مقدمه: تصویربرداری فلورسنت in-vivo و in-vitro به یکی از رایج ترین روش های تشخیصی آزمایشگاهی و پیش بالینی تبدیل شده است. در عمل کیفیت تصاویر ثبت شده به دلایلی از جمله شرایط محیطی نامناسب یا نقص سیستم تصویربرداری به دلیل وجود ابیراهی اپتیکی افت خواهد داشت. در صورت وجود ابیراهی PSF سیستم از حالت ایدئال فاصله می گیرد. عملیات دکانولوشن تصویر یکی از موثر ترین راه های بازیابی تصویر است که می تواند با از بین بردن اثرات مخرب PSF غیر ایدئال در تصویر ثبت شده کیفیت تصاویر را افزایش دهد. روش بررسی: برای بازیابی کیفیت تصویر از الگوریتم دکانولوشن تکرار شونده استفاده شد. 7 تصویر توسط سیستم تصویربرداری معرفی شده از بدن موش گرفته شد و الگوریتم نرم افزاری مورد نظر در دو حالت متفاوت با PSF ثابت و متغیر بر روی آن ها اجرا شد. برای ارزیابی میزان موثر بودن اعمال الگوریتم بر روی تصاویر نیز از معیار های استاندارد SNR و TEN استفاده شده است. یافته ها: اجرای الگوریتم های نرم افزاری باعث شد پارامتر SNR در تصویر نهایی نسبت به تصویر اولیه تقریبا ثابت بماند و TEN تصویر پردازش شده نسبت به تصویر اولیه افزایش داشته باشند. این افزایش برای حالت دکانولوشن با PSF متغیر در مقایسه با PSF ثابت بسیار چشمگیر تر است (P-value = 0. 043). نتیجه گیری: ثبت تصاویر با کیفیت باعث افزایش دقت تشخیص و بهبود کارآیی روش های درمانی می شود اما، در عمل کیفیت تصاویر ثبت شده در سیستم های تصویربرداری به دلیل تاری و نویز کاهش می یابد. روش نرم افزاری معرفی شده به طور موثری میزان تاری ناشی از ابیراهی های اپتیکی و شرایط محیطی را کاهش می دهد. استفاده از سیستم ارتقاء یافته باعث بهبود تشخیص لبه های تومور در کاربرد های پیش بالینی خواهد شد.

مقدمه: تهیه نقشه گره لنفاوی سنتینل در تشخیص سرطان و یافتن روش درمانی بهینه موثر است. نقشه گره لنفاوی سنتینل با استفاده از روش تصویربرداری نوری تهیه می شود. مطالعات اخیر نشان می دهد که نشت پرتوی منبع تابنده مهم ترین عاملی است که در تصاویر اکتسابی نسبت سیگنال به نویز و حساسیت را تحت تاثیر قرار می دهد و منجر به عدم تشخیص دقیق گره های لنفاوی سنتینل می گردد. هدف از این مطالعه ارزیابی تاثیر نشت نوری و حساسیت بر تابع نقطه گستر دستگاه تصویربرداری فلورسنت جراحی در فانتوم معادل بافت می باشد.روش بررسی: در این مطالعه شش چینش اپتیکی مختلف با استفاده از نرم افزار زیمکس طراحی و سپس اجرا شد. موقعیت مناسب منبع آشکارساز با روش اجزای محدود تحت نرم افزارNIRFAST  شبیه سازی و بهینه شد. فانتومی با خصوصیات مشابه بافت جهت تصویربرداری ساخته شد. میزان نشت نور تحریکی با استفاده از رابطه نسبت انتقال و مقدار تابع نقطه گستر با محاسبه FWHM به دست آمد.یافته ها: نسبت انتقال برای چینش مرجع و چینش نهایی به ترتیب از 0.452 به 0.192 تغییر کرد (P<0.0006). مقدار تابع نقطه گستر با استفاده از چینش مرجع 49.9 پیکسل و برای چینش نهایی 39.1 پیکسل به دست آمد (P<0.0001). ارزیابی آماری نشان داد که میزان نشت نور تحریکی در چینش نهایی 58 درصد نسبت به چینش مرجع کاهش یافت و مقدار تابع نقطه گستر 22 درصد برای چینش نهایی نسبت به چینش مرجع بهبود داشت.بحث و نتیجه گیری: این روش برای کاهش نشت نور تحریکی برای اعتباربخشی به سیگنال های جمع آوری شده برای تصویربرداری فلورسانس ارائه شده است.

