مجله فیزیک پزشکی ایران
سال:1390 | دوره:8 | شماره:2 (پیاپی 31) |تعداد مقالات:8

مقدمه: رادیوتراپی مماسی یا تانژانشیال پستان، یکی از مرسوم ترین تکنیکهایی است که در مراکز رادیوتراپی انجام میشود. هدف از این مطالعه، مقایسه طراحی درمان سه بعدی در رادیوتراپی پرتو مماسی یا تانژانشیال پستان در دو انرژی مختلف پرتو فوتون 6 مگا ولت دستگاه شتاب دهنده خطی و پرتو کبالت 60 می باشد. در این مطالعه، طراحی درمان با دو انرژی فوق از نظر یکنواختی توزیع دوز در پستان تحت تابش، نقاط داغ، نقاط سرد و دوز دریافت شده توسط ریه ارزیابی شده اند.مواد و روشها: بیست بیمار زن با تشخیص سرطان پستان که برای آنها جراحی برداشت توده بدخیم انجام شده و پستان آنها حفظ شده بود، در این مطالعه شرکت داشتند. تصاویر سی تی اسکن کل قفسه صدری برای هر بیمار تهیه شد و در همه برشها، حجم هدف (PTV) مشخص گردید. با بکارگیری سیستم طراحی درمان Eclipse، طراحی درمان سه بعدی در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول، از پرتو فوتون 6 مگا ولت دستگاه شتابدهنده خطی و در مرحله دوم از پرتو کبالت 60 استفاده شد. در هر دو مرحله، با استفاده از DVH سیستم، حجمهایی از PTV که دوزهای کمتر از 95% دوز مرجع (نقاط سرد) و بیشتر از 105% دوز مرجع (نقاط داغ) را دریافت کرده بودند محاسبه شدند. همچنین حجمی از ریه که دوز بیشتر از 30 گری دریافت کرده بود با استفاده از DVH بدست آمد. میزان همگنی دوز در حجم هدف با استفاده از رابطه DHI=100– (Vol>105+Vol<95) محاسبه شد.نتایج: نتایج این دو طراحی درمان مقایسه شدند. در طراحی درمان سه بعدی با پرتو فوتون 6 مگا ولت، همگنی بیشتری در توزیع دوز در مقایسه با پرتو کبالت 60 حاصل شد p<0.001. همچنین در طراحی درمان با پرتو فوتون 6 مگا ولت، در مقایسه با پرتو کبالت 60 حجمی از ریه که دوز بالاتر از 30 گری دریافت کرده بود، کاهش پیدا کرد p<0.017.بحث و نتیجه گیری: بیماران مبتلا به سرطان پستان که تحت رادیوتراپی سه بعدی قرار می گیرند و از طراحی درمان سه بعدی با پرتو 6 مگا ولت شتابدهنده خطی بهره مند می شوند در مقایسه با پرتو کبالت 60، همگنی بیشتر در توزیع دوز در حجم پستان آنها دیده می شود و در نتیجه، افزایش احتمال کنترل تومور، نتایج بهتر در زیبایی پستان و فیبروز ریوی کمتر، حاصل می شود و در کل موجب بهبود نتایج درمانی می شود.

