غلظت های مختلف هموگلوبین انجام گرفت. شدت نور عبوری امواج نزدیک فروسرخ از غلظت های خونی 1، 2 و 4 برابر هموگلوبین در عروق بزرگ به ترتیب 85/2 ± 83/52، 11/3 ± 00/43 و 27/2 ± 17/31 میکرووات و برای عروق کوچک حاوی غلظت های مشابه به ترتیب 43/2 ± 50/73 ، ± 09/5 08/60 و 86/4 ± 42/42 میکرووات به دست آمد. با استفاده از CCD Camera و آنالیز توسط نرم افزار MATLAB مقیاس سطوح خاکستری برای غلظت های 1، 2 و 4 برابر هموگلوبین در عروق بزرگ به ترتیب حدود 96، 124، 162 بود و در عروق کوچک به ترتیب حدود 72، 100، 130 اندازه گیری شد. حساسیت و ویژگی افتراقی در تصویربرداری با امواج نزدیک فروسرخ 4/97 و 3/91 بود., Near-infrared optical imaging is a non-ionizing modality that is emerging as a diagnostic/prognostic tool for breast cancer according to Near-infrared differentiation of hemoglobin concentration. The transmission values of LED-sourced light at 625 nm were measured by powermeter to evaluate the optical properties of hemoglobin in breast phantom contains major and minor vessels. For the simulation of blood variation in cancerous breast condition, we prepared two concentrations of pre-menopausal hemoglobin and four concentrations of post-menopausal hemoglobin and, for comparison with normal tissue, one concentration of hemoglobin injected inside the phantom’s vessels. Imaging procedure on the phantom was also conducted by LED source and CCD camera. The images from the experiments were compared with the results obtained from the images analyzed by MATLAB software. Finally, mammography of phantom including various concentration of hemoglobin was prepared.The transmitting intensities of near-infrared in blood containing 1, 2 and 4 concentrations of hemoglobin in the major vessels were 52.83±2.85, 43.00±3.11 and 31.17±2.27 µW, respectively, and in minor vessels containing similar hemoglobin concentrations were 73.50±2.43, 60.08±5.09 and 42.42±4.86 µW, respectively. The gray-scale levels on the major vessel were about 96, 124, 162 and on the minor vessel about 72, 100, 130 measured for 1, 2 and 4 hemoglobin concentration, respectively. The sensitivity and specificity of near-infrared imaging differentiation were 97.4% and 91.3%, respectively.