مقدمه: توموگرافی فلورسنت مولکولی یک روش تصویربرداری از حیوانات کوچک است و امکان مشاهده سه بعدی توزیع فلورسنت را فراهم می کند. اما به دلیل غالب بودن پدیده پراکندگی در بافت های بیولوژیک، بخش زیادی از اطلاعات از دست می رود. از دست دادن بخشی از اطلاعات منجر به ایجاد مساله ill posed در مرحله بازسازی و کاهش دقت بازسازی می شود. در این تحقیق نشان داده می شود مساله ill posed بودن بازسازی تا حد زیادی می تواند از طریق بهینه سازی هندسه منبع- آشکارساز بهبود یابد.روش بررسی: ابتدا طی یک مطالعه شبیه سازی با نرم افزار NIRFAST با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی و با کاربرد Curvature Parameter تابع جمعی حساسیت، هندسه بهینه آشکارسازی تعیین شد. جهت مقایسه با پارامتر CP، پارامتر دیگری تحت عنوان Total Variation محاسبه شد. سپس یک سیستم تصویربرداری فلورسنت مولکولی با چینش ویژه طراحی شد. در نهایت، طی یک مطالعه تجربی کیفیت تصاویر بازسازی شده در دو هندسه بهینه و مرجع با استفاده از سه پارامتر AUC of ROC، SNR، MSE مورد بررسی قرارگرفته است.یافته ها: مقادیر دو پارامتر u و TV به ترتیب در هندسه بهینه 2.38 و 100.66 و در هندسه مرجع 30.54 و 1260 می باشد. مقادیر سه پارامترAUC of ROC ،SNR ،MSE  در هندسه بهینه به ترتیب 4-10×35/.، 26.7، 98/. و در هندسه مرجع 4-10×1.74، 23.82، 97/. است که مطابق با بررسی های آماری انجام شده در دو هندسه مذکور، تفاوت معنی داری مشاهده شد (p<0.05). نتیجه گیری: هندسه بهینه شده توسط الگوریتم بهینه سازی موجب ارتقاء دقت بازسازی می شود.

مقدمه: مطالعات اخیر نشان می دهد که تعیین حاشیه دقیق تومور نقش به سزایی در درمان سرطان دارد. برش های ناقص تومور یک مشکل مهم بالینی در جراحی سرطان است. تصویر برداری فلورسنت یک روش تجربی برای تجسم سلول های سرطانی در طول عمل جراحی است. هدف از این مطالعه برداشتن کامل تومور با یک حاشیه مناسب به معنای وجود کمترین بافت سالم با استفاده از دستگاه تصویر برداری فلورسنت جراحی می باشد. روش بررسی: در این مطالعه جهت کاشت تومورهای زیر جلدی در موش های BALB/c، ابتدا رده سلولی 4T1 را GFP کرده و پس از پاساژ دادن به محل مورد نظر موش ها تزریق شد. بعد از تصویر برداری به صورت in-vivo و ex-vivo، تومور جهت مقایسه با روش گلد استاندارد به پاتولوژی فرستاده شد. یافته ها: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد با داشتن تومور هایی با متوسط اندازه 2. 51± 0. 47cm3، حداقل میانگین و حداکثر میانگین حاشیه بدون تومور 0. 14± 0. 04cm و 0. 52± 0. 04cm به دست آمد. از طرفی بین شدت فلورسنت و تعداد سلول های GFPشده همبستگی معنی داری وجود دارد. (R2 = 0. 99) بحث و نتیجه گیری: در نهایت تشخیص حاشیه تومور در مدل موش با موفقیت انجام شد. این مطالعه نشان می دهد تصویر برداری فلورسانس حین جراحی برای افزایش تعداد برش های کامل تومور در بیماران مبتلا به سرطان پستان به عنوان یک روش درمان حین جراحی معرفی می شود.

