فهرست مطالب سارا مشعلچی زاده

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 ایده آل 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 ایده آل در تصویر ثبت شده کیفیت تصاویر را افزایش دهد.

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.

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).

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.

ارزیابی صحت عملکرد عروق کرونری در حین عمل، برای جلوگیری از شکست زودهنگام عمل های بای پس قلبی ضروری است. در سال های اخیر، روش تصویربرداری فلئورسنت جهت بررسی پیوند عروق در حین جراحی مورد استفاده قرار گرفته است. از آنجایی که تاکنون روش و چینش ایدئالی برای بررسی عروق قلبی به صورت پیش بالینی ارائه نشده است، هدف از انجام این طرح بهبود روش تصویربرداری فلئورسنت مادون قرمز عروق قلبی و کمی سازی آن می باشد.

سامانه تصویربرداری فلئورسنت مادون قرمز در دو بخش آرایه تحریکی و آشکارسازی طراحی شد. در این طرح از قلب 10 موش صحرایی به صورت برون تنی و با تزریق محلول ایندوسیانین سبز به عروق قلبی آن ها تصویربرداری شد. با تصاویر حاصل از این سیستم تصویربرداری، به بررسی رابطه بین آنژیوگرافی عروق قلبی با اندازه عروق و میزان جریان خون در داخل آن ها پرداخته شد. در این طرح، پس از تعیین نمودار شدت بر حسب زمان برای نواحی مشخص شده ای از عروق قلبی، گرادیان و سطح زیر نمودار برای عروق قلبی با قطر های متفاوت محاسبه شد.

نمودار شدت روشنایی عروق حاوی ماده ایندوسیانین سبز بر حسب زمان با تعیین نواحی مشخص از عروق به دست آمد. مقادیر گرادیان در این طرح در محدوده 6/3-3/5 بر ثانیه و همبستگی آن با اندازه عروق 0/9938 و مقادیر سطح زیر نمودار در محدوده 1282-712 ثانیه و همبستگی آن با اندازه عروق 0/9951 به دست آمد.

سامانه تصویربرداری فلوئورسنت مادون قرمز فلوئورسنت پیشنهادی، رزولوشنی در حدود62 میکرومتر دارد و بنابراین در تصاویر حاصل از آن می توان عروق قلبی موش را به راحتی شناسایی و مشاهده کرد. گرادیان شدت ماده فلوئورسنت و مساحت سطح زیر نمودار شدت-زمان با اندازه عروق قلبی موش همبستگی 99 درصد دارند.

بیماری های عروقی شبکیه علت اصلی از دست دادن بینایی در سراسر جهان است. اکسیمتری روشی است که می توان با اندازه گیری اشباع اکسیژن خون در عروق شبکیه اطلاعات مفیدی از عملکرد این عروق به دست آورد. صحت عملکرد اکسیمتری می تواند تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار بگیرد و منجر به برآورد اشتباه دانسیته نوری گردد. مطالعات شبیه سازی اخیر نشان داد که خطای اندازه گیری اشباع اکسیژن می تواند تا 20 درصد باشد. بنابراین هدف از انجام این طرح بررسی فرضیه مبادله اکسیژن با بافت شبکیه با استفاده از مدل وانگ، برای بهبود دقت محاسبات اشباع اکسیژن در اکسیمتری شبکیه می باشد. برای بررسی قابلیت سیستم اکسیمتری اجرا شده نیاز به یک فانتوم معادل چشم انسان بود که توسط پرینتر سه بعدی ساخته شد. پس از تصویربرداری از فانتوم، با توجه به رابطه خطی بین اشباع اکسیژن و نسبت دانسیته نوری تصاویر، درصد اشباع اکسیژن هر یک از نمونه ها محاسبه گردید. میانگین انحراف استاندارد برای اندازه گیری های مکرر نسبت دانسیته نوری 2/69 درصد بود. در هر مورد، انحراف استاندارد در دو تصویر به دست آمد و سپس در میان تمام نمونه ها میانگین گرفته شد. میانگین اشباع اکسیژن حاصل از نسبت دانسیته نوری تصاویر خون شریانی داخل لوله های مویین 0/08±90/0(انحراف استاندارد ± میانگین) بود. تفاوت معنی داری در گروه مشاهده شد (P<0/05). نتایج این بررسی مبتنی بر فرضیه تبادلات اکسیژن با بافت شبکیه است که سبب بهبود صحت عملکرد سیستم اکسیمتری دو طول موجی فاندوس برای محاسبه اشباع اکسیژن شد. فانتوم طراحی شده قابلیت استفاده در سیستم اجرا شده و تجزیه و تحلیل داده ها را دارا بود. تکرارپذیری نسبت دانسیته نوری اندازه گیری شده 0/5درصد بود.