مجله فیزیک پزشکی ایران
سال:1389 | دوره:7 | شماره:1 (پیاپی 26) |تعداد مقالات:11

مقدمه: در مطالعه حاضر، امکان استفاده از پلیمرژل دوزیمتر نرموکسیک MAGIC برای ارزیابی صحت توزیع دوز دردرمان براکی تراپی سرطان مری، بررسی شده است.مواد و روشها: ابتدا 2 لیتر ژل نرموکسیک (MAGIC) ساخته شد. سپس یک فانتوم مکعبی از جنس پرسپکس(PMMA)  که جهت پرتودهی در براکی تراپی طراحی و ساخته شده بود به همراه 12 لوله آزمایش بطور کامل از ژل پر شدند. ژل فانتوم توسط یک دستگاه پس گذاری براکی تراپی با چشمه های کبالت، با آهنگ دوز بالا(HDR)  و بر اساس پروتکل براکی تراپی تومورهای مری (تحت تابش قرار گرفت. لوله های کالیبراسیون نیز توسط یک دستگاه درمان از راه دور کبالت-60 با دوزهای معلوم پرتودهی شدند. تصویربرداری از ژل فانتوم و لوله های کالیبراسیون با دستگاه ام آر آی انجام گردید. تصاویر ام آر آی به رایانه منتقل شد، سپس پردازش تصویر جهت استخراج نقشه های R2 نقاط پرتو دیده (پلیمریزه شده) و مقایسه با توزیع دوزهای پیش بینی شده بوسیله نرم افزار براکی تراپی، در محیط MATLAB انجام گردید.نتایج: بر اساس نتایج این مطالعه « اختلاف دوز» در نقطه مرجع (فاصله یک سانتی متری از مرکز چشمه براکی تراپی) بین داده های اندازه گیری شده توسط ژل دوزیمتر و مقادیر محاسبه شده بوسیله نرم افزار طراحی درمان حدود 4.5 درصد (سطح اطمینان 0.95) و «فاصله تا تطابق» برای پروفایل های دوز 2.7 میلی متر می باشد. همچنین حساسیت ژل مورد استفاده (ژل MAGIC) با توجه به مشخصات دستگاه ام آر آی  (R2=0.9376) 0.693S-1Gy-1 تعیین گردید.نتیجه گیری: در این مطالعه، مقایسه نتایج بدست آمده به وسیله نرم افزار طراحی درمان کامپیوتری و ژل دوزیمتری با استفاده از روش مقایسه همدوزها، پروفایل های دوز در امتداد محورهای معین و مقایسه مقادیر دوز بدست آمده در نقطه مرجع، نشان داد همخوانی مناسبی بین این دو روش وجود دارد. نتایج تحقیق همچنین مشخص کرد که پلیمرژل دوزیمتری بر پایه روش تصویربرداری ام آر آیمی تواند یک ابزار مفید برای ارزیابی عملکرد سیستم های طراحی درمان و استخراج اطلاعات دوز جذبی در پرتو درمانی باشد.

مقدمه: این تحقیق به دنبال بررسی تاثیر لیزر قطبیده بر استحکام بافت و تعیین خصوصیات یک تابش مناسب با حداقل تعداد آزمایش است و به این منظور  از طراحی آزمایش ها (DOE) استفاده کرده است. پس از طراحی و انجام آزمایش ها در دو مرحله، تحلیل پوششی داده ها برای ارزیابی عملکرد آزمایش های هر مرحله استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق، علاوه بر تعیین مشخصات تابش مناسب، راهنمای خوبی جهت تعیین نحوه انجام آزمایش ها در تحقیقات مشابه می باشد.مواد و روشها: نمونه مورد استفاده در آزمایش های هر مرحله بافتی صفحه ای شامل فیبرهای کلا‍‍ژن و الاستین است که از غشا روی عضلات و استخوان های دنده گوسفند برداشته شده است. در هر آزمایش ضریب الاستیسیته نمونه در دستگاه کشش سنج قبل و بعد از تابش لیزر مورد اندازه گیری قرار می گیرد. تغییر نسبی این ضریب معیاری جهت تعیین تغییر استحکام بافت پس از تابش لیزر است. همچنین، مدل خروجی محور تحلیل پوششی داده ها برای بررسی عملکرد طرح های آزمایش به کار برده شد.نتایج: تابش پرتوهای لیزر با قطبش موازی به مدت 10 ثانیه، موجب تغییر مطلوب استحکام کششی بافت می شود. نتایج حاصل از کاربرد تحلیل پوششی داده ها نیز موید کاراتر بودن آزمایش های مرحله اول است.بحث و نتیجه گیری: هدف از این تحقیق ترکیب روش طراحی آزمایش ها با تحلیل پوششی داده ها جهت بررسی اثر لیزر بر خاصیت  ویسکوالاستیسیته بافت و عوامل موثر بر آن بود. با توجه به کاراتر بودن مدل ارایه شده در مرحله یک، می توان در تحقیقات مشابه آتی برای حدف مرحله دوم، سطوح بیشتری برای طرح آزمایش مرحله اول در نظر گرفت.

