بررسي امكان تشخيص اتوماتيك ميكروكلسيم هاي بافت پستان با استفاده از تكنيك دو انرژي تصويربرداري اشعه ايكس جهت تشخيص زودرس سرطان پستان

Automatic Detection of Micro-Calcification in Breast Tissue by X-Ray Dual-energy Technique for Early Detection of Breast Cancer

سابقه و هدف: ماموگرافی دوانرژی از تكنيك‌هايی است كه برای بالا بردن دقت تشخيص سرطان پستان به خصوص در موارد پستان‌های چگال، هم چنين تشخيص ميكروكلسيم‌ها كه از علائم زودرس سرطان پستان است؛ به كار می‌رود. هدف از انجام اين پژوهش، امكان سنجی جداسازی اتوماتيك تصاوير ميكروكلسيم‌های بافت پستان و هم چنين ارزيابی دقت آن با استفاده از به كارگيری تكنيك تصويربرداری ديجيتال دو انرژی می‌باشد. مواد و روش ها: در جهت دستيابی به اهداف تعريف شده تحقيق، يك فانتوم معادل پستان بر اساس ضرايب تضعيف پرتوی ايكس مواد تشكيل دهنده بافت پستان طراحی و ساخته شد و از ضخامت‌های مختلف آلومينيوم جهت شبيه‌سازی ميكروكلسيم‌ها به وسيله يك تيوب اشعه ايكس با آند تنگستن و يك آشكارساز صفحه تخت از جنس Si/GadOxتصويربرداری شد. هم چنين در جهت به‌كارگيری از تكنيك تصويربرداری دوانرژی، فيلتر مناسب برای توليد طيف پرانرژی با استفاده از كد مونت كارلوی MCNP-4C طراحی و ساخته شد و از نرم افزار MATLAB برای حل معادله تخمين ضخامت مواد و انجام فرآيندهای پردازش تصوير مورد نياز استفاده شد. يافته ها: با استفاده از تكنيك به كارگيری شده، امكان جداسازی تصاوير آلومينيوم با ضخامت‌های بالاتر از 200 ميكرومتر يا به عبارت ديگر ميكروكلسيم‌های بالاتر از 235 ميكرومتراز بافت غير يكنواخت معادل پستان فراهم آمد. استنتاج: با توجه به نتايج به دست آمده و هم چنين ابزار كار كه بسيار مشابه به سيستم های راديولوژی ديجيتال رايج است، می‌توان نتيجه گرفت تصويربرداری از پستان با به كارگيری تكنيك دو انرژی و با استفاده از فيلترهای مناسب اين تكنيك، می‌تواند جهت تشخيص اتوماتيك ميكروكلسيم‌های بافت پستان با ضخامت بالاتر از 235 ميكرون به كار رفته و در تشخيص سرطان پستان در مراحل اوليه آن به پزشك معالج كمك نمايد.

Background and purpose: Dual-energy mammography technique is used for improving the accuracy of breast cancer diagnosis especially in dense breast cases and also detection of micro-calcifications which are early signs of breast cancer. The purpose of this study was to investigate the automatic separation feasibility of micro-calcification images in breast tissue images and evaluating its accuracy using digital dual-energy mammography technique. Material and Methods: In this study, a breast phantom was designed and built based on X-ray attenuation of breast tissue components. Various thicknesses of Aluminum sheets were imaged for micro-calcification simulation by an X-ray tube with Tungsten anode and a flat panel detector which was made of Si/GadOx. In addition, to use Dual-energy imaging technique, appropriate filter for high-energy spectra was designed and built by MCNP-4C Monte Carlo code. Image processing and solving the thickness equations was done by MATLAB software. Results: The applied technique achieved Al separation with thicknesses greater than 200 micron in the images. In other words, this technique could separate micro-calcium larger than 235 mm from non-uniform tissue of equivalent breast. Conclusion: According to the results and the method which was used in this study that is very similar to the common digital radiology systems, breast imaging can be employed for automatic detection of micro-calcifications larger than 235 mm in breast tissue by using Dual-energy technique and its appropriate filters, thereby helping the physicians in early stages of detection.