مجله فیزیک پزشکی ایران
سال:1385 | دوره:3 | شماره:12 |تعداد مقالات:9

مقدمه: امروزه دستگاههای تصویربرداری پزشکی در تمام مراکز درمانی جهانی جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده اند و در این میان رادیولوژی تشخیصی نقش عمده و با ارزشی را در ارایه خدمات پزشکی به جامعه ایفا می نماید. بدون تردید بیشترین پرتوگیری مردم از منابع مصنوعی نیز از طریق پرتوشناسی تشخیصی صورت می پذیرد. بورد ملی حفاظت رادیولوژیک بریتانیا به منظور حفاظت مطلوب بیماران دوز مرجع تشخیصی (DRL) را بعنوان یک استاندارد موثر معرفی نمود که پارامتر اصلی برای پایش دوز مرج تشخیصی در رادیو گرافی های رایج دوز ورودی به پوست (ESD) می باشد و روشهای اندازه گیری آن در پروتکل استاندارد NRPB به وضوح توضیح داده شده است.مواد و روشها: در این مطالعه 15 مرکز درمانی در شهر مشهد برای بررسی انتخاب گردید و اطلاعات مربوط به 1183 نفر بیمار بالغ در بازده وزنی 40-107 کیلوگرم با میانگین 65±10 کیلوگرم جمع آوری شد. هشت رادیوگرافی رایج برای این مطالعه انتخاب و دوز پوست با استفاده از تراشه های ترمولومینسانس اندازه گیری شد. در این مطالعه میانگین دوز پوست بیمارانی که برای یک پرتونگاری خاص در معرض تابش قرار گرفتند. با استفاده از روش استاندارد بورد ملی حفاظت رادیولوژیک بریتانیا اندازه گیری شد.نتایج: میانگین دوز پوست بیماران برای انواع معاینات پرتونگاری که در این مطالعه مورد نظر بوده است بر حسب میلی گرم به شرح زیر است: قفسه سینه (خلفی- قدامی) 0.34، قفسه سینه (نمای پهلو) 0.82، شکم (قدامی- خلفی) 2.1، لگنی (قدامی- خلفی) 1.9، کمر (قدامی- خلفی) 2.76، کمری (نمای پهلو) 5.2، جمجمه (خلفی- قدامی) 1.78 و جمجمه (نمای پهلو) 0.96.بحث و نتیجه گیری: تاکنون دوز مرجع ملی از معاینات تشخیصی برای ایران گزارش نشده است. بنابراین نتایج این مطالعه با مقادیر گزارش شده توسط NRPB برای بریتانیا و ایرلند شمالی مقایسه شده است. مشاهده می شود که میانگین دوز ورودی پوست که در این تحقیق برای معاینات قدامی- خلفی شکم، لگن، مهره های کمری و نمای پهلویی مهره های کمری از مقادیر دوز مرجع تشخیصی که NRPB بدست آورده است بیشتر نیست. برای معاینات خلفی- قدامی قفسه سینه و قدامی- خلفی و پهلوی جمجمه مقادیر بدست آمده در این مطالعه بیش از مقادیر نظیر پیشنهادی NRPB است. تفاوت ها ناشی از این دو مطالعه می تواند ناشی از بکار بردن شرایط و روشهای متفاوت رادیوگرافی در هر دو مطالعه باشد. با توجه به نقش پارامترهای پرتونگاری در دوز بیمار می توان با انتخاب بهینه این پارامترها ضمن حفظ کیفیت تصویر دوز بیمار را کاهش داد.