مقدمه: لیشمانیوز جلدی یکی از بیماریهای شایع در جهان و ایران است. از طرف دیگر فتوداینامیک تراپی یک روش درمانی جالب برای درمان سرطان می باشد. این شیوه درمانی بر پایه واکنشهای یک حساس کننده نوری در حضور مولکولهای اکسیژن با طول موج مناسبی از نور طراحی می شود. با توجه به محل ضایعه، عدم درگیری سیستمیک و ناکارامد بودن درمانهای رایج، امروزه این درمان برای لیشمانیوز پوستی مورد توجه واقع شده است. در این مقاله کارایی درمان فتوداینامیک(PDT)  بر پروماستیگوتهای لیشمانیا ماژور با استفاده از کلروفیلa  به عنوان یک حساس کننده طبیعی گزارش می گردد.مواد و روشها: مطالعه بر روی انگل لیشمانیا ماژور سویه MRHO/IR/75/ER با استفاده از کمپلکس کلروفیل -a هیدروکسی پروپیل گاما سیکلودکسترین انجام گردید. ابتدا میزان جذب رنگ دارو به وسیله پروماستیگوتها در زمانهای انکوباسیون متفاوت با بررسی های فلوئوریمتری ارزیابی شد. پس از آن سمیت کمپلکس کلروفیلa  در غلظتهای مختلف، بعد از 24 ساعت انکوباسیون رنگ دارو با پروماستیگوتها مورد بررسی قرار گرفت. سرانجام آزمایشات PDT با استفاده از 3 دز نوری در غلظت 10 میکرومولار از رنگ دارو انجام و تاثیر درمانها با تعیین درصد بقای انگل 24 ساعت پس از درمان به روش MTS محاسبه شد. هر یک از آزمایشات حداقل 3 بار تکرار گردید.نتایج: با توجه به بررسی های فلوئوریمتری زمان انکوباسیون پروماستیگوت ها با رنگ دارو 24 ساعت انتخاب گردید. IC50 کمپلکس کلروفیل 42.6 سیکلودکسترین، -a میکرومولار تعیین شد. درمان با دز نور 248 ژول بر سانتی متر مربع باعث مرگ بیش از نیمی از پروماستیگوتها گردید که از نظر آماری نسبت به گروههای مشابه بدون رنگ دارو، بدون نور و درمان با دز نور کمتر دارای تفاوت معنی دار بوده است LD50 .برای PDT تقریبا 246 ژول بر سانتی مترمربع بدست آمد.بحث و نتیجه گیری: با توجه به سمیت سلولی کم کمپلکس کلروفیل -a سیکلودکسترین در تاریکی و سمیت نوری کافی آن در مقایسه با حساس کننده های نوری دیگر نظیر آلومینیوم فتالوسیانین کلراید، این حساس کننده به عنوان یک کاندیدای امیدوار کننده برای آزمایشات PDT روی آماستیگوتها و مدلهای حیوانی مطرح می شود.

مقدمه: شبیه سازی روشهای براکی تراپی برای رسیدن به شرایط بهینه جهت انجام عملی آنها بسیار ضروری است. در این میان استفاده از شبیه سازی برای بررسی دوزیمتری براکی تراپی چشمی حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق با شبیه سازی چشم در دو حالت فانتوم آب و تعریف کامل هندسه و مواد چشم، تفاوت بین این دو روش برای چشمه های متداول در براکی تراپی چشمی مورد بررسی قرار گرفته است.مواد و روشها: با تعریف کامل چشم اعم از قسمتهای مختلف و تعریف مواد هر قسمت و همچنین فانتوم آب، شبیه سازی کره چشم در هر دو حالت با استفاده از مدل هندسی سه بعدی در کد MCNP انجام شده است. همچنین برای دو چشمه براکی تراپی، پلاک های 20 میلیمتری COMS شامل 24 چشمه از 125I و 103Pd شبیه سازی شده است. در کنار این شبیه سازی، فانتوم آب نیز شبیه سازی و نتایج دوزیمتری اعم از دوز عمقی و دوز در قسمتهای مختلف با استفاده از تالی *F8 در کد MCNP-4C محاسبه شده است.نتایج: نتایج نشان می دهد که دوز دریافتی در قسمتهای مختلف چشم در دو فانتوم شبیه سازی شده متفاوت بوده و این تفاوت به نوع چشمه نیز بستگی دارد. دوز در تومور افزایش یافته ولی در برخی قسمتهای مهم چشم مانند عدسی کاهش می یابد.بحث و نتیجه گیری: تعریف کامل چشم انسان در شبیه سازی براکی تراپی چشمی نتایج دقیقتری را به دست می دهد. همچنین با توجه به اینکه اثرات آن در تومور و قسمتهای سالم چشم متفاوت است، نتایج مربوط به فانتوم چشم آگاهی دقیقتری از زمان درمان و نوع چشمه در اختیار پزشک قرار خواهد داد.

