مجله فیزیک پزشکی ایران
سال:1388 | دوره:6 | شماره:2 (پیاپی 23) |تعداد مقالات:10

مقدمه: یکی از پارامترهای موثر در کاهش کیفیت تصاویر در سیستمهای توموگرافی کامپیوتری، ثبت فوتونهای پراکنده می باشد. میزان ثبت فوتونهای پراکنده بستگی به هندسه اسکنر و همچنین شکل و مواد جسم مورد تصویر برداری دارد. جهت انجام اصلاحات لازم نحوه توزیع و مقدار فوتونهای پراکنده ثبت شده در پروسه جمع آوری اطلاعات باید شناخته شود. روشهای عملی اندازه گیری فوتونهای پراکنده مبتنی بر مسدود کردن پرتوهای اولیه در یک نقطه، تنها مقدار فوتونهای پراکنده را در یک نقطه محاسبه می کنند حال آنکه پروفایل فوتونهای پراکنده در تمام آشکارسازها می تواند بسیار موثرتر باشد. در این تحقیق تلاش شده است تا پروفایل فوتونهای پراکنده مربوط به سی تی اسکن 64 اسلایس با روش اندازه گیری عملی جدیدی اندازه گیری شود.روش کار: جهت اندازه گیری عملی فوتونهای پراکنده از آرایه تک بعدی مسدود کننده های سربی استفاده شد که با قرار دادن این آرایه در زیر کالیماتور محدود کننده پرتو و پرتودهی فانتوم، فایل داده های خام حاصل از پرتودهی مستقیما از آشکار ساز دستگاه استخراج شد.نتایج: با بدست آوردن منحنیهای فوتونهای پراکنده و بهره فوتونهای پراکنده به اولیه مشاهده شد که افزایش ولتاژ تیوب ازکیلو ولتاژ پیک 80 به کیلو ولتاژ پیک 140 باعث کاهش 80 درصدی بهره فوتونهای پراکنده به اولیه در فانتوم آب می شود، افزایش فاصله فانتوم و آشکارساز به اندازه 20.9 سانتی متر موجب 30 درصد افزایش بهره فوتونهای پراکنده به اولیه در آشکار سازهای مرکزی می شود.نتیجه گیری: روش اندازه گیری عملی ارایه شده قابلیت استخراج توزیع فوتونهای پراکنده فقط با یکبار اکسپوز فانتوم را داراست و روش مناسبی جهت تخمین فوتونهای پراکنده است.

مقدمه: در چند دهه اخیر کدهای مونت کارلو زیادی برای تحقیقات و کاربردهای پزشکی مطرح شده اند. این روشها بدقت و با جزئیات کامل ترابرد ذره حاصل از شتابدهنده خطی را محاسبه می کنند.اشکال کلی این روشها طولانی بودن زمان محاسبات است که با استفاده از کامپیوترهای سریع و روشهای کاهش واریانس و تکنیکهای موازی سازی این زمان تا حد زیادی کاهش یافته است.مواد و روش ها: در این بررسی از کد محاسباتی MCNP-4C به منظور شبیه سازی مد الکترون شتابدهنده خطی نپتون 10PC استفاده شده است. میدانهای مورد بررسی در این تحقیق، با ابعاد 6×6، 10×10، 15×15 و 25×25 سانتی متر مربع انتخاب گردیدند و پارامترهای دزیمتری شامل منحنی های دز عمقی و توزیع دز در خارج از مرکز برای الکترون 6، 8 و 10 مگاالکترون ولت به طریقه محاسباتی و عملی اندازه گیری شده و این نتایج با یکدیگر مقایسه گردید.اندازه گیری عملی پارامترهای دزیمتری با استفاده از سیستم دزیمتری اسکندیترونیکس، دزیمترهای نیمه هادی و نرم افزار RFA Plus انجام شده است.نتایج: مقایسه نتایج محاسباتی و اندازه گیریهای عملی منحنی های درصد دز عمقی و توزیع دز در خارج از مرکز در میدان ها و انرژیهای مختلف، نشاندهنده توافق مناسب (بهتر از 2%) بین آنهاست همچنین بین پارامترهای باریکه الکترونی از قبیل E0، RP،Rq  و توافق بسیار خوبی وجود دارد.بحث و نتیجه گیری: شبیه سازی انجام شده در این مطالعه قادر به محاسبه داده های باریکه های الکترونی شتابدهنده در فانتوم آب برای اندازه میدانهای مختلف می باشد و این داده ها را می توان در بررسی پارامترهایی که اندازه گیری عملی آنها غیر ممکن و یا مشکل می باشد استفاده نمود و در پیش بینی و بهینه سازی طرح درمان به کار برد.

