لیزر در پزشکی
سال:1403 | دوره:21 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

1روز جهانی نور، 26 اردیبهشت هر سال به مناسبت اختراع اولین لیزر در این روز توسط فیزیکدان معروف «تئودور میمن» توسط یونسکو روز جهانی نور نامگذاری شده است. روز جهانی نور یک ابتکار جهانی با حمایت یونسکو برای تداوم بزرگداشت جایگاه نور در علوم، فناوری، فرهنگ و هنر، آموزش و توسعه پایدار است. این روز فراخوانی برای تقویت همکاری های علمی و استفاده از پتانسیل آن برای تقویت صلح و توسعه پایدار است. لیزر، بدون شک نقش مهمی در جایگاه نور در علوم و فناوری داشته است و پس از پیدایش لیزر، پیشاپیش قرن علوم و فناوری بر پایه نور نام گذاری شده بود. امروزه شاهد هستیم که نور در زمینه های بسیار متنوعی همچون پزشکی و سلامت، ارتباطات، انرژی، صنعت، سامانه های هوشمند و… نقش مهمی ایفا می کند. یکی از ویژگی‎‎های مهم علوم و فناوری بر پایه نور تنوع موضوعی و کاربرد است که این زمینه را جذاب تر و همگانی تر می کند. روز جهانی نور فرصتی برای نشان‎دادن اهمیت علوم و فناوری مبتنی بر نور است که بسیاری کشورها و مراکز مرتبط در دنیا در آن مشارکت دارند. گستره وسیع مباحث و کاربردهای مربوط به نور که بسیاری بخش های مختلف جامعه از علوم، فناوری، هنر و فرهنگ را پوشش می دهد شاید بستری برای توسعه ارتباطات جهانی باشد. یکی از ویژگی‎ های مهم علوم و فناوری بر پایه نور تنوع موضوعی و کاربرد است که این زمینه را جذاب تر و همگانی تر می کند. روز جهانی نور فرصتی برای نشان دادن اهمیت علوم و فناوری مبتنی بر نور است که بسیاری کشورها و مراکز مرتبط در دنیا در آن مشارکت دارند. یکی از اهداف مهم برگزاری روز جهانی نور ایجاد پلی بین برنامه های علمی، آموزشی و هنری در پاسخ به نیاز اساسی تعامل‎ های بین رشته ‎ای و توسعه گفت وگو بین جامعه، دانشمندان، تصمیم گیران، صنعتگران و سیاستگذاران و مؤسسات غیردولتی است. روز جهانی نور با تاًکید بر جایگاه نور در زندگی مردم برای بهبود کیفیت زندگی آنها در جهان و پیش رفتن به‎سوی توسعه پایدار ارزشمند است. جهاد دانشگاهی علوم پزشکی تهران افتخار دارد اولین مرکز تحقیقات لیزر پزشکی و اولین فصلنامه علمی پژوهشی فارسی زبان لیزر پزشکی کشور را در دو دهه گذشته با بهره گیری از نور در کاربردهای زیستی، پزشکی و سلامت برای پژوهش و بالین راه اندازی کرده است. امید است با به به‎روز‎شدن تنوعی از محورهای پژوهشی علوم پایه و بالینی در این فصلنامه، محققان، اساتید و دانشجویان فرهیخته در سراسر ایران این بستر علمی را برای انتشار کارهای پژوهشی و بالینی فاخر خود  انتخاب کنند و با این انتخاب اشتراک علم در جامعه علمی لیزر پزشکی ایران بیش‎از پیش در اختیار علاقمندان قرار بگیرد.