مقدمه: در این پژوهش که با استفاده از روش مونت کارلو دوز نسبی ناشی از چشمه 125I مدل 6711 محاسبه و پارامترهای دوزیمتری TG-43، که توسط انجمن فیزیک پزشکان آمریکا مصوب شده اند، برای فانتوم آب و بافت تعیین شده است.مواد و روشها: چشمه  125Iمدل 6711 توسط شرکت آمرشام طراحی شده و مورد تایید انجمن فیزیک پزشکان آمریکا می باشد که برای انجام محاسبات، در مرکز یک فانتوم مکعبی به ابعاد 30X30×30 سانتیمتر مکعب از آب و بافت در نظر گرفته شده است. سپس تغییرات دوز جذبی را در امتداد موازی و عمود بر محور چشمه با استفاده از کد MCNP 4C محاسبه نموده ایم. در شبیه سازی مونت کارلو، آب با چگالی 1 گرم بر سانتیمتر مکعب و تشکیل شده از دو اتم هیدورژن و یک اتم اکسیژن منظور شده است؛ و بافت با چگالی 1.04 گرم بر سانتیمتر مکعب و ترکیب اتمی دقیق استفاده شده است.نتایج: در این پژوهش تغییرات درصد دوز عمقی (PDD) در راستای محورهای موازی و عمود بر چشمه و به فاصله 0.1 میلیمتر به کمک تالی F6:p و با خطای کمتر از 5% محاسبه شده است؛ با استفاده از این داده ها، منحنی های هم دوز برای PDDهای 125%، 100%، 75%، 50% و 25% استخراج و رسم شده است. همچنین پارامترهای دوزیمتری تابع نامتقارنی F(r,q) و تابع توزیع دوز شعاعی g(r) نیز برای این چشمه محاسبه شده است و برای مواردی با نتایج دیگران مقایسه شده است.بحث و نتیجه گیری: تغییرات درصد دوز عمقی و پارامترهای دوزیمتری محاسبه شده در این پژوهش مطابقت خوبی با نتایج تجربی دیگران دارد و می توان از آنها در بهبود براکی تراپی با این چشمه استفاده نمود. دوز جذب شده و شیب تغییرات دوز در نقاط نزدیک به چشمه خیلی زیاد است؛ و  در این نواحی فقط با شبیه سازی مونت کارلو محاسبات دوز به صورت دقیق امکان پذیر است. این نتایج بیانگر کاربست مفید کد MCNP 4C در محاسبات دوزیمتری و حوزه های دیگر فیزیک پزشکی می باشد.

مقدمه: آریتمی های قلبی از جمله رایج ترین علل مرگ و میر در جهان به شمار می آیند. سیگنال الکتروکاردیوگرام بعنوان ابزاری مفید و غیر تهاجمی در تشخیص این گونه بیماری ها همچنان دارای نقشی بی بدیل می باشد. تفکیک هوشمند آریتمی های قلبی یکی از بهترین و مطمئن ترین روشهای تشخیص سریع و صحیح علایم موجود در این سیگنال می باشد.مواد و روشها: شبکه های عصبی مصنوعی ابزاری کارآمد در حل مسایل گوناگون بوده و در برخورد با مسایل مختلف بصورت هوشمند عمل می کنند. این شبکه ها بعنوان مدلی ساده از سیستم عصبی، سعی در شبیه سازی فرایند یادگیری و تصمیم گیری مغز انسان دارند. مدلسازی قوی، سادگی ساختار و موازی بدون عملیات محاسباتی از جمله دلایل موفقیت این شبکه ها می باشد.در این پژوهش برای نخستین بار از شبکه موجک جهت تفکیک آریتمی های قلبی استفاده شده است. این شبکه تلفیقی از قابلیت های بسیار خوب شبکه عصبی در یادگیری و پیش بینی؛ همچنین دقت بالا و تجزیه و تحلیل چند دقتی تبدیل موجک می باشد. از جمله برتریهای شبکه موجک بر شبکه عصبی، قابلیت انتخاب توابع فعالیت گروه ها با توجه به ساختار سیگنال و وجود الگوریتمهای مشخص جهت تعیین ساختار بهینه شبکه است.نتایج: در روش پیشنهادی از داده های موجود در پایگاه داده استاندارد MIT-BIH استفاده شده و دقتی بیش از 98.8% در تفکیک پنج دسته از افراد با بیماری های مختلف قلبی بدست آمده است که مبین بهبود قابل ملاحظه در تفکیک آریتمی های قلبی نسبت به روشهای موجود می باشد.بحث و نتیجه گیری: با مقایسه نتایج بدست آمده در روش پیشنهادی و نتایج تحقیقات انجام گرفته در این زمینه از جمله کاربرد مجزای شبکه عصبی و تبدیل موجک، دقت بالاتر روش پیشنهادی بر روشهای دیگر مشخص می شود. از جمله دلایل اصلی این دقت بالا، انتخاب ویژگی مناسب برای تفکیک بین آریتمی ها و مزیت ذاتی شبکه موجک بر روشهای هوشمند رایج می باشد.

