مجله فیزیک پزشکی ایران
سال:1387 | دوره:5 | شماره:2 (پیاپی 20-21) |تعداد مقالات:12

بی شک سرعت و اهمیت روز افزون الکترونیک در پیشرفت تمام شاخه های علمی بویژه علم پزشکی چشمگیر بوده است و در این بین شاخه رادیولوژی در بین دیگر شاخه های علوم پزشکی بدلیل داشتن زمینه های مساعدتر در جهت قبول تغییرات، بیش از سایر رشته ها در مسیر تحول قرار گرفته است و بیشترین سود و بهره وری را از جریان اپیدمی الکترونیکی شدن داشته است. در این راستا می توان به تحولات چند سال اخیر در رادیولوژی اشاره کرد که در کشورهای پیشرفته اتفاق افتاده است. در این کشورها خروجی تمام دستگاه های رادیولوژی بصورت دیجیتال می باشد بطوریکه تمام اطلاعات الکترونیکی بوده و دیگر نیاز به انبار کردن فیلم ها و سایر اطلاعات نیست. در ضمن این روش از دقت و سرعت زیاد و امنیت فوق العاده برخوردار می باشد.

مقدمه: الکتروپوریشن یا الکترو تراواسازی یک روش برای افزایش تراوایی غشا سلول توسط میدان الکتریکی خارجی است. این افزایش تراوایی در صورتی آشکار می شود که ولتاژ غشایی القایی با شدت میدان الکتریکی آستانه متناسب است، از یک مقدار بحرانی که بزرگتر شود. در این تحقیق، تغییرات شدت میدان الکتریکی آستانه و نیز ولتاژ غشایی بحرانی منجر به الکتروپوریشن مشاهده پذیر در سلولهای کروی و سلولهای چسبیده با شکل نامنظم، مورد بررسی قرار گرفته است.مواد و روشها: سلولهای کروی با اندازه های مختلف و سلولهای چسبیده با شکلهای متنوع انتخاب شدند. سلولهای انتخاب شده تحت تاثیر چهار پالس الکتریکی با پهنای یکسان 100 میکروثانیه و دامنه افزایشی قرار گرفتند. رخداد الکتروپوریشن با افزایش فلورسانس ناشی از عبور یون کلسیم به داخل سلول، آشکار شده و شدت میدان الکتریکی آستانه برای هر سلول ثبت شد. شکل سه بعدی سلولهای مورد استفاده، از تصاویر سطوح مقطع بدست آمدند. شبیه سازی با روش المان محدود برای بدست آوردن ولتاژ غشایی بحرانی الکتروپوریشن برای سلولهای مختلف انجام شد.نتایج: مقادیر شدت میدان الکتریکی آستانه و نیز ولتاژ غشایی بحرانی برای سلولهای کروی بر حسب شعاع آنها بدست آمد. برای بررسی اثر شکل و جهت گیری سلولها بر شدت آستانه و ولتاژ بحرانی، سلولهای مورد مطالعه بر حسب شکل به سه دسته مجزا تقسیم شدند. مقادیر مورد نظر برای تمام سلولهای هر گروه بدست آمد و نتایج بدست آمده برای هر گروه با یکدیگر مقایسه شدند.بحث و نتیجه گیری: اندازه، شکل و جهت گیری سلولها روی ولتاژ غشایی بحرانی تاثیر می گذارند و تمام این عوامل به نوبه خود شدت میدان الکتریکی آستانه برای ایجاد تراوایی و در نتیجه بازده الکتروپوریشن را تغییر می دهند.