مقدمه: تصویربرداری برش نگاری فلورسنت مولکولی FMT، یک روش تصویربرداری نوین غیرتهاجمی با حساسیت بالا در سطح سلولی می باشد. از این روش می توان جهت تصویربرداری از حیوانات کوچک، ارزیابی داروها و نانوداروها در حوزه های تحقیقاتی، دارویی و کلینیکی استفاده کرد. بازسازی تصاویر به علت ماهیت پخش نور در بافت، از دقت کافی برخوردار نمی باشد. هدف از این پروژه افزایش دقت بازسازی تصاویر FMT با استفاده از ماتریس رگولاریزیشن مبتنی بر اطلاعات ساختاری به دست آمده از روش های تصویربرداری دیگر بوده است.روش بررسی: به منظور تصویربرداری لوله هایی حاوی ماده فلورسنت در دو مکان متفاوت در بدن موش سالم بالب سی قرار داده شد. پس از آن تصاویر فلورسنت مولکولی و سی تی اسکن از نمونه ها تهیه شد. در مرحله بعد با استفاده از اطلاعات ساختاری به دست آمده از تصاویر سی تی اسکن ماتریس رگولاریزیشن ایجاد گردید. سپس بازسازی تصاویر فلورسنت مولکولی با به کارگیری ماتریس رگولاریزیشن صورت پذیرفت. در نهایت، تصاویر بازسازی شده با استفاده از پارامترهای CNR و MSE قبل و بعد از به کارگیری ماتریس رگولاریزیشن مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته ها: نتایج نشان داد استفاده از ماتریس رگولاریزیشن در روند بازسازی با توجه به مکان ناهمگنی منجر به افزایش CNR به میزان 14.5 درصد و 17.8 درصد شد و بین میانگین مربع اختلاف تصاویر به دست آمده پس از به کارگیری ماتریس رگولاریزیشن با تصاویر پیش از آن تفاوت معنی داری مشاهده شد (P<0.001) که نشان دهنده بهبود بازسازی بوده است.بحث و نتیجه گیری: ارزیابی نتایج نشان داد به کارگیری ماتریس رگولاریزیشن مبتنی بر اطلاعات ساختاری به دست آمده از روش های تصویربرداری دیگر در روند بازسازی تصاویر فلورسنت مولکولی منجر به بهبود دقت بازسازی تصاویر می گردد.

امروزه تقاضا برای محصولات با کیفیت بالا افزایش یافته و استانداردهای سختگیرانه ای برای سلامت آنها وضع می شود. لذا برای ارتقاء صادرات انواع محصولات کشاورزی، استفاده از فن آوری های پیشرفته پس از برداشت، برای تعیین سریع تر، موثرتر و دقیق تر کیفیت و سلامت محصولات ضروری می باشد. در این تحقیق، روش تصویربرداری ابرطیفی در محدوده 400 تا 1000 نانومتر، برای تشخیص سیب های آفت زده توسط کرم سیب، بکار برده شده است. پس از تهیه نمونه های آفت زده و انتقال آنها به آزمایشگاه، تصاویر تحت شرایط کنترل شده گرفته شدند. سپس طیف بازتابی میانگین از نواحی مطلوب استخراج و پیش پردازش گردیده و در نهایت با استفاده از چندین تکنیک یادگیری ماشین شامل تحلیل تفکیک خطی،  -kنزدیکترین همسایه و درخت تصمیم گیر طبقه بندی نمونه ها انجام گرفت. نتایج نشان داد جداسازی میوه های آفت زده با نرخ کلاس بندی 96% و 94% برای نمونه های سالم و آفت زده امکان پذیر بوده و بهترین نرخ کلاس بندی برای روش درخت تصمیم گیر بدست آمد. همچنین طول موج های بهینه برای توسعه تصویربرداری چندطیفی استخراج گردیدند. نتایج این پژوهش بیانگر کارآیی بالای تصویربرداری ابرطیفی در جداسازی غیرمخرب سیب های آفت زده برای استفاده در ماشین های درجه بندی می باشد.

