مجله فیزیک پزشکی ایران
سال:1388 | دوره:6 | شماره:1 (پیاپی 22) |تعداد مقالات:11

این مقاله مروری است بر نقش فیزیک پزشکی در بکار بستن موضوعاتی که بطور مستقیم به دزیمتری بیمار در پرتونگاری، پرتوبینی، ماموگرافی و توموگرافی کامپیوتری مربوط می شود. در مبحث مربوط به دز ناشی از پرتونگاری و پرتوبینی تغییراتی که در طی 50 تا 60 سال گذشته روی داده است را بازنگری می کنیم. در طی این دوره زمانی پیشرفت در فن آوری نقش قابل ملاحظه ای در کاهش دز دریافتی بیماران و کارکنان و نیز بهبود کیفیت تصویر داشته است.در پرتونگاری یک دوره گذار از انجام پرتونگاری با فیلم- صفحه و پردازش فیلم بصورت دستی به تصویر برداری الکترونیکی دیجیتال با استفاده از پرتونگاری دیجیتال و پرتونگاری کامپیوتری وجود داشته است. به طور مشابه، پرتوبینی نیز از شیوه مشاهده مستقیم صفحات تشدید کننده تصویر در اتاق های باریک، به سمت استفاده از سیستم های گیرنده تصویر صفحه تخت مدرن، با استفاده از تابش های پالسی و فیلتراسیون قابل تغییر خودکار و پردازش تصویر دیجیتالی پیشرفت کرده است.ماموگرافی یکی از روش های تصویربرداری است که بهینه سازی در سطح بسیار بالا انجام می شود. زیرا یک روش غربالگری تکراری است که در آن پرتوگیری سالی یکبار انجام می شود. همجنین ماموگرافی تنها فرایند تصویربرداری در ایالات متحده است که در ان دز تابشی توسط دولت فدرال تعیین و تنظیم می شود. در نتیجه تعداد زیادی از متخصصین فیزیک پزشکی، دزیمتری وابسته به ماموگرافی با کمک فیلم- صفحه و ماموگرافی دیجیتال را آموخته اند. در این بازنگری تاریخچه مختصری از برآورد دز در ماموگرافی توسط متخصصین فیزیک پزشکی مورد بحث قرار گرفته است.توموگرافی کامپیوتری در اوایل دهه1970  در کاربرد های کلینیکی مورد استفاده قرار گرفت و در حال حاضر یکی از مهمترین روش های بازنگری برای تصویربرداری تشخیصی می باشد. کمیت های دزیمتری و روش های اندازه گیری دز در توموگرافی کامپیوتری شرح داده می شوند و مقدار دز تابشی برای انواع مختلف اسکنرها نیز ارایه می شوند. دز موثر و دز اعضا در بیماران بالغ ناشی از اولین اسکنرهای تک مقطعی تا جدیدترین انواع که دارای دوتیوب اشعه ایکس می باشند و می توانند تا 256 کانال آشکار ساز را در کنار هم به کار گیرند، برآورد شده است. یک مرور کلی هم شامل دو مورد دز دریافتی کودکان بیماری که مورد معاینات توموگرافی کامپیوتری قرار می گیرند، روش ها و نتایج، و مطالعات انجام شده برای ارزیابی تابش جذب شده توسط جنین بیماران باردار انجام شده است.