مقدمه: روش سونوفورزیس با استفاده از فرکانسهای پایین امواج فراصوت در محدوده 20 کیلو هرتز تا 3 مگاهرتز با ایجاد تراوایی در سلولها موجبات تحویل زیرجلدی داروها را فراهم می آورد. در این تحقیق عملکرد یک سامانه فراصوتی تحویل داروی طراحی شده در مرکز تحقیقات فیزیک پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد در تحویل انسولین از طریق پوست مشتمل بر 7 ترنسدیوسر پیزوالکتریک 40 کیلوهرتزی و اتاقک حاوی انسولین، بر روی خرگوشهای هایپرگلایسمیک مورد ارزیابی واقع شده است.مواد و روشها: 35 خرگوش با تزریق آلوکسان مونوهیدرات هایپرگلایسمیک و در 5 گروه جهت درمانهای طراحی شده، تقسیم گردیدند. خرگوشها در 2 گروه اصلی (در حضور انسولین با تابش فراصوت در 2 زمان تابش)، یک گروه کنترل اصلی و 2 گروه کنترل (یک گروه با تابش فراصوت در زمان تابش بالاتر در غیاب انسولین و در حضور نرمال سالین و گروه دیگر بدون تابش فراصوت در حضور انسولین) تحت درمان و بررسی قرار گرفتند. با پرکردن اتاقک سیستم با انسولین و قرار دادن آن روی پوست شکم حیوان و فعال نمودن مبدلهای پیزو الکتریک، قبل و پس از آغاز تابش امواج فراصوتی با فواصل زمانی معین، از حیوان خونگیری، و سطح گلوکز آن بوسیله گلوکومتر و انسولین سرم با روش رادیوایمنواسی تعیین گردید.نتایج: بیشترین کاهش در سطح گلوکز مربوط به تابش 20 دقیقه ای و زمان 180 دقیقه و بیشترین افزایش در سطح انسولین در گروه تابش 10 دقیقه ای و زمان 60 دقیقه ثبت شد.بحث و نتیجه گیری: چون جذب سریع و رسیدن به یک قله در زمان کوتاه و کاهش سریع دوباره آن، طرح مناسبی برای کنترل سطح گلوکز خون بعد از خوردن غذا فراهم می آورد، در نتیجه تابش با زمان 10 دقیقه مناسبتر بنظر می رسد. همچنین پیش بینی می شود زمان تابش در فاصله زمانی بین خوردن غذا و استفاده از دستگاه تعیین کننده باشد.