مقدمه: کلیه ساکنین کره زمین در محیط کار و زندگی در معرض مقادیر کمی از اشعه هستند. از خطرات مقادیر کم پرتوگیری، ایجاد سرطان و نقایص ژنتیکی می باشد. در بعضی موارد پرتوزایی مجاور چشمه های آبگرم به دلیل غلظت بالای رادیوم-226 و محصولات واپاشی آن بیش از مناطق نرمال است. با توجه به استفاده عموم افراد از چشمه های آبگرم به دلیل خاصیت درمانی آنها، تنظیم دستور العمل بر مبنای میزان پرتوزایی در مظهر چشمه های آبگرم ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق میزان آهنگ دز اشعه گاما در مظهر چشمه های آبگرم استان کرمان اندازه گیری و بر اساس آن آهنگ دز اندامهای حساس بدن محاسبه گردید.مواد و روشها: تجهیزات مورد استفاده در این تحقیق شامل دستگاه سرویمتر RDS-110، سه پایه به همراه قاب آلومینیومی، زمان سنج و دماسنج می باشد. پس از تعیین 19 ایستگاه (مظهر چشمه ها) سرویمتر در ارتفاع یک متری از سطح آب به طور افقی ثابت شده و آهنگ دز اشعه گاما به مدت یک ساعت در محل مورد نظر ثبت گردید. سپس با استفاده از ضرایب مربوط، آهنگ دز معادل، موثر، مغز استخوان و اندامهای جنسی انسانی که در آن محیط قرار می گیرد محاسبه گردید. جهت مقایسه میانگین ها از آزمون تی مستقل استفاده شد.نتایج: آهنگ دز جذبی در مظهر 19 چشمه آبگرم در استان کرمان با توجه به امکان دسترسی به مظهر چشمه، اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد چشمه آبگرم امیره کیخسروی دارای بیشترین آهنگ دز سالانه (1.65±0.54 میلی سیورت در سال) و کمترین آهنگ دز مربوط به چشمه غارایوب (0.53±0.23 میلی سیورت در سال) می باشد. همچنین آهنگ دز سالانه مغز استخوان و اندامهای جنسی در مظهر چشمه های اندازه گیری شده به ترتیب در محدوده 0.42±0.18 تا 1.32±0.43 و 0.43±0.19 تا 1.34±0.44 میلی سیورت در سال متغیر می باشد.بحث و نتیجه گیری: این بررسی نشان داد که بیشترین آهنگ دز سالانه اندازه گیری شده در مظهر چشمه های آبگرم استان کرمان به میزان 120 درصد از آهنگ دز سالانه مناطق نرمال در فضای باز بیشتر می باشد که دلایل این امر را می توان وجود مواد رادیواکتیو در آب چشمه های آبگرم و ارتفاع مظهر چشمه ها از سطح دریای آزاد عنوان کرد. نظر به بالا بودن آهنگ دز اندامهای حساس افرادی که در مظهر چشمه ها قرار دارند نسبت به آهنگ دز سالانه مناطق نرمال در فضای باز، توصیه می شود حتی الامکان جهت استفاده درمانی از چشمه های چگری، خانقاه، غارایوب، جوشان، و چهار فرسخ استفاده گردد. همچنین با توجه به نتایج مطالعه رابطه ای بین آهنگ دز اشعه گاما با نوع و درجه حرارت چشمه ها وجود ندارد.