مقدمه: اشعه ایکس مهم ترین و پرکاربردترین ابزار در پزشکی بالینی می باشد، که در دو مقوله تصویربرداری و رادیوتراپی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به مشکلات اندازه گیری طیف اشعه ایکس، تلاشهای زیادی در جهت تعیین اشعه ایکس با استفاده از روشهای محاسباتی صورت گرفته است. کد FLUKA یکی از کدهای چند منظوره مونت کارلو می باشد که می تواند برای تولید طیف اشعه ایکس بکار رود. در مقالات قبلی صحت نتایج کد MCNP با مقایسه با داده های تجربی به تایید رسیده. در این مقاله نتایج کد FLUKA با نتایج کد MCNP مقایسه شده است.مواد و روشها: جهت شبیه سازی طیف اشعه ایکس از کد MCNP و کد FLUKA2006 استفاده شده است. هندسه لامپ اشعه ایکس بطور دقیق در این دو نرم افزار شبیه سازی اعمال شده است. خروج الکترون از کاتد با زاویه مناسب برای نقطه کانونی 1.2 میلی متر در نظر گرفته شده است. آند از جنس تنگستن بوده و زاویه آن 12 درجه است. همچنین قطر فیلتر آلومینیوم 1.2 میلی متر در نظر گرفته شده است.نتایج: نتایج حاصل از کدهای FLUKA و MCNP برای شار فوتونی در قبل و بعد از فیلتر محاسبه شده است. برای بررسی اثر فیلتر، طیفهای نرمالیزه شده به میانگین داده ها قبل و بعد از فیلتر بطور جداگانه در 4 انرژی مختلف مقایسه شده اند. برای بررسی کیفیت اثر فیلتر، طیف قبل به طیف بعد از فیلتر برای کدهای FLUKA و MCNP بطور جداگانه در انرژی 120 کیلوالکترون ولت تقسیم شده و نتایج بدست آمده رسم شده است.بحث و نتیجه گیری: پاسخ بدست آمده از کدهای FLUKA و MCNP در ناحیه تنش ترمزی انطباق بسیار خوبی دارند. ولی اختلاف در دامنه قله های ایکسهای مشخصه مشاهده می شود، از آنجایی که در بررسی کیفیت طیفهای اشعه ایکس و اثر فیلترهای مختلف روی آنها عمدتا طیف حاصل از پدیده ترمزی مد نظر است، لذا هر دو کد FLUKA و MCNP برای شبیه سازی طیف اشعه ایکس مناسب می باشند.