مقدمه: حفره سازی اکوستیکی نوع گذرا عامل ایجاد واکنش های سونوشیمیایی ناشی از تابش امواج کم توان فراصوتی است که می تواند در درمان سرطان ها موثر باشد. در مطالعه حاضر، اثر درمانی ترکیب هم زمان تابش فراصوتی دو فرکانس پیوسته با سطح شدت5.3  وات بر سانتی مترمربع، در درمان تومور آدنوکارسینوما پستان موش  Balb/cمورد بررسی قرار گرفت. مواد و روشها: 40 موش حامل تومور به چهار گروه ده تایی شامل دو گروه تحت درمان با ترکیب فرکانسی پیوسته 1 مگاهرتز پیوسته و 150 کیلوهرتز پیوسته با 15 و 30 دقیقه زمان تابش و گروه های غیر درمان شامل کنترل و شم تقسیم شدند. پارامترهای تاخیر رشد تومور شامل حجم تومور، حجم نسبی تومور، زمان لازم برای رسیدن تومور به حجم های 2 و 5 برابر حجم اولیه، زمان بقا و درصد مهار رشد تومور در روزهای مختلف بعد از شروع درمان برآورد شد. نتایج: رشد تومور در گروه های درمان شده با ترکیب تابش دهی هم زمان 1 مگاهرتز پیوسته و 150 کیلوهرتز پیوسته به طور معنی داری نسبت به گروه شم با تاخیر همراه بودند. حجم تومور و حجم نسبی تومورها نیز موید اثر ضد توموری امواج فراصوت ترکیبی به ویژه در گروه تابش دو فرکانس با زمان تابش 30 دقیقه است. تمایز معنی داری میان حجم تومور 12 روز بعد از درمان در گروه درمان با 30 دقیقه زمان تابش دهی با گروه شم وجود دارد (عددp  کمتر از0.05 ) میانگین زمان بقا حیوان ها در گروه درمان با 30 دقیقه تابش 16 درصد بیش از گروه کنترل است. مقایسه پارامتر درصد توقف رشد تومور برای گروه های درمانی با تابش امواج فراصوت دو فرکانسی بهینه با زمان تابش 30 و 15 دقیقه به ترتیب21  و 23 درصد نسبت به گروه شم، حاکی از وجود اختلاف آماری معنی دار بین گروه های درمانی با امواج فراصوت دو فرکانسی بهینه است.نتیجه گیری: تابش ترکیبی امواج فراصوت دو فرکانس در شدت های پایین می تواند به عنوان گزینه ای مناسب در درمان تومورها به روش سونودینامیکی پیشنهاد شود.

مقدمه: رتینوپاتی دیابتی جزو خطرناکترین و شایع ترین بیماریهای سیستم بینایی انسان به شمار می آید و اصلی ترین عامل نابینایی در بزرگسالان بین 20 تا 60 سال می باشد. طبق آمار منتشر شده، حدود 2% از افرادی که مدت 15 سال از ابتلا به دیابت آنها گذشته است، کاملا فاقد بینایی هستند و حدود 10% از این افراد از اختلالات بینایی رنج می برند.تشخیص میکروآنوریسمها که از اولین علایم آشکار بیماری رتینوپاتی دیابتی در شبکیه چشم هستند، باعث تشخیص این بیماری در مراحل ابتدایی آن می شود در این مقاله به معرفی روشی نوین برای آشکارسازی خودکار میکروآنوریسم در تصاویر رنگی شبکیه چشم پرداخته شده است.مواد و روشها: روش مذکور دارای سه مرحله اصلی است که در مرحله اول تصویر ورودی تحت پیش پردازش قرار می گیرد تا بصورت تصویری با پس زمینه یکنواخت و کنتراست مناسب درآید. در مرحله دوم با استفاده از تبدیل رادون محلی نقاط کاندیدا از تصویر آشکارسازی می شوند. در مرحله سوم با بهره گیری از روش طبقه بندی SVM نقاط کاندیدا تحت آزمون قرار می گیرد تا اعتبار آنها تأیید و یا رد شود. برای آزمایش الگوریتم از یک مجموعه شامل 100تصویر شبکیه که نقاط مربوط به میکروآنوریسم آنها توسط چشم پزشک مشخص شده بود، استفاده شده است.نتایج: مطابق این روش ، نرخ حساسیت بدست آمده در تشخیص بیماری برابر 100% و در تشخیص دقیق مکان عارضه برابر %97 و نیز ویژگی در تشخیص بیماری 90% و تعداد میانگین تشخیص خطای مثبت برابر 5 بوده است.بحث و نتیجه گیری: اعداد بدست آمده برای نرخ حساسیت و نیز میانگین تشخیص خطای مثبت، این الگوریتم را جزو دقیق ترین الگوریتمهای این حوزه قرار می دهد، ضمن اینکه در این الگوریتم به دلیل استفاده از تبدیل رادون، حساسیت به نویز موجود در تصاویر حذف شده و الگوریتم در مقابل این پدیده اجتناب ناپذیر مقاوم می باشد.