مقدمه:استفاده از میدان های چندگانه و وجود ناهمگنی ها، توزیع دوزهای پیچیده ای را به وجود می آورد، که نیازمند دوزیمتری سه بعدی (3D) می باشد. در این تحقیق، توانایی دوزیمتر ژل MAGIC، به عنوان یک روش دوزیمتری سه بعدی، برای یافتن دوز رسیده به مثانه و رکتوم در پرتو درمانی پروستات بررسی شده است.مواد و روش ها: یک فانتوم ناهمگن لایه ای که شامل استخوان ها بود، ساخته شد و یک مکعب دوتایی که معرف مثانه و پروستات و یک استوانه نیز که بیانگر رکتوم بود ساخته شدند. این ظرف ها با ژل MAGIC پر شده و داخل فانتوم قرار داده شدند. فانتوم به وسیله ی روش درمانی چهار میدان[2] پرتودهی شد. تصاویر آهنگ آسایش عرضی تشدید مغناطیسی به دست آورده شد و با استفاده از منحنی کالیبراسیون به نقشه های توزیع دوز تبدیل شد که این منحنی کالیبراسیون با استفاده از برازش یک خط به نمودار 2R بر حسب دوز های معلوم به دست آمد. نقشه های دوز با توزیع دوز های سیستم طراحی درمان سه بعدی مقایسه شدند. آنالیز داده ها و تحلیل تصاویر در نرم افزار MATLAB 7 انجام گرفت. تعیین صحت و اعتبار ژل دوزیمتر با استفاده از داده های اتاقک یونش انجام شد.نتایج: در مقایسه پروفایل های به دست آمده از اتاقک یونش و ژل دوزیمتر، متوسط «فاصله تا تطابق» در تمامی پروفایل 2.98 یلیمتر و متوسط اختلاف دوز 6.2 درصد به دست آمد. متوسط اختلاف نسبی منحنی های توزیع دوز حجمی در داده های ژل دوزیمتری و سیستم طراحی درمان، برای پروستات %3.04، برای مثانه %10.4 و برای رکتوم %11.7 به دست آمد.بحث و نتیجه گیری: ژل دوزیمتری با اینکه در نواحی با گرادیان دوز بالا پاسخی با دقت پایین می دهد ولی به طور کلی روش مناسبی برای دوزیمتری سه بعدی می باشد و می توان از آن به عنوان تنها دوزیمتر حجمی سه بعدی برای ارزیابی صحت توزیع دوز های پیچیده در درمان سه بعدی کانفورمال، به خصوص هنگامی که ناهمگنی وجود داشته باشد، استفاده کرد.

مقدمه: امروزه ژلهای پلیمری حساس به پرتو به ابزار ارزشمند و قابل اعتمادی جهت اندازه گیری توزیع دوز سه بعدی تبدیل شده اند. ویژگیهای خاص این نوع دوزیمترها، آنها را جهت تایید توزیع دوزهای پیچیده در کلینیک بسیار سودمند نموده است. هدف از مطالعه حاضر بررسی قابلیت ارزیابی تاثیر ناهمگنی های بافتی به ویژه ناهمگنی های کوچک روی توزیع دوز حاصل از پرتو الکترون در فانتوم های لایه ای مختلف به کمک این روش دوزیمتری است.مواد و روشها: بدین منظور چند فانتوم استوانه ای حاوی ژل دقیقا در مرکز و زیر ناحیه ناهمگن جای گذاری و به صورت جدا تحت تابش دهی قرار گرفتند. نقشه های مربوط به R2 و توزیع دوز با استفاده از تصاویر MR از فانتوم های ژلی تابش شده بدست آمد. پروفایلهای دوز یک بعدی حاصل از دو سیستم دوزیمتر ژلی و دایود در عمقهای 1 و 4 سانتیمتر برای انرژیهای 8 و 15 مگا الکترون ولت با هم مقایسه شدند. همچنین توزیع دوز به صورت سه بعدی در عمق و انرژیهای ذکر شده در دو جهت عرضی و محوری برای بررسی ناهمگنی های استخوان و هوا به کمک دوزیمتر ژلی اندازه گیری شد.نتایج: قدرت تفکیک دوز در محدوده دوز 0-10 گری کوچکتر از 1.55 گری بود. برای پروفایلهای دوزی، میانگین اختلاف دوز و معیار مکانی فاصله تا تطابق (DTA) به ترتیب برابر با 2.6 درصد و 2.2 میلیمتر بود. نتایج حاصل از دوزیمتر ژلی نوع MAGIC نشان داد که دوز در زیر ناهمگنی استخوان به میزان 50 درصد در عمق 1 سانتیمتر برای انرژی 8 مگا الکترون ولت، 30 و 10 درصد به ترتیب در عمقهای 1 و 4 سانتیمتر برای انرژی 15 مگا الکترون ولت کاهش می یابد. اما در حضور ناهمگنی هوا دوز به میزان 50 درصد در عمق 1 سانتیمتر برای انرژی 8 مگا الکترون ولت، 20 و 45 درصد به ترتیب در عمقهای 1 و 4 سانتیمتر برای انرژی 15 مگا الکترون ولت افزایش نشان داد.بحث و نتیجه گیری: به طور کلی توزیع دوز باریکه الکترون به طور معنی داری در حضور ناهمگنی های بافتی نظیر استخوان و هوا بسته به توان پراکندگی و توقف جرمی ماده ناهمگن تغییر می کند. در نواحی زیر این ناهمگنی ها نقاط داغ و سرد ناشی از اثر لبه ها نیز بوجود می آید. اگر چه در عمقهای بیشتر این تغییرات (افزایش دوز، کاهش دوز و نقاط داغ و سرد) تا حدی توسط پرتوهای پراکنده جبران شده و کمتر مشاهده می شود. مطالعه حاضر نشان می دهد که دوزیمترهای ژلی، به ویژه دوزیمترهای پلیمر نورموکسیک با توجه به ویژگیهایی همچون معادل بودن با بافت، عدم وابستگی به انرژی و قابلیت ثبت توزیع دوز به صورت دو و سه بعدی، ابزار قابل اعتمادی برای بررسی و تعیین توزیع دوز باریکه الکترون هستند.