مقدمه: وجود فوتونهای پراکنده یکی از دلایل اصلی از دست رفتن کنتراست ضایعات و فقدان قدرت تفکیک در تصاویر اسپکت قلب می باشد که منجر به خطار در کمی سازی می شود. به دلیل محدود بودن قدرت تفکیک انرژی سیستم های موجود، در عمل جلوگیری از آشکارسازی فوتونهای پراکنده ناممکن است. در این مطالعه، از مدلسازی پراکندگی کامپتون به منظور یافتن توابع مناسب استفاده شده است. فرض بر این است که این توابع میتوانند توزیع مکانی پرتوهای پراکنده را به توزیع مکانی پرتوهای اولیه مرتبط سازند. این توابع سپس برای تصحیح پراکندگی به روش تلفیق وارون در مرحله بعد مورد استفاده قرار گرفته است.مواد و روشها: برای ایجاد نماها از سه چشمه رادیواکتیو دیجیتال مختلف و روش شبیه سازی مونت کارلو استفاده شده است. این چشمه های پرتوزایی شامل یک چشمه خطی عبور داده شده از بطن چپ، یک چشمه نقطه ای قرار داده شده در بطن چپ و یک توزیع واقعی پرتوزایی 99mTc در ارگانهای تنه بوده است. این چشمه ها در یک فانتوم تضعیف دیجیتالی (شبیه به بدن یک بیمار واقعی)، قرار داده شدند. برای تخمین نماهای مربوط به پرتوهای اولیه از تصویر کلی، تلفیق و تلفیق وارون دو بعدی در فضای فوریه بکار گرفته شد.نتایج: در مرحله اول، تصاویر کلی و تصاویر مربوط به پرتوهای پراکنده به صورت تلفیق یک تابع نمایی اصلاح شده با تصویر پرتوهای اولیه در نظر گرفته شدند. بهترین تابع نمایی برای هر یک از 64 نما (0.115 تا 0.150 با توجه به فاصله قلب یا دتکتور) مشخص شد. در مرحله بعد، این توابع برای تصحیح پراکندگی با روش تلفیق وارون مورد استفاده قرار گرفت. مجموع مربع اختلافات بین تصاویر اصلی و تصاویر تصحیح شده پراکندگی، بطور چشمگیری کاهش و کنتراست میوکارد به حفره در تمامی 64 نما افزایش یافت (10%34±%). همچنین بین تصاویر مربوط به پرتوهای اولیه و تصاویر تصحیح شده توافق خوبی مشاهده شد.بحث و نتیجه گیری: این نتایج نشان می دهد که استفاده از روش تلفیق وارون برای جبران پراکندگی بطور حایز اهمیتی تنزل کنتراست ناشی از پراکندگی را در تصویربرداری کمی اسپکت کاهش می دهد.

مقدمه: تشخیص و تصمیم گیری در مورد برخی از بیماری ها می تواند برای پزشکان در موارد خاصی، حساس و چالش را باشد. سیستم های تصمیم یاری برای کمک به پزشکان در اتخاذ تصمیم مناسب مورد استفاده قرار گرفته و شبکه های عصبی به خاطر توانایی در یادگیری مسایل پیچیده با قابلیت حفظ دقت حتی در صورت نبود برخی اطلاعات، مورد توجه خاصی قرار گرفته اند. دو بیماری نارسایی قلبی و انسداد مزمن ریه دارای علایم مشابه بسیاری بوده و تفکیک بین این دو را برای پزشکان بویژه در هنگام پذیرش بیماران و یا در مکان هایی که دسترسی به اکو کاردیوگرافی وجود ندارد، مشکل می سازد.مواد و روشها: 43 پارامتر کلینیکی از پرونده 266 بیمار استخراج شده و پس از مشاوره با پزشکان متخصص قلب بهنجار گردیده تا به عنوان ورودی به دو شبکه عصبی پرسپترون چند لایه و با تابع مبتنی بر شعاع داده شود. روش تنظیم بیزین برای بهبود خاصیت تعمیم شبکه پرسپترون چند لایه استفاده شد. در طراحی شبکه عصبی با تابع مبتنی بر شعاع، روش K-Means برای انتخاب مراکز توابع مبتنی بر شعاع، روش نزدیک ترین همسایگی برای تعیین پراکندگی و روش سلسله مراتبی برای مشخص کردن تعداد این توابع استفاده شد. قدرت تعمیم شبکه های عصبی با استفاده از روش وارسی اعتبار ده لایه تخمین زده شد.نتایج: نتایج حاصل از شبکه پرسپترون چند لایه شامل دقت 83.7%، حساسیت 88.3% و ناحیه زیرمنحنی ROC، 91.9±1.7 می باشد و استفاده از شبکه عصبی با تابع مبتنی بر شعاع به دقت 79.6%، حساسیت 93% و ناحیه زیر منحنی ROC، 91.9±1.7 منجر گردید.بحث و نتیجه گیری: شبکه های عصبی به عنوان الگوریتم های تشخیصی در بسیاری از سیستم های تصمیم یاری استفاده شده و این مطالعه همانند مطالعات دیگر بر توانایی این سیستم ها در ارایه نتایج مناسب در تشخیص بیماری ها صحه می گذارد.