مقدمه: در باریکه های الکترونی بالینی، اغلب پرتوهای ترمزی در اثر برخورد الکترونها با ساختارهای مختلف سر شتابدهنده تولید می شوند. شکل هندسی و ترکیب هر یک از ساختارها بر دوز پرتوهای ترمزی موثر است. بنابراین، می توان انتظار داشت که دوز آلودگی فوتونی ناشی از پرتوهای ترمزی در شتابدهنده های مختلف، حتی برای باریکه های الکترونی با انرژیهای یکسان، با هم متفاوت باشد. هدف از این مطالعه شبیه سازی باریکه های الکترونی شتابدهنده نپتون و محاسبه دوز آلودگی فوتونی ناشی از پرتوهای ترمزی در این باریکه ها به روش مونت کارلو بود.مواد و روشها: در این تحقیق برای شبیه سازی شتابدهنده خطی نپتون 10PC  در مد الکترونی از کد مونت کارلویBEAMnrc  استفاده شده است. این شتابدهنده قادر به تولید سه باریکه الکترونی با انرژیهای 10 و 8 ،6 مگا الکترون ولت است. اطلاعات لازم برای شبیه سازی شتابدهنده، شامل هندسه و ترکیب ساختارهای مختلف سر شتابدهنده، توسط شرکت سازنده فراهم شد. در تمام شبیه سازیها، انرژیهای قطع برای ترابرد الکترون برابر با 0.521 مگا الکترون ولت و برای ترابرد فوتون 0.01 مگا الکترون ولت در نظر گرفته شد. جهت اعتبارسنجی مدلهای شبیه سازی شده، مقادیر درصد دوزهای عمقی و پروفایل های دوز محاسبه شده توسط روش مونت کارلو با مقادیر اندازه گیری شده مورد مقایسه قرار گرفت. برای این منظور از آزمون آماری KS استفاده شد. سپس، دوز مربوط به پرتوهای ترمزی برای سه انرژی باریکه های الکترونی شتابدهنده مورد بررسی در میدان مرجع به روش مونت کارلو محاسبه گردید. نتایج: آزمون آماری KS توافق بسیار خوبی را بین درصد دوزهای عمقی و پروفایل های دوز محاسبه شده و اندازه گیری شده نشان داد. مشخص شد که در سطح فانتوم دوز آلودگی فوتونی ناشی از پرتوهای ترمزی تولید شده از ساختارهای مختلف شتابدهنده نپتون در میدان مرجع برای سه انرژی شتابدهنده در حدود 0.5-0.2 درصد حداکثر دوز است. نتیجه گیری: با توجه به همخوانی خوب مشاهده شده بین نتایج حاصل از اندازه گیری وشبیه سازی در این تحقیق می توان گفت که روش شبیه سازی بکار رفته و مقادیر دوز پرتوهای ترمزی محاسبه شده از صحت و دقت خوبی برخوردار می باشند. با توجه به نتایج این تحقیق می توان گفت که دوز مربوط به آلودگی فوتونی در باریکه های الکترونی شتابدهنده نپتون قابل توجه نیست. بنابراین، به نظر می رسد که از این سیستم بتوان در تابش دهی کل پوست با الکترونها استفاده نمود.

مقدمه: در دهه گذشته، تابش گیری ناشی از امواج الکترومغناطیسی حاصل از آنتن های گیرنده فرستنده تلفن همراه افزایش یافته است. این مطالعه به منظور بررسی اثر افزایش اندازه میدان الکتریکی امواج 950 مگاهرتز بر شیبEPSP ، پس از ایجاد تقویت طولانی مدت در ناحیه شکنج دندانه دار هیپوکمپ صورت گرفت. مواد و روشها: 24 راس موش بزرگ آزمایشگاهی مذکر از نژاد ویستار با سنی حدود 3 ماه و وزن 15±220 گرم، بطور تصادفی به سه گروه تابش گیری کاذب، امواج GSM با اندازه میدان الکتریکی50.4  ولت بر متر و امواجGSM  با اندازه میدان الکتریکی 60 ولت بر متر تقسیم شد. برنامه تابش دهی شامل 10 جلسه در مدت سه روز بود و حیوانات برای 45 دقیقه در داخل یک محفظه پلاستیکی در معرض میدان الکترومغناطیسی قرار گرفتند. بلافاصله پس از تابش دهی به منظور القای تقویت طولانی مدت، بیهوشی انجام شد و پس از ثبت پتانسیل های میدانی برای 60 دقیقه، شیبEPSP  و بقای آن مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج: داده ها نشان داد که تابش گیری تمام بدن با امواج 950 مگاهرتز سیستم تلفن همراه GSM، با اندازه میدان الکتریکی 60 ولت بر متر می تواند باعث ایجاد تغییر در شیب EPSP در هیپوکمپ مغز موش بزرگ آزمایشگاهی شود.بحث و نتیجه گیری:افزایش اندازه میدان الکتریکی می تواند منجر به تغییر کارآیی سیناپسی و تغییر برخی خصوصیات تقویت طولانی مدت هیپوکمپ مغز موش شود.