مقدمه: استفاده از مولفه های برانگیخته مغز بواسطه ارایه تحریک به فرد می تواند به عنوان یک ابزار ارتباطی بین انسان و کامپیوتر مطرح گردد. مولفه P300 نمونه ای از این امواج است که امروزه مبنای عملکرد برخی از سیستم های رابط مغز و کامپیوتر قرار گرفته است. در این تحقیق توانایی مدل پنهان مارکوف در تشخیص این مولفه مورد ارزیابی قرار می گیرد.مواد و روشها: ابزارهای پردازشی بکار رفته برای آشکارسازی مولفه P300 در سیگنال الکتروآنسفالوگرام شامل تبدیل موجک، آنالیز مولفه های مستقل ارتقا یافته با تبدیل موجک، و مدل پنهان مارکوف ترکیبی با شبکه عصبی پرسپترون چند لایه می باشد. برای ارزیابی الگوریتم ها،از داده های گروه تحقیقاتی وادسورث در مسابقه BCI2005 تحت عنوان الگوی هجی کننده مولفه P300 استفاده شده است. ابتدا آرتیفکت الکتروآکولوگرام موجود در سیگنال الکتروآنسفالوگرام توسط آنالیز مولفه های مستقل ارتقا یافته با تبدیل موجک حذف شده است. سپس نویز الکتروآنسفالوگرام زمینه توسط تبدیل موجک چندجمله ای مرتبه دوم حذف گردیده و در نهایت این سیگنال ها با استفاده از مدل پنهان مارکوف و یک شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، دسته بندی شده اند.نتایج: پارامترهای استفاده شده برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی در این تحقیق مشتمل بر صحت، حساسیت، دقت، میزان پیش بینی موارد مثبت، و میزان پیش بینی موارد منفی می باشد. صحت دسته بندی سیگنال های آزمون در حالت های 15 و 5 مرتبه متوسط گیری از آنها به ترتیب 81.6% و 50.7% بدست آمد.بحث و نتیجه گیری: مدل پنهان مارکوف در فرآیند دسته بندی داده ها، محتمل ترین مدل منطبق بر داده ها را می یابد اما نحوه تصمیم گیری در مورد دسته بندی آنها را تعلیم نمی بیند. به منظور رفع این مشکل لازم است از یک الگوریتم تصمیم گیرنده کمکی در کنار این مدل استفاده شود. به همین منظور از شبکه عصبی پرسپترون چند لایه در کنار این مدل برای دسته بندی سیگنال ها استفاده شده است. در نهایت، با نگاهی کلی به نتایج بدست آمده در این تحقیق می توان استنباط نمود که استفاده از مدل پنهان مارکوف به منظور تفکیک مولفه P300 در حالت برخط می تواند به عنوان یک گزینه مناسب مطرح گردد.

مقدمه: یکی از روشهای فیزیکی موثر در درمان سرطانهای موضعی، الکتروشیمی درمانی است. در این روش از آثار جریانهای الکتریکی مستقیم به منظور ایجاد تغییرات شیمیایی و نابودی تومور بهره برداری می شود. مطالعه حاضر، به بررسی تاثیر دز الکتریکی و پلاریته جریان بر بازده الکترولیز روی یک مدل توموری کولون پرداخته است.مواد و روشها: ابتدا با تزریق زیرجلدی سلول های CT26 در پهلوی راست موشهای Balb/c، در 100 حیوان تومور کارسینومای کولون القا گردید. زمانی که حجم تومور به (350±50) میلیمترمکعب می رسید، حیوانات به طور تصادفی در 10 گروه تقسیم و با آرایش 6 الکترودی در پایه و بالای تومور به جز در گروه شاهد اصلی، با دزهای (0، 10، 20، 30، و 40) کولن بر سانتیمترمکعب تحت درمان قرار گرفتند. علاوه بر بررسی های آسیب شناسی، اندازه گیری روزانه ابعاد تومورها و مرگ و میر حیوانات ثبت گردید.نتایج: پس از الکترولیز درمانی، در تمامی گروهها تاخیر و کنترل رشد تومور، گاهی نابودی کامل تومور و افزایش کسر بقا ثبت شده است. در گروه کنترل حیوانات بیش از 50 روز زنده نماندند و تومورها تخریب نشد. در دز 40 کولن بر سانتیمترمکعب با پلاریته آند در پایه تومور 80 درصد تومورها به درمان پاسخ کامل داده و کسر بقای تجمعی تا 120 روز پس از درمان 0.80 تعیین شد. افزایش دز الکتریکی به طور معنی دار روی درصد پاسخ کامل و بقای تجمعی تاثیر گذاشت. هر چند در پلاریته آند در پایه تومور نتایج بهتری به دست آمد، اما معنی دار نبود.بحث و نتیجه گیری: پاسخ کامل به میزان 10 تا 80 درصد در گروههای درمانی، نشانگر اثرات ضد توموری و پتانسیل بالای الکترولیز در نابودی تومورهای سرطانی می باشد. همچنین مشاهده تنها یک مورد مرگ و صحت و سلامت کامل حیوانات تا 120 روز پس از درمان، بیانگر ایمنی این روش است.

