Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 119-132.

As breast cancer spread widely in recent years, diagnostic mammography techniques are used as the best way to cancer detection by differentiation between normal and malignant breast tissues. The technique of X-ray scattering used in characterizing normal and abnormal tissues of the human breast has given encouraging outcomes and implications. An upgraded Monte Carlo simulation is used to be able to simulate input mammographic X-ray spectra (polyenergetic beams of 30 Kv) using variant target-filter combinations, tracking down the transportation of photons, hence the scattered photons’ distribution can be produced. The combinations used were Mo-Mo, Mo-Rh, Mo-Al, W-Al, W-Rh, Rh-Rh, and Rh-Al. The distribution of the scattered photons were analyzed through the comparison of the momentum transfer region under the peak (0 - 1.55 nm–1) representing the fat tissues to that ranging between (1.6 - 9.1 nm–1) related to the soft tissues. When examining different samples of breast tissues ranging in normality (between 0 and 100%) using different target filter combinations, Mo-Mo gave the highest linear relationship of the count under peak ratio (R2 = 0.9513). The Rh-Rh, W-Rh, and W-Al came in second place after Mo-Mo reflecting high linear dependencies (R2 > 0.9).

Thus, Mo-Mo target-filter combination could be considered the highest in relevance to characterize malignant and normal tissues of the breast due to their regular scattered photon distribution. While the following combinations; Mo-Rh, Mo-Al and Rh-Al are the second best choice. The current research opens the possibilities for other efforts focusing on the pragmatic measuring using Mo-Mo filtered X-ray spectra and a wide scope of malignant and normal samples of breast tissue.

انتشر سرطان الثدي بصورة كبيرة في الاونة الاخيرة, وقد اصبح التشخيص بواسطة الماموجرام هو الاكثر استخداما والاجود فى التمييز بين انسجة الثدى السليمة والمصابة. وقد اظهر استخدام اشعة اكس المتشتتة فى التشخيص نتائج وتطبيقات مبشرة.
لإختبار امكانية التمييز بين انسجة الثدى الطبيعية وغير الطبيعية تم إستخدام الاشعة المتشتتة متعددة الطاقات لاشعة اكس بجهد 30كيلو فولت. كما تم تطوير خوارزميات المحاكاة بطريقة مونتى كارلو لتصبح قادرة على محاكاة المدخل من اشعة اكس متعددة الطاقات وذلك من خلال المزج بين انواع مختلفة من مجموعة الهدف والمرشح لتتبع انتقال الفوتونات والتوصل الى توزيع الفوتونات المتشتتة ومساراتها المحتملة. لتحقيق ذلك استخدمت المجموعات التالية: Mo-Mo, Mo-Al, Mo-Rh, Rh-Rh, Rh-Al, W-Rh, W-Al. . وبتحليل ناتج توزيع الفوتونات المتشتتة بمقارنة نسبة عدد الفوتونات تحت قمة المنحنى فى المنطقة الواقعة بين 0 و 1.55 نانومتر-1 بتلك الواقعة بين 1.6 و 9.1 نانومتر-1 (والتى تمثل الاشعة المتشتتة عن الدهون والانسخة الرخوة على التوالى) لعينات من انسجة الثدى التى تتراوح درجة طبيعيتها من (0 الى %100). اظهر مزيج Mo-Mo علاقة خطية قوية لنسب المساحة تحت المنحنى لأنسجة الثدى الطبيعية (R2= 0.9513) فى حين اظهرت بعض التركيبات الاخرى (Rh-Rh, W-Rh, W-Al) علاقة خطية اقل قليلا من السابقة (R2 > 0.9). وبالتالى فيعد المزيج الاول (Mo-Mo) هو افضل الخيارات للتمييز بين أنسجة الثدى الطبيعية وغير الطبيعية باستخدام اشعة اكس المتشتتة اما التركيبات (Rh-Rh, W-Rh, W-Al) فتأتى فى المرتبة الثانية.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.