مشخصه یابی بافت های سالم و سرطانی سینه با استفاده از geant4 و داده های پراکندگی پرتو ایکس

سرطان سینه از شایع ترین انواع سرطان در میان زنان درسراسر جهان است .در ایران هرساله در حدود ده هزار مورد سرطان سینه گزارش داده می شود. بروز این بیماری هم درزنان و هم در مردان گزارش داده شده ولی در زنان به ویژه در زنان بالای پنجاه سال به دو شکل تهاجمی وغیرتهاجمی شایع تر است و بنابراین یافتن روش های تشخیص زودهنگام این بیماری مهلک همواره مورد توجه زیاد محققین بوده است . در طول چند دهه گذشته ، پراکندگی پرتو ایکس تبدیل به یک تکنیک استاندارد برای تحلیل کمی مواد بلوری و بافت های زیستی (که دارای ساختار دوره ای هستند) شده است و با توجه به اینکه بافت های زیستی نیز دارای ساختار دوره ای هستند، پراکندگی پرتو ایکس باید قادر به تمایز و مشخصه یابی بافت های سالم و سرطانی باشد. از طرف دیگر نرم افزار (geant4 (geometryand tracking یک ابزار شبیه سازی برای ردیابی مسیر عبور ذرات پر انرژی با ماده است، که به زبان++ c و با تکنولوژی شی گرایی نوشته شده است. این نرم افزار به علت گستره وسیعی از انرژی (حدود 250 الترون ولت و تا محدوده ترا الکترون ولت) که دربر می گیرد، در زمینه های گوناگون، از فیزیک انرژی های بالا، فیزیک نجوم، شتابدهنده ها ، فیزیک پزشکی، فیزیک هسته ای و حفاظت در برابر پرتوها کاربرد دارد. فرایندهای فیزیکی که در این نرم افزار پیشنهاد شده است شامل، الکترومغناطیس، هادرونیک، و فرآیندهای اپتیکی است. این نرم افزار نتیجه یک همکاری وسیع جهانی از فیزیکدانان و مهندسین نرم افزار است که در سراسر دنیا در آزمایشگاه های گوناگون انجام می شود. هدف از این پروژه شبیه سازی داده های بازتاب و پراکندگی پرتو ایکس از بافت های سالم و سرطانی سینه بود به گونه ای که بتوان با مقایسه نتایج شبیه سازی ها و داده های تجربی، تفاوت بین بافت های سالم و سرطانی را تشخیص داد و چگالی بافت ها را نیز محاسبه نمود. با استفاده از نرم افزارgeant4 می توان بافت های سالم و سرطانی را شبیه سازی کرد و سپس پراکندگی پرتو ایکس از این نمونه های شبیه سازی شده را توسط قابلیت های نرم افزار، مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. داده های حاصل از این شبیه سازی ها با داده های تجربی مقایسه و با توجه به محل قله های موجود در داده های تجربی و تلاش در انطباق قله های شبیه سازی شده و تجربی، چگالی بافت ها تعیین شدند. شبیه سازی داده ها برای تطابق کامل آن با داده های تجربی به گونه ای موفقیت آمیز بود، که توانستیم درصد نسبت چگالی سالم به بدخیم در بافت های مختلف را به دست آوریم. این پایان نامه مشتمل بر پنج فصل است. در فصل اول به بررسی ساختار سینه و انواع شایع سرطان سینه می پردازیم. فصل دوم را به بررسی اجمالی خصوصیات پرتو ایکس حاصل از دستگاه های آزمایشگاهی و سینکروترونی اختصاص داده ایم. در فصل سوم کد geant4 را معرفی می کنیم. در فصل چهارم نتایج تجربی پراش و پراکندگی پرتو ایکس آزمایشگاهی از نمونه های بیوپسی سینه چند بیمار آورده شده و با نتایج تحقیقات انجام شده در سینکروترون ها مقایسه شده و در نهایت نتایج شبیه سازی ها را در فصل پنجم آورده ایم