مقدمه: پوست از نظر اپتیکی دارای ماهیت فعال می باشد و لذا روشهای تشخیصی و درمانی مبتنی بر نور رو به گسترش می باشد. روشهای اپتیکی موجود عموما به سنجش شدت نور بازتابش، جذب و یا تفرق یافته در پوست می پردازند و قادر به تشخیص پارامترهای فیزیکی هستند که در شدت نور تغییر ایجاد می نمایند. تحقیقات نشان داده است که بافت بیولوژیک دربرابر تابش نور از خود خواص پلاریزاسیونی نشان می دهد. تفرق نور از سطح پوست و یا لایه های داخل آن تابعی از پلاریزاسیون نور تابشی می باشد. بنابراین می توان با تغییر پلاریزاسیون نور تابشی و اندازه گیری پلاریزاسیون نور بازپراکنده شده به بررسی خواص و پارامترهای پوستی که تاثیرگذار بر حالت پلاریزاسیون نور می باشند پرداخت. مواد و روشها: در این تحقیق جهت بررسی خواص پلاریزاسیونی فانتوم پوست یک سیستم آزمایشگاهی الیپسومتری تفرقی پیاده سازی گردیده است. با بهره گیری از مفهوم بردار استوکس و اندازه گیری پارامترهای ماتریس مولر، نشان داده شده است که با تغییرات خواص بازتابشی فانتوم، مشخصات نور پلاریزه بازپراکنده شده متاثر از تغییر پارامترهای فانتوم می باشد.نتایج: نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داده است که بعضی از المانهای ماتریس مولر فانتوم تحت آزمایش متاثر از پلاریزاسیون نور تابشی و نیز المانهای پراکنده کننده نور در فانتوم می باشد و لذا می توان از آنها بعنوان نشانگرهای تغییرات خواص پلاریزاسیون بافت استفاده نمود. بحث و نتیجه گیری: در تقابل نور پلاریزه با بافت پوست، نور بازپراکنده شده حاوی اطلاعات اپتیکی و پلاریزاسیونی بافت تحت تابش می باشد. با استفاده از یک فانتوم شبیه سازی شده نشان داده ایم که با تحلیل اطلاعات پلاریزاسیونی نور بازپراکنده شده می توان به بررسی و تحلیل آندسته از عوامل و بیماریهایی که بر خواص پلاریزاسیونی بافت تاثیر می گذارند پرداخت.

مقدمه: آنژیوگرافی و آنژیوپلاستی کرونری باعث پرتوگیری قابل توجه بیماران می گردد. در این پژوهش متوسط دوز تشعشعی دریافتی بیماران در بخش آنژیوگرافی بیمارستان شهید مدنی تعیین شده است.مواد و روشها: دستگاه آنژیوگرافی فیلیپس از نوع تقویت کننده تصویر مدل BH3000 مورد استفاده قرار گرفت. صحت دوزیمتر داخلی آن مورد سنجش واقع شد. سپس حاصلضرب دوز در مساحت برای بیماران (236 نفر) در حین فلوروسکوپی و فیلمبرداری ثبت گردید. با تجزیه و تحلیل اطلاعات بدست آمده متوسط دوز دریافتی بیماران در آنژیوگرافی، آنژیوپلاستی و برای دو حالت فلوروسکوپی و فیلمبرداری بدست آمد. همچنین متوسط زمان فلوروسکوپی برای کل بیماران مورد مطالعه نیز بدست آمد. نتایج: مقدار متوسط دوز 7/23 و 5/91 گری سانتی متر مربع به ترتیب برای آنژیوگرافی و آنژیوپلاستی بدست آمد. دوز دریافتی بیماران ناشی از فیلمبرداری ، فلوروسکوپی و دوز مجموع برای آنژیوگرافی به ترتیب 2، 7/7 و 8/3 برابر کمتر از آنژیوپلاستی بود. متوسط زمان فلورسکوپی در آنژیوگرافی 9/1 برابر کمتر از آنژیوپلاستی بدست آمد. بحث و نتیجه گیری: زمان فلوروسکوپی و از طرفی پرتوگیری بیماران در حین فلوروسکوپی توافق خوبی با مطالعات دیگران دارد. اما دوز دریافتی بیماران در حین آنژیوپلاستی بطور قابل توجهی بالاتر از سایرین می باشد برای کاهش دوز دریافتی بیماران در آنژیوپلاستی استفاده از پایین ترین فریم ریت ،کوچکترین اندازه میدان و همچنین بازآموزی اپراتورها و تکنولوژیست ها توصیه می گردد.