مقدمه: طیف نگاری رامان یکی از روشهای طیف نگاری مبتنی بر پراکندگی غیرالاستیک نور تک رنگ می باشد. این روش می تواند اطلاعات مفیدی درباره فرکانس ارتعاشات پیوندهای مولکولی نمونه بدست دهد. لذا با استفاده از این روش می توان به مطالعه تغییرات مولکولی نمونه پرداخت.مواد و روشها: در این تحقیق 153 طیف رامان از نمونه های پوستی نرمال و پوست خشک شده در نتیجه شستشو با محلول شوینده سدیم لوریل سولفات به صورت درون تنی اخذ گردید. سپس پیش پردازشهایی شامل حذف خط زمینه، حذف نویز و نرمالسازی روی سیگنالها انجام شد. در ادامه با استفاده از آنالیز آماری و الگوریتم ژنتیک به جستجوی ویژگیهای بهینه برای تمایز دو گروه نرمال و خشک پرداختیم. در انتخاب ویژگی با استفاده از آنالیز آماری، آمارگانT ، فاصله باتاچاریا و آنتروپی در جداسازی دو گروه محاسبه شد و با توجه به این که آمارگان T در تمایز این دو گروه کارایی بهتری از خود نشان داد، لذا از این روش برای انتخاب ویژگیهای بهینه استفاده گردید. بار دیگر با استفاده از الگوریتم ژنتیک ویژگیهای بهینه انتخاب شده و در نهایت به منظور ارزیابی کارایی هر یک از این روشها در انتخاب ویژگیهای بهینه، با استفاده از طبقه بندهای LDA، KNN، SVM و شبکه عصبی به ارزیابی دسته ویژگیهای انتخاب شده توسط هر یک از این دو روش (آماری و الگوریتم ژنتیک) پرداختیم.نتایج: در مقایسه نتایج طبقه بندی با روش های مختلف انتخاب ویژگی و نوع طبقه بندی کننده، بهترین نتایج در ترکیب انتخاب ویژگی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و طبقه بندی با SVM حاصل شد. این ترکیب تفکیک دوکلاس را با دقت 90%، حساسیت 89% و قطعیت 91% امکانپذیر می سازد.بحث و نتیجه گیری: از بررسی های صورت گرفته و نتایج بدست آمده می توان چنین نتیجه گرفت که الگوریتم ژنتیک کارایی بیشتری در مقایسه با روشهای آماری برای انتخاب ویژگیهای متمایز کننده طیفهای رامان از خود نشان می دهد. همچنین نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده پتانسیل طیف نگاری رامان در بررسی اثر مواد مختلف روی پوست و یا بیماریهای پوستی مرتبط با خشکی پوست می باشد.

مقدمه: از میان انواع سرطان های دهان، سرطان زبان بیشترین آمار را به خود اختصاص می دهد. براکی تراپی یکی از متداولترین روش های درمان سرطان زبان است. در روش های به کار رفته در براکی تراپی زبان، از چشمه های طولی جهت درمان استفاده می شود. هدف از انجام این مطالعه بررسی توزیع دوز در اطراف چشمه های طولی، مقایسه رادیوایزوتوپ های مختلف به عنوان چشمه براکی تراپی و همچنین مقایسه دوز فک و قسمت هایی از زبان که نزدیک به فک هستند حین به کارگیری حفاظ و بدون حفاظ و تعیین یکنواختی دوز داده شده در حجم درمان می باشد.مواد و روش ها: در این مطالعه از کد مونت کارلو MCNP4C جهت شبیه سازی استفاده شد و صحت شبیه سازی توسط مقایسه نتایج با یکی از مطالعات عملی تایید گردید. چشمه های ایریدیم 192، سزیم 137، رادیم 226، طلا 198، ایندیم 111 و باریم 131 در شبیه سازی به کار گرفته شد و سیستم پاریس جهت چینش چشمه ها مورد استفاده قرار گرفت.نتایج: میزان درصد کاهش دوز فک هنگام استفاده از حفاظ 2 میلیمتر سرب برای چشمه های مذکور به ترتیب 35.4، 20.1، 86.6، 32.24، 75.6 و 36.8 می باشد. میزان دوز نواحی اطراف زبان هنگام استفاده از حفاظ در چشمه های مختلف تغییر چندانی نداشت. میزان یکنواختی دوز به ترتیب از بیشترین یکنواختی به کمترین، به ترتیب سزیم 137، طلا 198، ایریدیم 192، باریم 131، ایندیم 111 و رادیم 226 می باشد.بحث و نتیجه گیری: ایریدیم 192 و سزیم 137 بهترین چشمه ها برای درمان براکی تراپی زبان هستند در حالیکه ایندیم 111 و رادیم 226 گزینه های مناسبی برای رادیوتراپی زبان نیستند و چشمه های طلا 198 و باریم 131 عملکرد نسبتا یکسانی با ایریدیم 192 دارند.