1مقدمه:حسگر های نوری، بخش جدایی ناپذیر از تجهیزات مختلف در زمینه تشخیصی زیست پزشکی هستند. در این میان فناوری‎ های فوتونیکی به علت دارابودن مزایای فراوان، برای استفاده به عنوان حسگر در کاربردهای پزشکی و پایش سلامت انسان، محبوبیت فراوان کسب کرده‎ اند. دارابودن حساسیت بالا، امکان ادغام با ادوات الکترونیکی، فشردگی مناسب افزاره، عملکرد بدون فلز، هزینه ارزان و ایمنی الکترومغناطیسی که فناوری های فوتونیکی ارائه می‎کنند، لزوم مطالعه در زمینه حسگرهای نوری را توجیه می‎کنند. روش بررسی: در این مطالعه تاثیر درصد ترکیب نقاط کوانتومی PbS و Ag2Se، همچنین تغییرات اندازه قطر و چگالی آلایش فیلم نقاط کوانتومی Ag2Se در ناحیه فعال در دماهای مختلف برای بیشینه سازی قابلیت پاسخ دهی نوری مورد مطالعه قرار گرفته است. برای دستیابی به قابلیت پاسخ دهی نوری براساس ساختار نقاط کوانتومی ابتدا با حل خودسازگار معادلات شرودینگر و پواسون به روش تفاضل محدود، چگالی الکترون در هر تراز و پروفایل پتانسیل به دست آمده و قابلیت پاسخ دهی نوری آشکارساز محاسبه می گردد. یافته ها: نتایج به دست آمده نشان می دهد با افزایش درصد ترکیب نقاط کوانتومی PbS نسبت به نقاط کوانتومی Ag2Se  قابلیت پاسخ دهی افزاره کاهش می یابد. با افزایش چگالی آلایش فیلم Ag2Se در ابتدا ‎به دلیل افزایش حامل ها برای تحریک نوری، قابلیت پاسخ‎ دهی نوری افزایش یافته و پس از رسیدن به نقطه بیشینه با افزایش بازترکیب حامل‎ ها قابلیت پاسخ دهی نوری کاهش می‎یابد. قابلیت پاسخ دهی نوری با افزایش قطر نقاط کوانتومی Ag2Se به دلیل تأثیر محصور‎شدن کوانتومی، فرار حامل ها و اثرات تونل‎زنی افزایش یافته و بعد از رسیدن به نقطه بیشینه کاهشی می‎گردد. نتیجه‎ گیری: امروزه افزایش راندمان کوانتومی و قابلیت پاسخ‎دهی نوری برای حسگرهای نوری زیست‎پزشکی،چالش بزرگی برای مهندسان تجهیزات پزشکی است. به‎ طور‎کلی بیشینه‎سازی قابلیت پاسخ‎دهی نوری موجب بهبود عملکرد، دقت و ارتقا کارایی آشکارسازها شده و با مهندسی ساختار ادوات می‎توان به این امر دست یافت.

1اهداف: گلیوبلاستوما، یکی از انواع تومورهای مغزی با بالاترین درجه بدخیمی و عود بالا است. روش های کنونی درمان شامل ِ جراحی، پرتو درمانی و شیمی‎درمانی است که هر یک عوارض بسیاری را به‎دنبال دارند. فوتودینامیک درمانی (PDT)، روش جدید القای مرگ سلولی مبتنی بر واکنش متقابل سه عامل داروی حساس به نور، منبع نور و اکسیژن است که انتخابی و کم تهاجمی بوده و عوارض جانبی کمتری نسبت به روش های متداول دارد. در این روش، ترکیب داروی حساس به نور و پرتو لیزر از‎طریق برهم کنش های فوتوشیمیایی سبب تولید اکسیژن سمی (سیتوتوکسیک) فعال و رادیکال های آزاد‎شده که به‎طور انتخابی، مرگ سلولی را به همراه دارد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر PDT در زنده مانی رده سلولی گلیوبلاستوما (6C) با استفاده از ماده حساس به نور ALA-5 در غلظت های مختلف است. روش بررسی: ابتدا سلول های رده 6C در محیط کشت DMEM کشت داده شده است. سپس، تیمار سلول های سرطانی توسط لیزر دیود پیوسته کم توان در طول موج nm 635 با توان mW 20، در دزهای نوری 2J/cm 4/56 و 2J/cm 8/112 و غلظت های مختلف دارو (25، 50، 75، 100 و μg/ml 125) با روش تست MTT بررسی شده است. یافته ها: نتایج نشان می دهند که در روش PDT سلول های 6C با ماده حساس به نور ALA-5، کاهش چشمگیری در تعداد سلول های گروه درمان فوتودینامیکی در مقایسه با گروه ALA-5 بدون لیزر و لیزر بدون ALA-5 دیده می شود. اعمال داروی ALA-5 سبب افزایش تولید ماده حساس به نور اصلی PPIX و در‎نتیجه افزایش مرگ سلولی می شود. نتیجه گیری: تیمار فوتودینامیکی سلول های سرطانی 6C با داروی ALA-5 در غلظت μg/ml 75 و زمان انکوباسیون h 4 به همراه تابش لیزر دایود در طول موج nm 635 با دز نوری 2J/cm 8/112 بهینه است و بیشترین اثربخشی را در مرگ سلول های سرطانی به همراه دارد. در این حالت، توان زیستی سلول ها تا 37% کاهش می یابد. نتایج حاصل، بیانگر حساسیت سلول های سرطانی بدخیم گلیوبلاستوما به این روش درمانی است.