مقدمه: در درمانهای فتوداینامیک، پایین بودن ضرایب خاموشی حساس کننده ها به عنوان یکی از عوامل محدود کننده کارایی درمان مطرح است. از طرف دیگر هر حساس کننده نوری در طول موج خاصی فعال می شود که عامل اصلی در محدودیت عمق درمان بشمار می رود. در این تحقیق فعالسازی الکتریکی دو حساس کننده نوری در شرایط برون تنی مورد بررسی قرار گرفته است تا شاید بتوان با اثر هم افزایی پالسهای الکتریکی و نور، به درمان بهینه در عمق مورد نظر دست یافت.مواد و روشها: مطالعه بر روی رده سلولی فیبروسار کومای وهی-164 موش بالب سی در دو دوز الکتریکی، دو غلظت از دو نوع رنگدارو و دو دوز نوری انجام شده است. پس از 2 ساعت انکوباسیون سلولها با 5 آمینولوونیلیک اسید و سولفات فتالوسیانین روی، پالسهای الکتریکی مربعی با الکتروپوریتور بی تی ایکس و نوردهی با منبع نور غیر کوهرنت در قله های طول موج 670 و 630 نانومتر انجام گردید. 24 ساعت بعد از درمان درصد بقای سلولی به روش ام تی تی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت.نتایج: در غلظت 0.2 میلی مولار 5 آمینولوونیلیک اسید، بین دو نوری کم و زیاد، در پالسهای 900 و 1000 ولت بر سانتیمتر و در غلظت 1 میلی مولار در هر سه دوز نوری (صفر، 16 و 54 ژول بر سانتیمتر مربع) تفاوت معنی دار به دست آمده است.بین نمونه های پالس گرفته و بدون پالس، در غلظت 1 میکرومولار از فتالوسیانین روی در دوز نوری کمتر، و در غلظت 10 میکرومولار از رنگ دارو و دوز نوری بالاتر، تفاوت معنی دار وجود دارد. بین نمونه های پالس گرفته و بدون پالس، در دوز 1 میکرومولار از رنگ دار و بین دوز الکتریکی صفر و 1000 ولت بر سانتیمتر در تاریکی و دوز نوری کمتر تفاوت معنی دار است. در غلظت 10 میکرومولار از رنگ دارو بین دوز الکتریکی صفر و 800 ولت بر سانتیمتر، هم در تاریکی و هم دو دوز نوردهی بیشتر تفاوت معنی دار به چشم می خورد.بحث و نتیجه گیری: بنظر می رسد در غلظتهای بالا پروتوپورفیرین 9، تحت تاثیر پالس های الکتریکی فعال می شود. همچنین تاثیر پالس های الکتریکی 1000 ولت بر سانتیمتر در فعالسازی 5 آمینولوونیلیک اسید بیش از پالس های الکتریکی 900 ولت بر سانتیمتر است. پیش بینی می شود دوز الکتریکی اعمال شده پس از انکوباسیون سلول ها با غلظت 1 میکرومولار از فتالوسیانین روی، از طریق پالس های با قدرت 1000 ولت بر سانتیمتر توانسته است. موجبات فعال سازی فتالوسیانین روی را بدون نوردهی فراهم آورد. جمعا بنظر می رسد، افزودن دوز الکتریکی از طریق اضافه کردن قدرت پالسها بیش از افزایش پهنای زمانی آنها، منجر به بهینه سازی کارآیی فعالسازی الکتریکی رنگداروها می شود.

