خلاصه اختراع اختراع با عنوان " فرايند طراحي و ساخت گريد ماموگرافي به روش ميكروليتوگرافي " در حوزه فيزيك كاربردي و در صنعت هسته اي در سيستم هاي تصويربرداري تشخيصي پزشكي نظير ماموگرافي قرار مي گيرد. مشكل فني گريدهاي رايج كه امروزه مورد استفاده قرار مي گيرند، نداشتن هندسه بهينه است كه اين خود تبعات زيانبار گوناگوني را بعداً متوجه بيمار مي كند. ضمناً عدم حصول تصوير با كيفيت و كنتراست مناسب براي تشخيص بافت سرطاني از بافت سالم در پستان از مشكلات ديگر گريدهاي موجود است. اساس راه حل ارائه شده در فرايند ارائه شده در اين اختراع پس از گذراندن تست هاي بهينه سازي توسط نرم افزار هاي شبيه ساز مونت كارلويي MCNPX هندسه و روش ساختي را ارائه مي دهد كه علاوه بر دارا بودن تمام ويژگي هاي يك گريد بهينه معضلاتي نظير كيفيت پايين را حل مي نمايد. پايه تئوريك اين بهينه سازي با يافتن مقدار اكسترمم رابطه (1) انجام شد. روش ساخت مبتني بر ميكروليتوگرافي با اشعه ماوراء بنفش مي باشد (بلوك دياگرام اجرايي فرايند در شكل 9 در ضمائم). برجستگي ويژه استفاده از اين نوع تكنيك ساخت امكان تهيه گريدهاي خطي با فواصل بينابيني مورد دلخواه منطبق بر حالت بهينه هندسي است. كاربرد اين گريد در هر دو نوع سيستم تصويربرداري ماموگرافي فيلم ـ صفحه و ديجيتال است.

اختراع با نام \\" فرايند طراحي و ساخت گريد بهينه براي سيستم هاي ماموگرافي با استفاده از تكنيك برش ليزري \\" به عنوان فرايند ساخت وسيله اي مهم در تصويربرداري پزشكي (ماموگرافي) براي تشخيص زود هنگام غدد سرطاني در بافت پستان كاربرد داشته و زير مجموعه فيزيك كاربردي، بهداشت و سلامت و نيز در صنعت هسته اي قرار مي گيرد. مشكل فني گريدهاي رايج كه امروزه مورد استفاده قرار مي گيرند، نداشتن هندسه بهينه است كه اين خود تبعات زيان بار گوناگوني را بعداً متوجه بيمار مي كند، كه به عنوان سرطان ثانويه از آن ياد مي شود. به علاوه، عدم حصول كيفيت حداكثري در تصاوير خروجي مشكلات ديگر گريدهاي موجود مي باشد. اين امر مي تواند موجب افزايش خطا در تشخيص بافت سرطاني از بافت سالم در پستان گردد. پس از گذراندن تست هاي بهينه سازي با انجام كد نويسي در نرم افزار شبيه ساز مونت كارلويي MCNPX؛ فرايند ارائه شده در اين اختراع، هندسه و روش ساختي را ارائه مي دهد كه علاوه بر دارا بودن تمام ويژگي هاي يك گريد بهينه، معضلاتي نظير كيفيت پايين تصاوير حاصله و افزايش دز بيمار را حل مي نمايد. پايه تئوريك اين بهينه سازي با يافتن مقدار اكسترمم رابطه (3) در توصيف اختراع مي باشد. روش ساخت مبتني بر برش ليزري بوده و ماده بينابيني در صفحه گريد سلولز انتخاب گرديد (شكل 8). برجستگي ويژه استفاده از اين نوع تكنيكِ ساخت، امكان تهيه گريدهاي خطي كانوني با فواصل بينابيني مورد دلخواه و همچنين انطباق بر حالت بهينه هندسي؛ براي هر دو نوع گريد مورد استفاده در سيستم هاي ماموگرافي فيلم ـ صفحه و ديجيتال مي باشد.