1مقدمه: دستگاه درماتوسکوپ ابزاری است که با فراهم ‎آوردن نمایی بزرگ از لکه های پوستی می تواند در تشخیص بهتر بیماری های پوستی از جمله سرطان خطرناک ملانوما تاثیرگذار باشد. افزودن یک ابزار نرم افزاری با قابلیت پردازش، تحلیل و در‎نهایت تشخیص لکه های پوستی می تواند به عنوان دستیار پزشک متخصص پوست عمل کند. در این مقاله، به معرفی نرم افزاری با عنوان Optoskin ورژن یک که به عنوان رابط کاربری گرافیکی درماتسکوپ ساخته شده در آزمایشگاه تصویربرداری نوری دانشگاه شهید‎بهشتی و با حمایت شرکت پرتو آوای اطلس است، می پردازیم. روش بررسی: این نرم افزار ضمن فراهم آوردن امکان تصویربرداری از پوست، به پردازش تصاویر گرفته شده پرداخته و بر‎اساس الگوریتم ABCD شاخص های مهم یک لکه ‎ پوستی شامل تقارن، بی نظمی مرزی، رنگ و قطر را اندازه گیری می کند. برای اندازه گیری هر یک از این شاخص ها ابتدا تصاویر پیش پردازش شده و بعد از یافتن مرزهای لکه، با کمک الگوریتم های طراحی ‎شده در این نرم افزار ویژگی های ظاهری ضایعه‎ پوستی شناسایی می شود. یافته ها: برای آزمودن عملکرد نرم افزار نیز از داده های تجربی و داده های موجود در دیتاست های HAM10000 و PH2استفاده شده است. در نهایت، با کمک این نرم افزار به 67% درستی تشخیص، 72% حساسیت و 61% شاخص ویژگی دست یافتیم. نتیجه گیری: نرم افزار Optoskin برای پردازش و تجزیه و تحلیل تصاویر درماتوسکوپی طراحی شده است و می تواند به‎ طور خودکار شاخص های مهمی مانند عدم تقارن، بی‎نظمی مرز، رنگ و قطر ضایعات را بر‎مبنای قانون ABCD اندازه‎ گیری کند. این نرم افزار همچنین قادر به طبقه بندی هوشمند ضایعات ملانومایی و خوش خیم است. هنگام آزمایش با داده‎ های واقعی و مجموعه داده های استاندارد،  Optoskin اثربخشی بالا، با دقت، حساسیت و ویژگی قابل توجه نشان داده است

1اهداف: برداشتن قسمتی از دندان و آماده سازی حفره برای ترمیم با استفاده از ابزارهای مکانیکی، اغلب برای بیمار با درد همراه است. یک رویکرد جدید در‎حال توسعه از قابلیت ماشین کاری دقیق لیزری بهره می برد. مطالعه های آزمایشگاهی و بالینی نشان داده است که لیزرهای 2CO در طول‎موج‎های μm 3/9 و μm 6/9 با ضریب جذب بالا در بافت های سخت دندان و پهنای پالس در محدوده 10 تا μs 20 برای کندگی کارآمد مینا و عاج با حداقل آسیب حرارتی محیطی مناسب هستند. هدف از این مطالعه، تخمین آستانه کندگی بافت های سخت مینا و عاج دندان با استفاده از پالس های میکرومتری لیزر 2CO گسیل‎شده در طول موج μm 3/9 به کمک مدل سازی برهمکنش لیزر - بافت است. روش بررسی: در این مقاله با یک رویکرد تئوری، براساس معادلات برهمکنش نور - بافت در محدوده نورکندگی، عمق و پهنای کندگی دندان تخمین زده شده می شود. در اینجا، تغییرات میزان کندگی با تغییر چگالی انرژی پالس لیزر 2CO رایج در دندانپزشکی مورد نظر است. برای اعتبارسنجی مدل، از مقایسه نتایج مدل سازی با داده های تجربی مقالات با استفاده از لیزر 2CO پالسی در طول موج μm 3/9 با تغییر چگالی انرژی از