مقدمه: سرطان سینه، یک عامل موثر در مرگ و میر خانمها در سراسر جهان می باشد. از آنجایی که رادیولوژیستها تنها در 75% موارد سرطان سینه را تشخیص می دهند، استفاده از روشهای کمک تشخیصی کامپیوتری ضروری می باشد.مواد و روش ها: در این مطالعه روشی نوین با ترکیب روشهای مبتنی بر پیکسل و مبتنی بر ناحیه به منظور افزایش دقت در تعیین نواحی مشکوک و کاهش خطای مثبت کاذب ارایه شده است. در ابتدا با به کارگیری روش ترکیبی جدید پس زمینه و عضله سینه از روی تصاویر ماموگرافی به صورت خودکار حذف می شوند و با استفاده از روش چگالی وزن دار وفقی، کنتراست تصاویر بهبود می یابد. آنگاه در مرحله اول با اعمال یک الگوریتم جدید مبتنی بر روشهای مورفولوژی و آستانه گذاری تطبیق پذیر، نواحی مشکوک به توده استخراج می شوند. در مرحله دوم برای کاهش خطای مثبت کاذب، با اعمال تبدیل موجک در نواحی مشکوک، ویژگیهای مناسب استخراج گردیده و جهت طبقه بندی به ماشین بردار پشتیبان منتقل می شوند.نتایج: برای ارزیابی این روش بانک داده های MIAS مورد استفاده قرار گرفت و حساسیت 81% و اختصاصیت 84% حاصل گردید و در نهایت با مقایسه منحنی ROC مربوط به روش پیشنهادی و الگوریتم ماسوتی و نظر یک متخصص، افزایش حساسیت و اختصایت مشاهده شد.بحث و نتیجه گیری: در این مطالعه ترکیبی از روشهای مبتنی بر پیکسل و مبتنی بر ناحیه به منظور افزایش اختصاصیت پیشنهاد شده است که امکان تشخیص انواع مختلف توده حتی در تصاویر ماموگرافی با کنتراست پایین را فراهم می سازد. با افزودن مرحله تکمیلی و استفاده از ویژگی های موثر در الگوریتم، در اختصاصیت افزایش 30% حاصل گردید.

مقدمه: در این تحقیق از کد مونت کارلو(MCNP4C)  جهت ارزیابی کمی تاثیر اندازه و جنس کریستال بر روی کسر پراکندگی بین کریستالی و پارالاکس در کریستالهای سیستم PET استفاده گردید.مواد و روشها: در راستای این ارزیابی کریستال مرکزی در هر یک از 5 کریستال که هرکدام متشکل از آرایه های 13×13 با کریستال های20 ×4×4 میلی مترمکعب، با بهره گیری از یک چشمه نقطه ای 511 کیلوالکترون ولت تحت تابش قرار گرفت. توابعی همانند صحت تشخیص موقعیت برهمکنش فوتون، درصد وقایعی که دچار پراکندگی بین کریستالی و پارالاکس گردیده ا ند و تابع نقطه گستر در کریستالهای مختلف با تغییر پارامترهایی نظیر طول، اندازه سطح و همچنین تغییر زاویه فوتون ورودی، مورد بررسی قرار گرفتند. صحت نتایج نرم افزار از طریق مقایسه با نتایج بدست آمده توسط شائو و همکارانش مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج: بر اساس نتایج شبیه سازی و آنالیز کمی نتایج بدست آمده، مشخص گردید با ا فزایش اندازه سطح کریستال، صحت تشخیص موقعیت برهمکنش فوتون افزایش و پراکندگی بین کریستالی کاهش پیدا می کند اما با افزایش طول کریستال، صحت تشخیص موقعیت برهمکنش کاهش و پراکندگی بین کریستالی افزایش پیدا می کند.بحث و نتیجه گیری: با در نظر گرفتن خواص مرتبط با تضعیف فوتون 511 کیلوالکترون ولت، می توان گفت کریستالBGO  مناسبترین کریستال جهت کاهش پدیده پراکندگی بین کریستالی می باشد. اما با توجه به بالا بودن میزان نور تولیدی در کریستال LSO و LYSO و همچنین سرعت میرا شدن نور در این کریستالها، این دو کریستال در بیشتر سیستمهای PET مورد استفاده قرار می گیرند. از توابع بدست آمده برای پراکندگی بین کریستالی و پارالاکس، می توان در پروسه بازسازی جهت بازیافت قدرت تفکیک و بهینه کردن کیفیت تصاویر استفاده نمود.