مقدمه: بررسی اثرات بیولوژیک میدانهای مغناطیسی از سالها پیش موردتوجه دانشمندان بوده است و در سالیان اخیرنیز تحقیقات گسترده ای با استفاده از فرکانسها وشدتهای مختلف بر روی انسان و حیوانات آزمایشگاهی انجام شده است. نتایج بدست آمده در این زمینه، که عمدتا با استفاده ازفرکانسهای بالا انجام شده است، نشان دهنده اثرات این میدانها برروی ساختار و عملکرد سیستمهای زنده می باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثر میدان با فرکانسهای پایین بر روی حافظه و یادگیری در موش صحرایی می باشد.مواد و روش ها: تعداد 60 موش صحرائی نربالغ از نژاد اسپراگ دالی (با وزن 250-200 گرم) بطور تصادفی انتخاب و به شش گروه ده تایی تقسیم شدند.گروه اول، گروه شاهد بود و گروههای 2 تا 6 که به ترتیب در معرض فرکانسهای 5، 10، 15، 25 و40 هرتز و شدت 50 میکروتسلا قرار گرفتند. برای بررسی اثرات میدان بر روی یادگیری 20 نوبت آزمون با استفاده از جعبه شاتل در حالیکه در بین دو بازوی مولد میدان بود و دستگاه بر روی فرکانس و شدت مورد نظر قرار داشت، انجام گردید. برای بررسی برگشت پذیر بودن اثرات میدان و نیز بررسی حافظه، 24 ساعت بعد مجددا 20 نوبت آزمون در همان شرایط و در حالیکه دستگاه مولد میدان خاموش بوده انجام شد. پارامترهای اندازه گیری شده عبارتند از: تاخیر پاسخهای شرطی  (latency)و تعداد پاسخهای شرطی.نتایج: میدان با فرکانسهای 5، 10، 15 و 40 هرتز و شدت 50 میکروتسلا بر روی یادگیری و حافظه اثری ندارد اما فرکانس 25 هرتز اگرچه بر روی یادگیری اثری ندارد اما موجب اختلال در تثبیت حافظه میشود.بحث و نتیجه گیری: نتایج به دست آمده نشان داد که در فرکانس 25 هرتز و شدت 50 میکروتسلا اختلاف معنی داری در تاخیر پاسخهای شرطی و تعداد پاسخهای شرطی روز دوم با گروه شاهد و بقیه گروهها وجود دارد. بدین صورت که در این گروه و برخلاف گروه شاهد و گروههای آزمایشی دیگر، تاخیر پاسخهای شرطی در روز دوم افزایش و تعداد پاسخهای شرطی کاهش یافت.

مقدمه: در بیماران قلبی عروقی، از اسکن پرفیوژن میوکارد که یک روش غیر تهاجمی است، استفاده می شود. این مطالعه جهت انجام محاسبات و دستیابی نهایی به یک نرم افزار کاربردی در زمینه تشخیص خودکار نارسایی عروق کرونری قلب از روی تصاویر اسپکت بوده است.مواد و روش ها: برای هر مقطع، بطن چپ توسط روش خوشه بندی فازی از زمینه تصویر جداسازی می شود. با استخراج اسکلت مورفولوژیکی میوکارد بطن چپ از مقطعهای عرضی و درون یابی آن، منطق فازی برای تصمیم گرفتن در مورد اینکه آیا یک پیکسل به ماهیچه میوکارد و یا هر اختلال پرفیوژن تعلق دارد یا نه، به کار می رود. هر اختلال پرفیوژن با مدل ارایه شده پر می شود. تصاویر حاصل به 18 بخش هم حجم تقسیم می گردند و با استخراج ویژگیهایی با بانک نرمال مقایسه می شوند.نتایج: شرایط بحرانی غیر نرمال برای حالتهای استراحت و استرس و تشخیص بیماریهای رگهای کرونری در جمعیتی معادل با 317 تصویر بررسی شد. انحراف معیار و میانگین مربوط به جواب های نرمال در 100 مرد و 80 زن با کمتر از 5 درصد احتمال بیماری رگهای کرونری محاسبه شده است. اندازه گیری و اختصاص قطاع های متفاوت میوکارد به رگهای کرونری خاص، توسط اطلاعات جمع آوری شده در 75 بیمار مرد و 62 بیمار زن به ترتیب انجام شده است. صحت تشخیص انسداد رگ کرونری قلب در 40 بیمار که تحت آنژیوگرافی کرونری بوده اند، فهمیده شد.بحث و نتیجه گیری: الگوریتم پیشنهادی نهایتا در تهیه نرم افزار تشخیصی DCAD، تجسم پیدا کرد. این نرم افزار توانایی خوبی در تشخیص انسداد عروق کرونری قلب از خود نشان داده است و می تواند راه گشای متخصصین پزشکی هسته ای در تشخیص این عوارض باشد. نرم افزار در جامعه بیماران که شامل 75 بیمار مرد و 62 بیمار زن بود، بررسی شده و صحت 91% برای مردان و 85% برای زنان بدست آمده است.