اختراع با نام " روشي سريع براي محاسبه آسيب به دي ان اي(DNA) در داخل و خارج ميدانهاي فوتوني و الكتروني " به عنوان روشي جديد و كارا براي محاسبه آسيب به دي ان اي در ميدانهاي فوتوني و الكتروني مورد استفاده در درمان سرطان بوده و زير مجموعه فيزيك كاربردي، بهداشت و سلامت و نيز در صنعت هسته اي قرار مي گيرد. بدليل زمانبر بودن محاسبات آسيب به دي ان اي با كدهاي مونت كارلو از آنها نميتوان براي محاسبه آسيب وارده به سلولها در ميدانهاي فوتوني و الكتروني مورد استفاه در درمان سرطان استفاده كرد. در اين اختراع با كوپلينك دو كد MCNP ، MCDS و استفاده از طيفهاي محاسبه شده با GEANT-DNA روشي سريع و كار براي محاسبه آسيب وارده به سلولها در ميدانهاي مذكور ارائه شده است. آسيب بيولوژيكي نسبي براي نقاط مختلف ميدان با استفاده از رابطه 1 (بيان شده در توصيف اختراع) محاسبه شد. روش مذكور براي فوتونهاي با انرژي 6، 10 و 18 مگاولت مورد بررسي قرار گرفت. آسيب بيولوژيكي نسبي در خارج از ميدان نسبت به داخل تا 11 درصد افزايش مي يابد. بنابراين در محاسبات دزيمتري درمان سرطان با راديوتراپي مي بايستي از اين روش بهره جست.

اختراع با نام "مدلي جديد براي طراحي و توليد سيمولاتور سي تي" به عنوان مدلي مهم در ساخت سيمولاتور كلينيكي پرسرعت به منظور رسيدن به طراحي بهينه و ارتقاء عملكرد سيستم هاي تصويربرداري پزشكي CT-Scan كاربرد داشته و زير مجموعه، بهداشت، سلامت و نيز صنعت هسته اي قرار مي گيرد. مشكل فني مدل هاي قبلي كه امروزه در ساخت سيمولاتورهاي سي تي مورد استفاده قرار ميگيرند، علاوه بر نداشتن سرعت بالا، عدم تقليد دقيق از غير يكنواختي هاي بافت بدن انسان است. بدون تعريف يك فانتوم واگرايانه از بدن انسان، نمي توان تضمين كرد كه نتايج سيمولاتور همان چيزي خواهد بود كه در بدن بيمار در كلينيك اتفاق مي افتد. مدل اختراعي ما بر مبناي سينوگرام (Sinogram-based) و به روش تحليلي مي باشد؛ كه معضلاتي نظير عدم سرعت بالا و نيز عدم ارائه فانتوم واقعي از بدن انسان را به ترتيب با تبديل رادون و ساخت فانتوم هيومن حل مي نمايد. پايه تئوريك مدل ما جهت كار در هر دو مُد تصوير برداري، انتگرالي و اسپكترالي، بر مبناي رابطه (1) مي باشد (بخش توصيف اختراع). صحت مدل اختراعي ما با استفاده تست هاي تجربي در كلينيك تصوير برداري سي تي اسكن اعتبارسنجي شد.

اختراع با نام " طراحي و توليد سيستم اندازه گير ساختار نويز در سيستم هاي تصوير برداري سي تي " به عنوان ابزاري مهم در اندازه گيري نويز سيستم و كيفيت تصاوير در برنامه هاي تضمين كيفيت (QA) و كنترل كيفي (QC)كاربرد داشته و زير مجموعه، بهداشت، سلامت و نيز صنعت هسته اي قرار مي گيرد. مشكل فني عمده سيستم ها، نداشتن ابزاري اتوماتيك به منظور اندازه گيري و مانيتورينگ بافت نويز NPS مي باشد. اگرچه پروتكل هاي قديمي كنترل كيفيت سيستم بر اساس دستورالعمل آژانس بين المللي انرژي اتمي IAEA و نيز كالج راديولوژي آمريكا ACR بر اندازه گيري نويز مطلق سيستم تكيه داشت، اما اخيرا نشان داده شده است تنها اندازه گيري ساختار و بافت نويز مي تواند مشكلات سيستم تصوير برداري به ويژه در بخش آشكارسازي سيگنال را بدرستي نمايان سازد. بنابراين پس از طراحي هندسه مناسب براي سنجش بافت نويز با استفاده از لوله پلكسي گلاس محصور شده توسط در پوش هاي پلي اتيلني و بست هاي تمام استيل، هندسه و فرايند ساختي ارائه كرديم كه معضلاتي همچون عدم امكان اندازه گيري اتوماتيك و صحيح بافت نويز سيستم در فضاي كلينيكي را علاوه بر محاسبه صحيح و دقيق نويز مطلق فراهم مي آورد. پايه تئوريك محاسبات NPS بر اساس تبديل فوريه سه بعدي ماتريكس اتوكواريانس سيستم مطابق رابطه (1) مي باشد: (1) NPS(r)= ∭K(d_x d_y d_z ) e^(-2πifr) dzdydx اين محاسبات آميخته با روش هاي نمونه برداري حلقوي دونات شكل مي باشد. روش ساخت مبتني تانكر محصور شده با درپوش هاي پلي اتيلني بوده و ماده پايه به عنوان آب انتخاب گرديده است. برجستگي ويژه استفاده از اين نوع فرايند ابداعي ما و فانتوم ساخته شده، علاوه بر در دسترس بودن مواد در داخل كشور و سهولت در ساخت فانتوم، امكان محاسبه ي نويز مطلق سيستم و اندازه گيري اتوماتيك و سريع بافت نويز NPS، در گستره ي وسيع مقادير مختلف ولتاژ و جريان زمان تيوب اشعه ايكس ميسر گرديده است.