مقدمه: یکی از روش های درمان تومورهای سرطانی، پرتودرمانی با شدت متغیر بوده که در این روش تعیین مختصات ناحیه هدف بسیار حایز اهمیت می باشد. این عمل به کمک کولیماتور چند تیغه ای انجام می شود.مواد و روشها: در این مقاله طراحی و شبیه سازی کولیماتور چندتیغه ای به روش مونت کارلو و استفاده از آن در پرتودرمانی به منظور تعیین دقیق شکل تومور جهت کاهش دز بیمار مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از کدMCNP4C  ماده بهینه جهت ساخت تیغه ها تعیین شده است. در سیستم فوق پس از پردازش تصاویر سی تی اسکن یا ام آر آی بیمار و مشخص شدن شکل تومور، پرتو خروجی از شتاب دهنده خطی، برای از بین بردن سلول های سرطانی به سمت تومور تابیده می شود. سیستم به گونه ای طراحی شده است که تیغه های کولیماتور چند تیغه ای پس از دریافت فرمان از میکروکنترلر، شروع به حرکت نموده و با جذب پرتو شدت آن را تغییر می دهند که نتیجه این امر، رسیدن حداکثر دز پرتو به تومور و حداقل آن به بافت های سالم مجاور می باشد. پس از انجام مراحل طراحی و شبیه سازی کولیماتور چند تیغه ای و تایید شدن ابعاد و مواد انتخاب شده در مرحله طراحی، مرحله ساخت سیستم آغاز می گردد. لازم به ذکر است این کولیماتور در ابعاد واقعی و با استفاده از تمامی قطعات و مدارات حقیقی ساخته شده است. تنها تفاوت مراحل ساخت کولیماتور با مراحل طراحی و شبیه سازی استفاده از تفلون برای ساخت تیغه ها بوده است. با توجه به هزینه بالای استفاده از تنگستن و از آن جا که این پروژه تا حدی یک نمونه آزمایشی بوده است، در ساخت تیغه ها از ماده تفلون استفاده نمودیم.نتایج: طبق محاسبات شبیه سازی بهترین ماده جهت استفاده در تیغه های کولیماتور چند تیغه ای آلیاژ تنگستن، مس و نیکل است که حداکثر تضعیف را موجب می شود و تضعیف پرتو های اولیه توسط خود تیغه ها با ضخامت 8.65 سانتی متر، 10.55 درصد می باشد.بحث و نتیجه گیری: در حال حاضر برای درمان تومورهای سرطانی از بلوک های سربی استفاده می شود که مشکلاتی نظیر نگهداری آن ها، لزوم ساخت جداگانه برای هر بیمار و افزایش هزینه های درمان را در پی خواهد داشت. اما کولیماتورهای چند تیغه ای بهترین ابزار برای ایجاد شکل تومور و نیز امکان درمان در زوایای مختلف در روش پرتودرمانی با شدت متغیر می باشد که استفاده از آن دز بیمار را کاهش داده و حداکثر دز را به تومور خواهد رساند. در این پروژه ساخت سیستم کولیماتور چند تیغه ای در ابعاد واقعی با موفقیت صورت گرفته است و البته نتایج شبیه سازی نیز ماده مناسب برای ساخت تیغه ها را به ما پیشنهاد می کند.