مقدمه: بیماری استحاله وابسته به سن ماکولا یکی از دلایل مهم نابینانی غیر قابل بازگشت در جوامع پیشرفته است. این بیماری باعث می شود تا بیمار کارهایی ساده مثل خواندن، رانندگی کردن و دیگر وظایف روزانه را بخوبی انجام ندهد. در بیماری استحاله وابسته به سن ماکولا عروق جدید خونی در زیر شبکیه رشد می کنند که به این فرآیند، عروق تازه تشکیل شده کوروئیدی گفته می شود. کمی کردن خصوصیات عروق نگاری عروق تازه تشکیل شده کوروئیدی مورد توجه می باشد، زیرا این پارامترها به عنوان نشانه هایی برای بررسی پاسخ به روش های درمانی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. امروزه، روش های بررسی عروق تازه تشکیل شده بر اساس تفسیر فردی توسط متخصصین بالینی مجرب است. هدف از این مقاله پیشنهاد الگوریتمی خودکار برای تعیین گستره عروق تازه تشکیل شده می باشد.مواد و روشها: الگوریتم پیشنهادی برای تجزیه و تحلیل عروق نگارهای ایندوسیانین سبز 12 بیمار دارای عروق تازه تشکیل شده استفاده شد. این عروق نگارها توسط سیستم افتالموسکوپ جاروبگر لیزری هم کانون تهیه گردید. الگوریتم پیشنهادی شامل فیلتر وینر تطبیقی، روش ریخت شناس تاپ - هت و روش آستانه گذاری بر اساس اتسو تغییر یافته است. بعد از اعمال این الگوریتم مساحت هر ضایعه بدست آمده با نتایج بدست آمده توسط پزشک مورد مقایسه قرار گرفت. در نهایت مساحت های موردنظر، با ساخت لوله ای پر از ماده ایندوسیانین سبز به میلی متر مربع تبدیل گشت.نتایج: مساحت عروق تازه تشکیل شده توسط الگوریتم پیشنهادی و یک مشاهده گر بدست آمد که بین آنها اختلاف معنی داری مشاهده نگردید (p>0.05).بحث و نتیجه گیری: این مطالعه نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی بر اساس اتسو تغییر یافته می تواند به طور موثر برای اندازه گیری مساحت انواع عروق تازه تشکیل شده استفاده گرد.