زمینه: روش های تصویربرداری هیبریدی با بهره گیری همزمان از توانمندی های سیستم های ترکیب شده این امکان را فراهم می سازند تا کیفیت تصاویر حاصل، نسبت به تصاویری که هر کدام از سیستم ها به تنهایی می توانند ایجاد کنند بهبود یابد. یکی از روش هایی که به صورت هیبرید تکنیک تصویربرداری فراصوتی و تصویربرداری اپتیکی وارد عرصه تحقیقات پزشکی شده است تصویربرداری فوتوآکوستیک می باشد که از موج فراصوتی که بعد از دریافت پالس لیزر توسط بافت تولید می شود برای تهیه تصاویر پزشکی بهره می برد. در این مطالعه قصد داریم تا به بررسی یافته های اخیر در مورد این روش تصویربرداری و ارزیابی توانمندی های آن بپردازیم.مواد و روش ها: در این مطالعه مروری، با استفاده از کلید واژه هایی از قبیل ultrasound laser، photoacoustic، optoacoustic و thermoacoustic در سایت های معتبر علمی نظیر PubMed و ISI به بررسی مطالعات انجام شده و یافته های حاصل در زمینه فوتوآکوستیک پرداخته شد.یافته ها: روش تصویربرداری فوتوآکوستیک با تهیه تصاویر با کنتراست بالا و قدرت تفکیک مطلوب این امکان را فراهم می آورد تا به انجام مطالعات فیزیولوژیک و آناتومیک پرداخته شود. این روش به دلیل عدم استفاده از پرتوهای یون ساز محدودیت سیستم های مبتنی بر این نوع پرتوها را نداشته و می تواند به صورت غیرتهاجمی به تصویربرداری از سلول، عروق، تشخیص بافت طبیعی از بافت سرطانی و تصویربرداری از کل بدن حیوان بپردازد.نتیجه گیری: روش تصویربرداری فوتوآکوستیک روشی نوپا در تحقیقات آزمایشگاهی در زمینه تصویربرداری پزشکی است که می تواند در انواع مطالعات فیزیولوژیک و آناتومیک مورد استفاده قرار بگیرد. این روش به دلیل استفاده از پرتوهای غیریون ساز می تواند محدودیت روش های مبتنی بر پرتوهای یون ساز در بررسی های تشخیصی را برطرف نماید.

مقدمه: یکی از انواع تصویربرداری های ملکولی، روش برش نگاری فلورسنت ملکولی است که در آن، نمونه در زوایای مختلف تحت تابش پرتوی لیزر قرار می گیرد و پس از تحریک، مبادرت به تابش پرتوی فلورسنت می نماید. در این شیوه تصویربرداری نوری مکان تجمع ماده فلورسنت در بافت با توجه به شدت فلورسنت رسیده به سطح نمونه تعیین می شود. بررسی چندین فرآیند زیستی نیازی ضروری در کاربردهای پزشکی و بیولوژیکی است. برای انجام این قبیل بررسی ها برای نشاندار کردن اجزای مورد نظر از مواد فلورسنت مختلف استفاده می شود و تصویربرداری به روش چندبینابی انجام می شود. اما، به دلیل هم پوشانی بیناب تابشی مواد فلورسنت، تفکیک اجزای نشاندار شده از هم میسر نیست. برای ایجاد بهبود در تفکیک اجزا از الگوریتم های ریاضی موسوم به unmixing خطی استفاده می شود. بنابراین هدف این مقاله پیاده سازی یک الگوریتم unmixing مبتنی بر روش فاکتورگیری ماتریسی غیرمنفی(NMF)  در تصاویر برش نگاری فلورسنت است.روش بررسی: این مطالعه به طور مجزا در دو بخش شبیه سازی و آزمایشگاهی اجرا شد. در هر دو بخش، شدت فلورسنت رسیده به سطح نمونه حاوی دو ماده فلورسنت مختلف در پروجکشن های متعدد در چند طول موج به دست آمد سپس الگوریتم unmixing بر روی تصاویر پروجکشن اعمال شد. برای تعیین صحت عملکرد الگوریتم، تصاویر پروجکشن از هر یک از دو ماده فلورسنت ایجاد شد و به عنوان داده مرجع برای مقایسه با تصاویر حاصل از اعمال الگوریتم در نظر گرفته شد. ارزیابی کمی با محاسبه ضریب همبستگی و جذر میانگین مربع اختلاف (RMSE) انجام شد سپس داده های حاصل اعمال الگوریتم مورد بازسازی قرار گرفتند.یافته ها: نتایج به دست آمده نشان دادند تصاویر حاصل از اعمال الگوریتم با تصاویر مرجع مربوطه بیش از 97 درصد همبستگی داشتند. بین جذر میانگین مربع اختلاف تصاویر حاصل از اعمال الگوریتم با تصاویر مرجع مرتبط و غیر مرتبط تفاوت معنی دار مشاهده شد (P.value<0.001) که نشان دهنده صحت عملکرد الگوریتم بود.بحث و نتیجه گیری: در این مقاله الگوریتم unmixing مبتنی بر روشNMF  برای جداسازی سهم نسبی دو فلوروفور در تصاویر پروجکشن نوشته شد. صحت این الگوریتم با آزمون همبستگی و t-test بررسی و تایید شد. نتایج بازسازی با استفاده از داده های حاصل از الگوریتم نشان می دهد با این روش می توان توزیع هر یک از فلوروفورها را به طور جداگانه به دست آورد.