مقدمه: بیماری آب سیاه به گروهی از بیماریها اطلاق می شود که همگی آسیب عصب بینایی به همراه کاهش میدان دید دارند. در حال حاضر فشار داخل چشمی به عنوان تنها مسبب بیماری آب سیاه و تنها عاملی که با تغییر آن می توان این بیماری را بهبود بخشید در نظر گرفته می شود. اما در نظر گرفتن فشار به عنوان تنها عامل بیماری ما را با دو اشکال مواجه می کند: نخست این که روش اندازه گیری فشار داخل چشمی بر اساس اندازه گیری فشار سطحی قرنیه می باشد و بنابراین عوامل چندی مانند ضخامت قرنیه و خطاهای هندسی اندازه گیری در آن دخیل هستند، دوم آنکه احتمال خطر ابتلا به بیماری آب سیاه با تغییر ضخامت صلبیه و اندازه چشم حتی با وجود فشار یکسان تغییر می کند. بنابراین عوامل دیگری به جز فشار باید وجود داشته باشند که عامل ایجاد آب سیاه می باشند.نظریه: در اینجا این نظریه مطرح می شود: عامل ایجاد بیماری آب سیاه، افزایش تنش می باشد و فشار تنها یکی از عوامل تعیین کننده تنش می باشد، حال آنکه تنش به عوامل دیگری شامل ضخامت و شعاع صلبیه نیز بستگی دارد. تنش باعث کرنش و نیز مسدود شدن رگهای خونی شبکیه می شود. در واقع، یک مجموعه از عوامل با هم تعیین می کنند که فردی به آب سیاه مبتلا می شود یا خیر. این عوامل شامل ضخامت صلبیه، شعاع داخلی چشم و مقاومت سر عصب بینایی در برابر افزایش تنش می باشند.بحث و نتیجه گیری: این سه عامل در بین افراد متفاوتند و بنابراین خطر ابتلا به بیماری آب سیاه نیز در بین افراد جمعیت متفاوت می باشد. همچنین ساز و کار پیشنهادی مقاله وجود آب سیاه با فشار طبیعی را توضیح می دهد و روش بهتری برای غربالگری بیماران مبتلا به آب سیاه ارایه می کند و روشهای نوینی برای درمان این بیماری ارایه می دهد.

مقدمه: در این مقاله یک معیار پیچیدگی جدید برای تشخیص تغییر رفتار دینامیکی در سیستم های غیرخطی با استفاده از آنالیز الگوهای ترتیبی در سیگنال های اخذ شده از سیستم ارایه می گردد. صرع به عنوان یک تغییر رفتار دینامیکی در سیستم پیچیده و غیرخطی مغز مورد مطالعه قرار گرفته و توانایی معیار معرفی شده در تشخیص آن در سیگنالهای الکتروانسفالوگرام نویزی و کوتاه مدت با برخی معیارهای رایج در تئوری آشوب مقایسه می گردد.مواد و روش ها: در روش ارایه شده، فضای فاز سیگنال، پس از بازسازی، با استفاده از الگوهای ترتیبی به زیرمجموعه های مساوی تقسیم می شود. به هریک از زیرمجموعه ها می توان یک سمبل اختصاص داد. با این کار، مسیر حالت در فضای فاز، به یک دنباله از سمبل ها تبدیل شده و می توان از یک ماشین حالت متناهی برای مدلسازی رفتار سیستم استفاده کرد. بر اساس مفهوم آرایه انتقال حالت، یک معیار پیچیدگی جدید معرفی می شود. معیار پیچیدگی معرفی شده، برای تشخیص حملات صرعی در سیگنالهای مغزی بکارگرفته شده و توانایی آن در تشخیص صرع در سیگنالهای نویزی و کوتاه مدت با برخی معیارهای رایج در تئوری آشوب مقایسه می گردد.نتایج: نتایج بدست آمده نشان می دهند که معیار پیچیدگی می تواند سیگنالهای مغزی سالم و صرعی را با دقت بیش از %97 در حالت بدون نویز و با دقتی بیش از %75 در حالتی که سیگنالها شدیدا به نویز آمیخته اند، تفکیک کنند.بحث و نتیجه گیری: معیار پیچیدگی علاوه بر اینکه از لحاظ محاسباتی بسیار ساده و سریع می باشد برخلاف معیارهای رایج در تئوری آشوب، مقاومت بسیار خوبی نیز در برابر نویز از خود نشان می دهد همچنین قابلیت تشخیص تغییرات در داده های کوتاه مدت را نیز دارد.