اختراع با نام " مدل جديد چشمه براي محاسبات راديوتراپي " به عنوان مدل چشمه جديد مورد استفاده در محاسبات طراحي درمان تومورهاي سرطاني و زير مجموعه فيزيك كاربردي، بهداشت و سلامت و نيز در صنعت هسته اي قرار مي گيرد. مشكل اصلي مدلهاي چشمه كنوني در نظر نگرفتن وابستگي كامل انرژي ذره به جهت آن، عدم اعتبار در فواصل زياد چشمه تا سطح، دارا نبودن قابليت سوق چشمه و وابستگي به اجزاء شتابدهنده است كه مدل چشمه جديد تمام ايرادات مذكور را برطرف نموده است. مدل چشمه جديد بر اساس هيستوگرامهاي همبسته بوده و فايل فضاي فاز را با توجه به كمترين فاصله از محور اصلي شتابدهنده و مختصات اين كمترين فاصله بر اساس روابط فوق به دوبخش چشمه هاي نقطه اي و سطحي تقيسم ميكند. مدل چشمه با استفاده از فايل فضاي فاز و اندازه¬گيري اعتبارسنجي شد. اختلاف بين پروفايلهاي دز محاسبه شده با استفاده از مدل چشمه و فايل فضاي فاز كمتر از 2% بيشينه دز در فاصله چشمه تا 100 سانتيمتر و 2.5% بيشينه دز در فاصله چشمه تا سطح 200 سانتيمتر بود. اختلاف بين مدل چشمه و فايل فضاي فاز در خارج از ميدان كمتر از نيم درصد بيشنه دز بود. اختلاف بين اندازه گيري و مدل چشمه كمتر از 2% بيشينه دز يا 2 ميليمتر تا همخواني در فاصله چشمه تا سطح 100 سانتيمتر بود.

اختراع با نام " سيستم اندازه گيري نقشه تضعيف بافت و كنترل كيفيت سيستم هاي تصوير برداري سي تي" به عنوان ابزاري مهم در اندازه گيري نقشه تضعيف بافت و سنجش پارامترهاي تصوير و دُز اشعه در برنامه هاي تضمين كيفيت (QA) و كنترل كيفي (QC) كاربرد داشته و زير مجموعه، بهداشت، سلامت و نيز صنعت هسته اي قرار مي گيرد. مشكل عمده سيستم هاي تصوير برداري CT نبود سيستم آنلاين پايش و كنترل كيفيت تصوير و دُز اشعه و دُز اشعه بالاي تحميلي به بيمار مي¬باشد. از سويي ديگر، رسيدن به يك سيمولاتور كلينكي بدون ارائه مدلي مناسب براي نگاشت چگالي الكتروني به نقشه هاي تضعيف بافت غير ممكن مي¬باشد. بنابراين در اختراع حاضر، ابزار و روشي براي حل اين مشكلات ابداع شد. روش ابداعي پر سرعت ما براي براي اندازه¬گيري بافت نويز و رزولوشن بصورت نمونه برداري با فضاي يك چهارم حلقه دونات مي¬باشد. همچنين، به منظور نگاشت چگالي الكتروني به نقشه¬هاي تضعيف بافت بدن رابطه زير را ابداع كرديم: HU={■((HU_1 (ρ_3-ρ)+HU_3 (ρ-ρ_1 ))/(ρ_3-ρ_1 )&if ρρ_2-ρ_3 )&if ρ>ρ_3 )┤ عمده ماژول هاي بخش فيزيكي سيستم ابداعي ما با استفاده از تكنيك هاي برش ليزري، تراش، و با استفاده از پرينتر سه بعدي صنعتي ساخته شده است. سيستم ابداعي ما توانسته، خطاي ناشي از دخالت اپراتور را كاهش و سبب افزايش قابليت تكرار پذيري آزمون ها، بهبود دقت محاسبات و سرعت محاسبات در فرآيند كنترل كيفي شود.