مقدمه: سه مشخصه اصلی در بررسی کیفیت تصاویر پزشکی هسته ای عبارتند از: رزولوشن، کنتراست و نویز تصویر. تصویربرداری با تابش پوزیترون ویژگی و حساسیت بالایی در کاربردهای انکولوژی دارد، اما سطح بالای نویز، کیفیت تصاویر را تنزل می دهد. یکی از روشهایی که می توان از آن برای کاهش نویز استفاده کرد، تبدیل موجک است.مواد و روش ها: در مطالعه حاضر، برای تولید تصاویر PET از نرم افزار SimSET که نرم افزار شبیه سازی مونت کارلو برای مقطع نگاری تابشی می باشد، و فانتوم چهار بعدی NCAT استفاده شده است. اکتیویته نسبی ارگانهای مختلف در فانتوم بر اساس تصاویر واقعی تنظیم شده اند. تصویر با بالاترین شمارش به عنوان تصویر مرجع و سایر تصاویر به عنوان تصاویر نویزی مورد پردازش قرار گرفته اند. برنامه های لازم برای بازسازی، پردازش تصاویر و نویززدایی با استفاده از نرم افزار MATLAB تدوین شده اند. در این تحقیق تاثیر 54 موجک مختلف با چهار روش متفاوت بر روی تصاویر مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور مقایسه تصاویر نویز زدایی شده با تصویر مرجع، از RMS و اختلافLine profile  استفاده شده است.بحث و نتیجه گیری: با توجه به مقادیر RMS بهترین روش نویززدایی SWT در سطح اول تجزیه تشخیص داده شد. در این حالت مقدار RMS نسبی به کمترین مقدار می رسد و بیشترین شباهت بین تصویر نویز زدایی شده و تصویر مرجع وجود داشت.

مقدمه: پرتودرمانی یکی از راهکارهای مهم در درمان تومورها و بافتهای سرطانی می باشد. اما میزان کارآیی این روش به میزان زیادی وابسته به دقت و کیفیت طراحی درمان و چگونگی اجرای درمان می باشد. در حال حاضر عموما انتخاب زاویه بیم مناسب در پرتو درمانی خارجی بر اساس تجربیات طراح برنامه می باشد. بنابراین نیاز به برنامه ای جهت انتخاب زاویه بیم ها در پرتو درمانی طراحی مستقیم مشاهده می شود.مواد و روش ها: در این پژوهش، یک روش موثر برای بهبود بخشیدن توزیع دز با انتخاب زاویه های بیم هم صفحه و همچنین با انتخاب وزن مناسب برای هر بیم یا به عبارتی زمان مناسب تابش در هر زاویه در محیط برنامه نویسیMATLAB  ارایه شده است. در الگوریتم بهینه سازی زاویه ها و وزن آنها، مقادیر محاسبه شده متناسب با حداقل مقدار تابع هدف بدست آمده از توزیع دز محاسبه شده بر اساس جمع توزیع دزهای گروههای بیم کاندید شده می باشد. بهینه نمودن مقدار وزن ها و زاویه ها بر اساس فرایندهای سعی و خطا تا رسیدن به یک تعادل بین هدفها ایجاد می شود. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک با کدبندی اعداد حقیقی برای نمایش زاویه و وزن بیم ها با تعداد تکرار مشخص (در صورت همگرا نشدن الگوریتم تا حد مورد نظر) استفاده شده است. برای تکامل این الگوریتم دو روش تک فازی و دو فازی مورد استفاده قرار گرفته است. در تکامل تک فازی، کروموزوم حاوی زاویه و وزن در یک فاز تکامل می یابد، در حالیکه در تکامل دو فازی، کروموزوم در فاز اول با ثابت نگه داشتن مقادیر وزن و بهینه کردن زاویه ها و در فاز دوم با ثابت نگه داشتن زاویه های بهینه فاز اول و بهینه کردن وزن ها و تکرار ترتیبی این دو فاز، تکامل می یابد. محاسبات دز یا استفاده از تکنیک های «بر پایه تصحیح» انجام شده است.نتایج: در نهایت، یک مورد ساده و یک مورد شبیه سازی کلینیکی برای نشان دادن کارایی این دو الگوریتم ارایه شده است. طرح دو فازی نسبت به تک فازی به زمان محاسبات بیشتری نیاز دارد (حدود 40 دقیقه در مقابل 20 دقیقه)، اما پاسخها بهینه تر می باشند.نتیجه گیری: نتایج بیانگر کارایی الگوریتم و زمان محاسباتی نسبتا قابل قبول آن می باشد.

