طراحی و اجرای الگوریتم فوروارد برای سامانۀ برش‌نگاری فلورسنت ملکولی در محیط‌های همگن با استفاده از توابع گرین

مقدمه: تصویر‌برداری مولکولی جهت بررسی تغییرات پاتولوژیک در اندازۀ‌ سلولی و زیر‌سلولی استفاده می‌شود. این روش به‌طور گسترده جهت تشخیص و درمان بیماری‌های پوستی و عروقی به‌کار می‌رود. یکی از انواع تصویر‌برداری‌های ملکولی، روش برش‌نگاری فلورسنت ملکولی است که در آن مادۀ فلورسنت در محل ضایعه تزریق می‌شود سپس نمونه تحت تابش پرتوی لیزر قرار می‌گیرد و بافت هدف مبادرت به تابش پرتوی فلورسنت می‌نماید. شدت رسیده به سطح بافت با چرخش 360 دوربین سی سی دی حول محور مرکزی نمونه ثبت می‌شود. هدف اصلی تصویر‌برداری نوری تعیین مکان تجمع مادۀ فلورسنت در بافت هدف برحسب شدت فلورسنت رسیده به سطح نمونه است. به‌همین‌منظور ابتدا شدت رسیده به سطح بافت توسط فرمول‌های ریاضی تحت عنوان مرحلۀ فوروارد محاسبه می‌گردد. بنابراین هدف این مقاله نوشتن الگوریتم مرحلۀ فوروارد برای روش برش‌نگاری فلورسنت ملکولی است. روش بررسی: در این مطالعه چیدمان برش‌نگاری نوری جدید در هندسۀ‌ استوانه‌ای طراحی و اجرا گردید. فانتوم معادل بافت ساخته‌شد و تحت تصویربرداری قرار گرفت تا شدت فلورسنت رسیده به سطح نمونه ثبت گردد. این شدت به‌عنوان دادۀ مرجع محسوب شد. در مرحلۀ بعد، الگوریتم فوروارد بر‌اساس تقریب دیفیوژن در محیط متلب نوشته شد. برای تعیین صحت عملکرد الگوریتم، نسبت سیگنال به نویز آن با نسبت سیگنال به نویز تصاویر تهیه‌شده مقایسه گردید. به‌علاوه شدت‌های مذکور از لحاظ همبستگی نیز مورد مقایسه قرار گرفتند. یافته‌ها: نتایج به‌دست‌آمده نشان دادند که نسبت سیگنال به نویز الگوریتم نوشته‌شده با نسبت سیگنال به نویز تصاویر به‌دست‌آمده اختلاف معنی‌داری نداشتند. همچنین همبستگی الگوریتم نوشته‌شده با روش مرجع بیش از95/0 بود.بحث و نتیجه گیری: در این مقاله الگوریتم فوروارد برای حل معادلۀ دیفیوژن سه بُعدی در محیط همگن استوانه ای نوشته شد. این الگوریتم با درجۀ همبستگی بیش از 95 درصد به عنوان روش مناسب جهت تعیین محل ضایعه در بافت های نرم می تواند مورد استفاده قرار گیرد.