مقدمه: براکی تراپی یک روش پرتودرمانی است که در آن چشمه های رادیواکتیو برای پرتودهی تومورهای بدخیم نواحی مختلف بدن از جمله سر، پروستات و رحم از فاصله نزدیک به کار می روند.مواد و روش ها: چشمه سزیم سلکترون، یکی از چشمه های با آهنگ دوز کم است که در سیستم های بارگذاری از راه دور برای درمان سرطان های مختلف استفاده می شود. این سیستم متشکل از چشمه های فعال و غیر فعال کروی به قطر 2.5 میلیمتر است که با چینش های متنوع آن ها درون اپلیکاتور، می توان توزیع های دوز مختلفی را به وجود آورد. در این تحقیق ابتدا یک تک چشمه کروی سزیم 137 در حضور اپلیکاتور در فانتوم یکنواخت آب شبیه سازی گردید و توزیع دوز در فواصل مختلف از چشمه با روش مونت کارلو توسط کد MCNP4C محاسبه شد. سپس شبیه سازی شش چشمه کروی درون اپلیکاتور و شش چشمه نقطه ای تکرار گردید.نتایج: ناهمسانگردی ناشی از حضور اپلیکاتور، با محاسبه نسبت دوز در نقاط واقع در یک فاصله خاص و زوایای مختلف در صفحه طولی به دوز در همان فاصله و زاویه 90 درجه به دست می آید. بر طبق نتایج به دست آمده از این تحقیق، با دور شدن از زاویه 90 درجه، دوز کاهش می یابد. به طوری که به عنوان مثال برای نقاط واقع در فاصله 5 و 7 سانتی متری از مرکز چشمه و زاویه 165 درجه، این اختلاف به ترتیب به حدود 5.8% و 5.1% می رسد. با افزایش چشمه ها به 6 چشمه این مقادیر به 30% برای زاویه 5 درجه افزایش می یابد.بحث و نتیجه گیری: بر طبق نتایج این تحقیق، حضور اپلیکاتور باعث کاهش دوز در لبه های اپلیکاتور نسبت به صفحه عرضی آن می شود. در حالی که در سیستم های طراحی درمان توزیع دوز یکنواختی در اطراف اپلیکاتور در نظر گرفته می شود که این امر باعث ایجاد خطا در طراحی درمان (خصوصا وقتی تعداد چشمه ها زیاد است) می گردد.