مقدمه: اشکال عمده سی تی اسکن دوز تابشی نسبتا بالا در مقایسه با دیگر روشهای تصویربرداری با استفاده از اشعه ایکس است. به دلیل پراکندگی، واگرایی باریکه و بهره وری محدود کلیماتور، دوز قابل ملاحظه ای به بافتهای مجاور می رساند. میزان دوز تابشی در اسکنر مولتی اسلایس بیشتر از تک اسلایس است و به دلیل اینکه اسکنرهای مولتی اسلایس به طور فزاینده ای از باریکه پهن استفاده می نمایند، اتاقکهای یونیزاسیون 100 میلیمتر که امروزه در اندازه گیری CTDI100 استفاده می شود، دیگر نمی توانند به طور صحیح کل پروفایل دوز پهنای اسلایس را اندازه بگیرند. در نتیجه دوز سی تی را کمتر از حد برآورد می کنند. از اینرو هدف تحقیق حاضر اندازه گیری ضریب دوزیمتری تصویربرداری توموگرافی کامپیوتری (CTDI) حاصل از دستگاه مولتی اسلایس (64 اسلایس) با استفاده از پلیمر ژل، دوزیمتری بر پایه تصویربرداری  (MRPD) MRIمی باشد که شاخص خوبی برای تخمین دوز متوسط بیمار را به هنگام سی تی اسکن می باشد.مواد و روش ها: برای اندازه گیری CTDI، با طراحی فانتوم و تهیه ژل MAGIC، تصویربرداری MRI بوسیله دستگاه 1.5 تسلا زیمنس با پامترهای تصویربرداری  TR=2000; ms TE=20-460ms; NEX=1; ST=2mmانجام گرفت. CTDI با استفاده از اتاقک یونیزاسیون با طول 100 میلیمتر (CTDI100) و همچنین به کمک ژل MAGIC با روش MRPD برای پهنای اسمی 10 و 40 میلیمتر اسکن توموگرافی کامپیوتری اندازه گیری شد.نتایج: اندازه گیریهای CTDI100 برای پهنای اسمی برش 10 و 40 میلیمتر اسکنر مولتی اسلایس با استفاده از اتاقک یونیزاسیون و ژل MAGIC، نشان دادند که اتاقک یونیزاسیون CTDI100 را به ترتیب 28.71 و 14.03 درصد نسبت به ژل کمتر تخمین می زند.بحث و نتیجه گیری: ژل دوزیمترهای پلیمری، این قابلیت را دارند که CTDI را در باریکه های پهن در سی تی اسکنر مولتی اسلایس اندازه گیری نمایند در حالیکه اتاقک یونیزاسیون 100 میلیمتر استاندارد به علت طول محدود، حتی برای پهنای باریکه 10 میلیمتر، قابل اعتماد نیست و دارای خطا می باشد. علاوه بر این بعلت سه بعدی بودن ژل دوزیمترها، می توان از پروفایل دوز بدست آمده اطلاعات ارزشمندی نظیر؛ ضخامت واقعی برش و بهره وری هندسی محور z را بدست آورد. همچنین علاوه بر پارامترهای مذکور تنها با استفاده از ژل دوزیمترها است که می توان درصد یکنواختی کلی و جزیی در صفحه برش را بدست آورد. نتایج این مطالعه نشان داد که MAGIC پلیمر ژل دوزیمتری بر پایه تصویربرداری MRI می تواند به عنوان یک روش تکمیلی در اندازه گیری دوزیمتری مرسوم اتاقک یونیزان مخصوصا در اندازه گیریهای بیشتر از دو میلیمتر مورد استفاده قرار گیرد.