مقدمه: زخمهای فشاری عارضه هایی هستند که در اثر فشار وارده به بافت و ایسکمی و نکروز موضعی ایجاد می گردد. نیاز به مطالعه دقیق تر اینگونه زخمها محققان را به سوی شیوه های مصنوعی ایجاد زخم سوق داده است. مطالعه رفتار مکانیکی لایه های زیرین پوست در زیر فشار، ابزاریست که کنترل فرآیند ایجاد زخم و انتخاب مناسب پارامترهای تست را فراهم می آورد.مواد و روشها: در این تحقیق از روش المان محدود برای مدلسازی رفتار مکانیکی بافت در زیر فشار استفاده شده است. جهت ایجاد زخمهای فشاری سیستمی مجهز به سنسورهای فشاری و فیدبک در نظر گرفته شده است. در این تحقیق پارامترهای الاستیک بافت با استفاده از تستهای کششی تک محوری بدست آمده اند. عمق لایه های بافت با مطالعه تصاویر میکروسکوپی بافت، بکمک نرم افزار استخراج شده اند.نتایج: نتایج مدلسازیهای المان محدود پروفایل تنش و کرنش در لایه های بافت را به نمایش می گذارد. کرنشهای همه جانبه در بافت عضله در مرزهای دیسک بیشینه خود را اختیار می کنند. تنشهای برشی و همه جانبه در لایه های پوست و در زیر دیسک تجمع می نمایند.بحث و نتیجه گیری: نتایج مدل با نتایج حاصله از آزمایشات تطابق خوبی دارد، بنابراین می توان از مدلسازی و شبیه سازی مبتنی بر المان محدود برای درک بهتر پروسه ایجاد زخم استفاده کرد. بهینه نمودن نتایج مدلسازی منوط به دست یابی به ابزار دقیق تر جهت اخذ پارامترهای مورد نظر مدل می باشد.

زمینه: آثار پرتوی غیر هدفی به آسیب ها و آثاری اطلاق می گردد که بدون نیاز به برخورد مستقیم پرتو، در سلول ها ایجاد می شوند. اثر همسایگی پرتوی از جمله آثار پرتوی غیر هدفی است که در سال های اخیر به وجود آن پی برده اند. در اثر این پدیده در سلول هایی که تحت تابش پرتو قرار ندارند ولی در ارتباط با سلول های تابش یافته (هدف) هستند، آثار پرتوی ظاهر می شود. این پدیده و دیگر آثار غیر هدفی پرتوهای یون ساز ناقض تئوری هدف می باشند که برخورد پرتو با یکی از اجزای سلول را برای ایجاد آثار پرتوی در آن الزامی می داند.روش: به منظور شناخت اثر همسایگی و عوامل موثر بر آن مقالات پژوهشی و مروری مرتبط با تحقیقات انجام شده در این زمینه مرور شدند. بیشتر این تحقیقات بر روی سلول های انسانی و حیوانی انجام گرفته اند و تحقیقات درون تنی بر روی حیوانات نیز رو به افزایش است.نتایج: با کاربرد روش های آزمایشگاهی مختلف، اثر همسایگی پرتوی در سلول های زیادی مشاهده شده است. آثار ناشی از این اثر در سلول های همسایه، شامل مرگ سلول، آسیب کروموزومی و تغییرات ژنتیک، تغییر بیان برخی ژنها، تاخیر در چرخه سلول، تغییرات نئوپلاستیک، ناپایداری ژئومیک، افزایش بازده کشت و افزایش مقاومت و یا حساسیت پرتوی می باشد. این پدیده در اثر پرتوهای با LET مختلف روی می دهد و در دزهای کم که همه سلول ها تحت تابش قرار نمی گیرند، بیشتر بارز می شود. هرچند در دزهای بالا نیز وجود دارد ولی به دلیل بارز بودن آثار ناشی از دز بالا کمتر مورد توجه قرار می گیرد. بین این اثر و دیگر آثار غیر هدفی مثل سازش پرتوی و ناپایداری ژئومیک ارتباط متقابل وجود دارد.بحث و نتیجه گیری: اثر همسایگی در دزهای کم باعث می شود، شدت آثار پرتوی ضریب درستی از دز یا تعداد سلول های تابش شده نباشد و بنابراین در خط مشی حفاظت پرتوی که بر اساس رابطه خطی بدون آستانه میان ریسک پرتوی و دز، تعیین شده است تاثیر خواهد گذاشت. همچنین این چشم انداز وجود دارد که بتوان از این اثر در پرتودرمانی بهره گرفت. ولی تاثیر آ« در آسیب وارد بر بافت های سالم، در پرتودرمانی را نیز نباید نادیده گرفت.