مقدمه: تصویربرداری پرتویی یکی از کارآمدترین روشهای تشخیصی در پزشکی و آزمون های غیر مخرب در کاربردهای صنعتی می باشد. در تصویربرداری سه بعدی غیر مخرب علاوه بر منبع پرتو، یک سیستم آشکارسازی مناسب، سیستم جمع آوری داده ها، بخش های مکانیکی جهت حرکت شی، الگوریتم بازسازی و در نهایت کامپیوتری برای پردازش و کنترل فرایندها مورد نیاز می باشد.مواد و روشها: از مهمترین اجزای یک سیستم تصویربرداری پرتویی دیجیتال، آشکارساز آن است. و یکی از جدیدترین و پر بازده ترین حسگرهای نوری که در این قبیل سیستم های تصویربرداری دیجیتال استفاده می شود، فوتودیود نوری است. در این تحقیق، طراحی و ساخت یک سیستم آشکارسازی بر اساس شبکه فوتودیودی به همراه بخشهای مکانیکی و کنترلی انجام شده است. شبکه فوتودیودی ساخته شده به ابعاد 50×50 میلی متر مربع و بصورت یک آرایه 10×10 از فوتودیودها شکل گرفته است. در کنار این شبکه، برد های کنترلی مورد نیاز نیز طراحی شده اند. همچنین یک سیستم برای حرکت جسم طراحی و ساخته شد که قادر است جسم را در راستای افقی و قائم و همچنین چرخش حول محور خود، به حرکت در بیاورد. حداکثر جابجایی در جهت افقی و عمودی برابر 60 سانتیمتر و هر گام حرکت با دقت 0.015 میلیمتر است. گام های حرکتی چرخشی هم با دقتی در حدود 0.9 درجه می باشد.نتایج: با برپایی سیستم نهایی تصویربرداری نوری، ابتدا یکنواختی و زمینه محیط توسط یک دستگاه پرژکتور نوری ارزیابی گردید که یکنواختی خوب، با شدت بالا برای تمامی فوتودیودهای این شبکه بدست آمد. داده های لازم برای تشکیل تصویر به یک رایانه انتقال پیدا کرده و بعد از پردازش به وسیله برنامه نوشته شده در MATLAB بر روی مانیتور به نمایش در می آید. با توجه به اینکه قدرت تفکیک فضایی برای این سیستم در حد اندازه هر پیکسل از صفحه آشکارساز، یعنی در حد 5 میلیمتر است، انتظار آن می رفت که تنها ابعاد کلی از این نمونه ها قابل مشاهده باشد.بحث و نتیجه گیری: درستی کارکرد این سیستم با استفاده از یک منبع نور مرئی و چندین نمونه آزمایشی مورد بررسی قرار گرفت. این سیستم با الگوریتم بکار گرفته شده، قادر به بازسازی تصاویر به صورت سه بعدی و بدست آوردن تصاویر از برش مقطعی جسم می باشد.

مقدمه: به علت محدودیت روش های درمانی موجود برای بیماری دیسک تخریب شده، روش آرتروپلاستی یا جایگزینی دیسک مصنوعی پیشنهاد شده است. دیسک مصنوعی یک ایمپلنت با قابلیت حفظ حرکت در سطح جراحی شده است که با هدف کاهش عوارض جانبی روشهای اتصال مهره ها در تخریب اجزای مجاور ایجاد شده است. از آنجاییکه موفقیت استفاده از دیسک مصنوعی بستگی به حفظ عملکردهای مکانیکی دیسک بین مهره ای دارد، بررسی رفتار دیسک مصنوعی تحت بارگذاری های مختلف سودمند خواهد بود.مواد و روش ها: یک مدل سه بعدی المان محدود از دیسک طبیعی و مصنوعی با در نظر گرفتن ویژگی های غیرخطی ماده، تحت بارگذاری های مختلف، بررسی و تحلیل می شود. در این تحقیق، مدل با مقایسه رفتار آن با داده های تجربی و المان محدود، ارزیابی می گردد. سپس، مدول یانگ و نسبت پواسون بهینه برای دو بخش نوکلئوس (قسمت مرکزی دیسک) و آنالوس (لایه های اطراف نوکلئوس) محاسبه می شوند.نتایج: دیسک مصنوعی تحت 3 نوع بارگذاری فشاری، خمشی و پیچشی قرار می گیرد و ضرایب الاستیک بهینه در هر حالت معین می شوند. سپس به روش جذر میانگین مربعات، پارامترهای بهینه برای هر سه حالت بارگذاری که کمترین مقدار خطا را ایجاد کند، محاسبه می گردد.بحث و نتیجه گیری: نتایج این بررسی نشان می دهد که دیسک مصنوعی الاستیک بهبنه مدول یانگ 1.19 مگا پاسکال برای نوکلئوس و 18.63 مگا پاسکال برای آنالوس دارد. دیسک مصنوعی با این خواص می تواند به هدف حفظ ارتفاع دیسک و میزان تغییر شکل تحت شرایط مختلف بارگذاری برسد.