مقدمه: گلیوما حدود نیمی از بدخیمی های اولیه سیستم اعصاب مرکزی را تشکیل می دهد. با وجود پیشرفت در روش های جراحی، پرتو درمانی و شیمی درمانی، بهبود عمده ای در افزایش بقای بیماران حاصل نشده است. استفاده از ایدودیوکسی یوریدین به عنوان حساس کننده یکی از روش های مورد استفاده برای بهبود پرتودرمانی می باشد. IUdR، یک آنالوگ تیمیدین است که در فاز سنتز به صورت انتخابی وارد سلول های تومور شده و سبب افزایش حساسیت سلول می باشد.مواد و روشها: در این تحقیق از روش آنالیز متافاز برای بررسی میزان آسیب های ژنتیک سلولی تشدید شده توسط IUdR به غلظت یک میکرومولار و تابش دهی به میزان D0 برای سلول های A172 تحت کشت تک لایه در فاز نمایی و ثابت (به ترتیب 1.7 و 2.2 گری) استفاده شد.نتایج: تیمار با دارو به تنهایی به میزان قابل ملاحظه ای باعث القا آسیب های ژنتیک سلولی گردید. میزان آسیب های تشدید شده توسط IUdR پس از تابش گیری به طور معنی داری از میزان تشدید شده در فاز ثابت بیشتر بود. نسبت افزایش حساسیت در دو فاز نمایی و ثابت با استفاده از روش بررسی کولنی به ترتیب برابر با 1.36 و 1.04 و با استفاده از روش آنالیز متافاز به ترتیب برابر با 2.49 و 1.05 به دست آمد.بحث و نتیجه گیری: تفاوت نتایج دو روش احتمالا در فرصت ترمیم سلول ها در روش بررسی کولنی می باشد. تفاوت نتایج در دو فاز نمایی و ثابت احتمالا به دلیل تفاوت در میزان برداشت IUdR توسط سلول ها می باشد. یکی از محدودیت های استفاده از IUdR به همراه پرتودهی وجود سلول های G0 است. اعمال تزریق طولانی و پیوسته IUdR داخل سرخرگ مشروب کننده تومور به جای تزریق وریدی ممکن است نتایج بهتری در برداشته باشد.

با ورود تجهیزات جدید تصویر نگاری و درمان بویژه در دو سال گذشته، شاهد مراحل آماده سازی نهایی برای نصب برش نگار گسیل پوزتیرون (PET) در بیمارستان شریعتی در تهران هستیم. به همین بهانه و برای بررسی نیازهای موجود در کشور به وسایل جدید و به روز به معرفی اجمالی سازو کارهای هادرون تراپی می پردازیم. هر چند نویسنده مقاله نیز معتقد و معترف است که بیش و پیش از آن نیاز به نوسازی و افزایش تعداد شتاب دهنده های الکترون در بخشهای پرتودرمانی احساس می شود، ولی باید به جلو نگریست.به شکل نظری هادرون تراپی به عنوان واژه ای عمومی برای نامگذاری نوترون، پروتون و یونهای سبک و سنگین دیگر به کار می رود.هادرون تراپی مزیتهای فیزیکی (پروتون و یونها) و زیستی (نوترون و یونهای دیگر) را در خود جمع کرده است و این مزیتها توجه بسیار چشمگیری را در همه جهان به سمت هادرون تراپی جلب کرده است.علاوه بر بخشهای فعلی هم اکنون 20 بخش دیگر در جهان در حال نصب تجهیزات یا طراحی و برنامه ریزی برای هادرون تراپی هستند. این رشد سریع بیانگر ادامه جذابیت هادرون تراپی برای استفاده در روشهای بهتر درمان سرطان و پرتودرمانی مدرن است.فناوری مورد استفاده در تولید و پیشرفت هادرون تراپی بسیار گرانقیمت است و در کنار آن کاربرد آن مستلزم وجود نیروی انسانی آموزش دیده و متخصص است.در سطور زیر سعی خواهیم کرد با نگاهی به نتایج بالینی حاصل از هادرون تراپی در مواضع و بیماریهای مختلف به این پرسش پاسخ دهیم که آیا این صرف زمان و هزینه های گزاف ارزش و بهره وری لازم را دارد؟