حدود 2J/cm 10 تا 2J/cm 100 است، استفاده‎شده و دُز آستانه کندگی پیش بینی‎شده از تئوری با مقادیر تجربی مقایسه شده است. یافته ها: حجم کندگی بافت های سخت دندانی به شدت وابسته به شاریدگی پرتو لیزر است. در یک چگالی انرژی ثابت، میزان عمق و اندازه دهانه کندگی عاج بیشتر از مینای دندان است. بر طبق نتایج تئوری، چگالی انرژی آستانه نورکندگی در طول موج  μm 3/9، برای مینا در حدود 2J/cm 2/5 و برای عاج 2J/cm 2/4 به‎دست‎می آید. مقادیر پیش بینی‎شده برای مینا و عاج توسط مدل، در توافق خوبی با نتایج آزمایشگاهی هستند. نتیجه گیری: لیزر 2CO در طول موج μm 3/9 به‎طور گسترده برای کندگی بافت های سخت مینا و عاج در دندانپزشکی پذیرفته شده است . به‎منظور انتخاب درست انرژی لیزر که برای یک کاربرد خاص دندانپزشکی مناسب باشد، آگاهی از انرژی آستانه کندگی ضروری است. مدل سازی برهمکنش لیزر - بافت، با امکان بهینه سازی پارامترهای لیزر و پیش بینی پاسخ مواد تحت شرایط مختلف، از روش هایی است که توانایی بررسی هایی را فراهم می کند که دستیابی به آنها به‎صورت آزمایشگاهی ممکن است دشوار، زمان بر یا با خطا همراه باشد. با استفاده از مدل نظری مبتنی بر برهمکنش پالس لیزر با بافت سخت دندان، می‎توان انرژی آستانه کندگی را برای مینا و عاج دندان با دقت زیاد محاسبه کرد که مکمل خوبی برای مطالعات تجربی است.

1اهداف: امروزه به‎منظور کاهش درد و استرس هنگام برداشت پوسیدگی دندان، لیزرها به عنوان جایگزین مناسب فرز دندانپزشکی مطرح شده اند. هدف از این پژوهش، بررسی اثر دو مشخصه طول موج و تعداد تپ های لیزر 2CO قبل و بعد از پاشش اسپری خنک کننده آب روی بافت پوسیده عاج دندان انسان است که به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شده است. مواد و روش ها: نمونه های مورد مطالعه، تعدادی دندان کشیده شده انسان در محلول تیمول 1/0% است که تا آخرین مرحله آزمایش برای حفظ هیدراتاسیون بافت در آب و دمای اتاق نگهداری شدند. از آنجا که پرتودهی بر روی پوسیدگی در ناحیه عاج دندان مدنظر بوده است، نمونه ها برای دسترسی آسان و تسلط بیشتر در جهت طول دندان برش داده‎شده و در بلوک آکریلیک ارتودنسی ثابت شده اند. این نمونه ها با پرتوهای یک لیزرگازکربنیک (2CO) تپی با پهنای تپ ns 200 در نرخ تکرار Hz 1، قبل و بعد از پاشش اسپری آب پرتودهی شده اند. در‎نهایت، اثر کندگی لیزر روی بافت پوسیده دندان در طول موج های مختلف (μm 3/9، 6/9، 3/10 و 6/10) با شاریدگی 2J/cm 36/7 به کمک میکروسکوپ SEM بررسی شده است. یافته ها:پوسیدگی به‎طور مطلوب حذف شد و هیچ گونه آثار حرارتی بازگشت‎ناپذیر مانند (کربنی‎شدن، ترک خوردگی، ذوب و تبلور مجدد) بر روی نمونه ها در حضور خنک کننده آب مشاهده نشد. نتیجه گیری: براساس نتایج به‎ دست‎آمده در این کار، پرتودهی لیزر 2CO، می تواند پوسیدگی عاج دندان را در حضور خنک کننده آب، به‎طور مؤثر و مطلوب حذف کند. با‎این‎حال، بهینه سازی پارامترها برای نیل به نتایج رضایت بخش، هنوز نیازمند پژوهش های بیشتری است.