خانم عاطفه آقاجانی دانشجوی دکترای جناب آقای دکتر حق پناهی، روز دوشنبه 17/9/93 از رساله دکترای خود تحت عنوان "تعیین خواص مکانیکی بافت نرم براساس داده های الاستوگرافی با استفاده از حل معکوس" دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 17:30 روز دوشنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

 چکیده:

  تاریخچه ی بکارگیری حس لامسه در علم پزشکی‏، به سال ها قبل از میلاد مسیح برمی گردد. اما از حدود دو دهه پیش‏، الاستوگرافی به صورت جدی پا به عرصه تحقیقات گذاشته است. به بیان ساده، الاستوگرافی در واقع ‏تولید نوعی تصویر بر مبنای داده هایی از جنس خواص مکانیکی بافت نرم (مخصوصا مدول الاستیک) می باشد. این روش غیر تهاجمی می تواند به کمک سایر روش های تشخیصی، به پزشک کمک نماید تا تومورهای سرطانی به صورت بهتر و سریع تری تشخیص داده شوند. همچنین استفاده از آن می تواند؛ نقش بسیار مهمی را در تکمیل دانش بیومکانیک از رفتارها و خواص مکانیکی بافت های نرم (به صورت زنده و در محل طبیعی خود)‏،‏ ایفا نماید.

  یکی از انواع روش های الاستوگرافی، روش الاستوگرافی ‏شبه استاتیکی با استفاده از امواج آلتراسوند می باشد که موضوع این تحقیق قرارگرفته است. این روش برای رسیدن به اوج خود نیاز به گذر از چالش هایی دارد که استفاده از آن را به تاخیر انداخته اند. این مشکلات شامل پیچیدگی هایی است که به طور عمده ناشی از بدوضعی مسئله ی الاستیسیته ی معکوس ایجاد شده‏، می باشد. راهکار ارائه شده تا به اکنون، به طور عمده ای دارای هزینه های محاسباتی و زمانی بالایی می باشد و از سوی دیگر به شدت به تجربه کاربر و نوع مسئله وابسته می باشد که بکارگیری این روش را در مسائل عملی تقریبا ناممکن ساخته است. بنابراین دستیابی به راه حل هایی که مشکلات و معایب روش موجود را نداشته باشند و ‏همچنین‏، قابلیت رقابت با روش موجود را داشته باشند؛ به عنوان یک قدم ‏مهم‏، در کاربردی شدن روش الاستوگرافی ضروری می باشد.

  در این پژوهش با استناد به نتایج به دست آمده، استفاده از نوع بهبود یافته ای از روش های بازسازی تکراری همزمان برای حل مسئله ی معکوس الاستیسیته پیشنهاد شده است. این روش ‎‎ ‏‏، نسبت به مدل های قبلی خود‏، بهبود یافته و اولین بار برای بکارگیری در این حیطه ارائه شده است. همچنین یک روش منظم سازی دیگر پیشنهاد شده است که قابلیت های بهتری نسبت به روش تیخونوف (روش موجود) خواهد داشت.

  تمامی راه حل های جدید ارائه شده‏، با استفاده از سه روش متفاوت مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته اند. همچنین عوامل تاثیر گذار مختلف بر حل مسئله ی معکوس در نظر گرفته شده و نتایج استخراج شدند. در روش های ارزیابی‏، داده های ورودی‏، براساس:

  شبیه سازی بافت مصنوعی و آزمایش الاستوگرافی با استفاده از روش المان محدود

  شبیه سازی تصاویر آلتراسوند اخذ شده از بافت نرم

  ‎طراحی و ساخت بافت مصنوعی (فانتوم) و انجام آزمایش الاستوگرافی بر روی آن

  تولید شده و در الگوریتم های معکوس بکارگیری شده اند. نتایج به دست آمده، نشان می دهند که راه حل های جدید ارائه شده‏، قابلیت جانشینی و رقابت با راه حل قدیمی را خواهند داشت. این در حالی است که روش های بازسازی تکراری همزمان معرفی شده‏، تمامی پیچیدگی ها‏، معایب و دردسرهای قبلی را برطرف نموده و نتایج قوی تری نیز تولید می نمایند. بنابراین استفاده از راه حل های معرفی شده‏، می تواند بخش مهمی از موانع در برابر کاربردی شدن الاستوگرافی را مرتفع نماید.