مقدمه: این مطالعه جهت ارزیابی پارامترهای دوزیمتری مانند دوز رکتوم، دوز مثانه، دوز تجمعی، ضریب همگنی دوز و ضریب تطبیق دوز در روش های مختلف رادیوتراپی سرطان پروستات انجام شد.مواد و روشها: تعداد 27 بیمار مبتلا به سرطان پروستات انتخاب شدند و تصاویر توموگرافی کامپیوتری لگن آنها تهیه و به سیستم طراحی درمان سه بعدی آرتی دوز پلان منتقل شد. برای هر یک از بیماران، هشت طرح درمان رایج (سه، چهار، پنج و شش میدان) با انرژی کبالت 60 طراحی شد. سپس طرح درمانهای مشابهی در دو انرژی 6 و 18 مگاوات انجام شد.نتایج: با افزایش انرژی پرتو، دوز میانگین رسیده به رکتوم و مثانه به ترتیب 3 تا %4 و 4 تا %6 نسبت به کبالت کاهش یافت و دوز رسیده به کل حجم مثانه در انرژی 6 مگاولت، %26 و در انرژی 18 مگاولت، %58 کاهش یافت. افزایش انرژی باعث افزایش ضریب تطبیق %7 و %10 به ترتیب برای انرژی های 6 و 18 مگاولت نسبت به کبالت شد و دوز تجمعی و دوز ماکزیمم نیز به ترتیب %10 تا %20 و %3 تا %4 کاهش یافتند.بحث و نتیجه گیری: طرح درمان شش میدان (چهار میدان مایل و دو میدان کناری) در مقایسه با دیگر طرح درمانها، کمترین دوز را به ارگانهای خساس و دوز کافی به پروستات رساند. با افزایش انرژی، پارامترهای مربوط به مثانه و ناحیه درمانی بهبود یافتند.

زمینه: اثر همسایگی که منجر به آثار پرتوی در سلولهای پرتو ندیده می شود این اصل را که عبور اشعه از داخل هسته منجر به واکنشهای بیولوژیکی می شود به چالش کشیده است. مکانیسم این پدیده چیست؟ برای فهم بهتر این مفهوم نسبتا مبهم تعداد قابل ملاحظه ای مقاله تخصصی اصیل و مروری به دقت مورد مطالعه قرار گرفتند.نتیج: سلولهای تابش دیده مولکولهایی آزاد می کنند که می توانند در محیط سلولی منتشر شوند و با موجب برقراری ارتباط بین سلولی از طریق «گپ جانکشن» شوند. این مولکولها می توانند خود را به سلولهای همسایه برسانند و سیگنال اثر همسایگی ارسال کنند. در مطالعات زیادی تایید شده است که این مولکولها فاکتورهای رشد، سایتوکین ها، نیتریک اکسید و رادیکاهای آزاد اکسیژن (ROS) می باشند.ارسال سیگنالهای اثر همسایگی به سلولهای مجاور، آنها را وادار به تولید مولکولهای مرتبه دوم از این نوع می کند که این مولکولها به نوبه خود موجب صدمات سلولی می شوند. بعضی محققین معتقدند که اجزا سلولی دیگری به جز هسته (میتوکندریا و غشا سلول) منشا این سیگنالها هستند. نظریه دیگری نیز وجود دارد که پیشنهاد می کند شکست دوشاخه DNA مستقیما با سیگنالهای اثر همسایگی ایجاد نمی شود بلکه افزایش و اثر تجمعی شکست های تک شاخه منجر به شکست دوشاخه می شود. گرچه مکانیسم اثر همسایگی کاملا فهمیده نشده است ولی تردیدی نیست که مکانیسم های متعدد و مسیرهای مختلفی عامل این اثر می باشند. نوع سلول، نوع تابش، شرایط آزمایشگاه و محصول نهایی تعیین کننده مکانیسم غالب هستند.نتیجه گیری: مولکول های حامل پیام های همسایگی و مسیرهای مولکولی موثر در ایجاد اثر، در ایجاد پاسخ به استرس های غیر پرتوی نیز نقش دارند. پس این احتمال را می توان مطرح نمود که اثر همسایگی پرتوی نیز نقش دارند. پس این احتمال را می توان مطرح نمود که اثر همسایگی پرتوی جزیی از پاسخ عمومی و یکپارچه بافت یا کل ارگانیسم به استرس باشد و همان گونه که محیط سلول ها در ایجاد پاسخ یکپارچه به عوامل استرس زا نقش دارد، در ایجاد اثر همسایگی نیز موثر است.