مقدمه: لحیم کاری بافت با لیزر روشی نوین برای بستن زخم های جراحی است که بالقوه مفیدتر از روش های مرسوم بستن بافت مانند بخیه زدن است. مزایای اصلی آن عبارتند از: غیرتماسی بودن وغیر تهاجمی بودن یعنی عدم آسیب بافتی ناشی از سوزن و بخیه و واکنش جسم خارجی . هدف اصلی از این تحقیق، لحیم کاری لیزری برای بستن زخم پوست موش تحت کنترل بازخوردی دما، بررسی خواص بیومکانیکی و پاتولوژیکی بافت و مقایسه آن با نتایج حاصل از بخیه استاندارد می باشد.مواد و روشها: تعداد 8 عدد موش آزمایشگاهی انتخاب شده و طبق پروتکل «راهنمای نگهداری و استفاده از حیوانات آزمایشگاهی شماره 23-85 انتشارات موسسه ملی سلامت آمریکا» به روش تزریقی بیهوش شدند. بر روی پشت هر یک 4 عدد زخم (2 عدد برای کنترل و 2 عدد برای لیزر) ایجاد گردید و لحیم  کاری لیزری تحت کنترل سیستم بازخوردی دما وتغییرات اپتیکی بافت انجام شد. سپس در هر یک از بازه های زمانی 2، 5، 7 و10 روز 2 عدد از موش ها برای آزمایش های بیومکانیکی از قبیل استحکام کششی پوست و پاتولوژی قربانی شدند.نتایج: نتایج استحکام کششی نشان دادند که در روزهای نخست ،استحکام زخم ترمیم شده با لیزر نسبت به بخیه کمتر است ولی با گذشت زمان و پس از10 روز این روند جابجا می شود. مقایسه نتایج پاتولوژیکی که در ترمیم زخم گروه کنترل (340.5) و در گروه ترمیم شده با لیزر (426) است، اختلاف معنی داری در مجموع پارامترهای ترمیم زخم را نشان می دهد. مهم ترین علت این اختلاف در اثر پیدایش کلاژن می باشد. نتیجه گیری: کنترل بازخوردی دما و تغییرات اپتیکی بافت در لحیم کاری لیزری باعث ایجاد ترمیم های با استحکام بالا شده و از نظر پاتولوژیکی نیز ترمیم زخم به نحو مطلوبی صورت می گیرد که نشان دهنده جایگزینی مناسب لحیم کاری لیزری به جای روش سنتی بخیه است.

مقدمه: بخش بندی ساختار پیچیده راه های هوایی از تصاویر برش نگاری رایانه ای مرحله حیاتی برای کاربردهای برونکوسکوپی مجازی است. اثر جزیی حجم بر شاخه های ریز که منجر به مشکلاتی چون نشتی است، بخش بندی را فرآیندی دشوار و پیچیده می سازد. در این مقاله روشی مبتنی بر اتصال فازی برای بخش بندی راه های هوایی ارایه می شود.مواد و روشها: هر یک از دو خاصیت اصلی تصاویر یعنی وجود همگونی در وکسل های متعلق به یک شی و وجود یک ارتباط در هم آمیخته بین آن ها، در روش های متداول بخش بندی به تنهایی در نظر گرفته شده اند. روش اتصال فازی با بهره گیری همزمان از دو خاصیت مذکور و با در نظر گرفتن خاصیت فازی ذاتی تصاویر پزشکی، الگوریتم کارآمدی جهت بخش بندی ساختارهای پیچیده مانند راه های هوایی می باشد. دو مشکل عمده اتصال فازی، نیاز به اخذ پارامترهای اولیه مناسب و حجم محاسبات بالا به علت فضای جستجوی وسیع الگوریتم است. رویکرد جدید مبتنی بر خوشه یابی فازی FCM، تحت عنوانFC-FCM  مطرح شده است که ضمن عدم نیاز به تعیین پارامترهای اولیه، فضای جستجو نیز با بهره گیری از تابع عضویت فضایی فازی در فرآیند برگشتی رشد هسته اولیه محدود شده است. نتایج: با اعمال روش پیشنهادی FC-FCM،راه های هوایی تا لایه چهارم با دقت 92.92% استخراج شدند. بحث و نتیجه گیری: به نظر متخصصان بخش بندی تا لایه سوم است که در تشخیص و درمان اهمیت دارد.