ارزیابی مقایسه‌ای مدل‌های دی‌الکتریک بافت‌های زیستی در کاربردهای تصویربرداری پزشکی تراهرتز

مقدمه: تراهرتز، تابشی غیر مخرب است و از این رو، در دو دهه ی اخیر، برای کاربردهای مختلفی نظیر تصویربرداری پزشکی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در اختیار داشتن مدلی دقیق از بافت، می تواند راه را برای پژوهش های این حوزه هموارتر سازد. در محدوده ی تراهرتز، آب جذب بالایی دارد و به دلیل بالا بودن مقدار آب در بافت های بدن، ساز و کار اصلی ایجاد کنتراست در تصویربرداری پزشکی تراهرتز، مبتنی بر تفاوت مقدار آب در بافت های مجاور است. از این رو، مطالعه ی حاضر با هدف ارزیابی سازگاری مدل های دی الکتریک برای شبیه سازی بافت های زیستی بدن در محدوده ی فرکانسی هرتز تا تراهرتز انجام شد.روش ها: در این مقاله با شبیه سازی مدل های cole-cole، double-debye و fitzgerald، برازش گذردهی مختلط بافت های مختلف بدن با داده های آزمایشگاهی ارزیابی گردید. برای ارزیابی کمی، مقدار همبستگی بین مقادیر شبیه سازی شده و داده های آزمایشگاهی محاسبه شد.یافته ها: بافت پوست با مدل double-debye، بافت پستان با مدل fitzgerald و سایر بافت های مورد بررسی، با مدل cole-cole سازگاری بیشتری داشتند.نتیجه گیری: مدل cole-cole یک مدل عمومی تر است و می تواند برای طیف وسیعی از بافت ها به همبستگی حدود 0.9 دست یابد. مدل های double-debye و fitzgerald اختصاصی می باشند و به ترتیب، برای بافت های پوست و پستان دقت بالاتری دارند؛ به نحوی که به مقدار همبستگی حدود 0.95 دست می یابند.