فصلنامه لیزر در پزشکی
سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 59، زمستان 1394)

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.
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.
نتایج نشان داد استفاده از ماتریس رگولاریزیشن در روند بازسازی با توجه به مکان ناهمگنی منجر به افزایش CNR به میزان 5/14 درصد و 8/17 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(001/0>P) که نشان دهنده بهبود بازسازی بوده است.
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.

فتودینامیک درمانی ضد میکربی(APDT) روشی امیدبخش برای کشتن باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک است. در این روش، حساسگر نوری در مجاورت طول موج خاصی از نور منجر به القاء واکنش های فتوتوکسیک می شود.
اگر APDT زیر حد کشنده باشد و نتواند موجب مرگ تمامی سلول های میکربی گردد، باکتری های باقی مانده در محل با استرس اکسیداتیو مواجه می شوند که می تواند منجر به افزایش مقاومت های آنتی بیوتیکی در این باکتری ها شود. لذا، هدف از انجام این مطالعه بررسی اثر APDT زیرحد کشنده بر حساسیت آنتی بیوتیکی جدایه های Pseudomonas Aeruginosa بود.
چهل جدایه بالینی P. aeruginosa (20 جدایه حساس به آنتی بیوتیک و 20 جدایه مقاوم به آنتی بیوتیک)، تحت تاثیر APDT با رنگ تولوئیدن بلو (با غلظت نهایی
100μg/ml و چگالی انرژی 4J/cm2/23) و متیلن بلو (با غلظت نهایی mg/ml 1 و چگالی انرژی 9J/cm2/81) قرار گرفتند. بعد از مواجهه، حساسیت آنتی بیوتیکی ارگانیسم های زنده نسبت به گروهی از آنتی بیوتیک ها تعیین شد و با گروه شاهد مقایسه گردید.
میانگین کاهش لگاریتمی کل سلول های زنده با رنگ متیلن بلو در جدایه های مقاوم 06/0±16/1 و در جدایه های حساس 24/0±9/0 و با رنگ تولوئیدن بلو در جدایه های مقاوم 39/0±45/0 و در جدایه های حساس 24/0±57/0 بود. با توجه به آنکه کاهش لگاریتمی تعداد باکتری های زنده کمتر از 3 بود، APDT اثر کشنده نداشت. در 40 سویه مورد مطالعه حساسیت به سیپروفلوکساسین پس ازAPDT با متیلن بلو افزایش یافت. این نتیجه برای آمیکاسین و سفتازیدیم نیز به دست آمد (05/0>P). بعد ازAPDT باتولوئیدن بلو الگوی حساسیت ضدمیکروبی 40 سویه تغییری نکرد.
نتایج این مطالعه نشان داد که مواجهه جدایه های P. aeruginosa باAPDT زیر حد کشنده منجر به افزایش مقاومت این جدایه ها نسبت به برخی از آنتی بیوتیک های مصرفی نشد.

پیش بینی اکتازی قرنیه بعد از جراحی رفرکتیو با استفاده ضرایب زرنیک استخراج شده از تصاویر توپوگرافی قبل از عمل و ارائه قواعدی جهت کمک به تشخیص صحیح تر چشم پزشکان در رابطه با انجام جراحی لیزیک.
افراد بررسی شده در این مطالعه همگی تحت جراحی LASIK قرار گرفته بودند و بعد از 6-3 سال مجددا مورد ارزیابی قرار گرفتند. ما این افراد را به چهار گروه تقسیم بندی کردیم: 1- کسانی که قبل از عمل وضعیت نرمالی داشتند و بعد از آن نیز علائمی از اکتازی قرنیه در آن ها مشاهده نشده بود. 2-کسانی که قبل از عمل مشکوک به کراتوکونوس بودند اما بعد از عمل دچار اکتازی قرنیه نشدند. 3-کسانی که قبل از عمل نرمال بودند اما بعد از آن دچار اکتازی قرنیه شده بودند. 4-کسانی که قبل از عمل مشکوک به کراتوکونوس بودند و بعد از آن دچار اکتازی قرنیه شدند. تصاویر توپوگرافی قبل از عمل تمامی این افراد جمع آوری و اندازه ضرایب زرنیک از این تصاویر استخراج شد. سپس از یک طبقه بند درخت تصمیم گیری برای طبقه بندی افراد در این چهار گروه استفاده و قواعدی برای کمک به تصمیم چشم پزشکان ارائه شد.
طبقه بندی 4 گروه افراد مورد مطالعه با صحت 16/99 درصد انجام شد. قواعد به دست آمده جهت پیش بینی وضعیت افراد پس از جراحی رفرکتیو بر اساس confidence و support و تعداد ویژگی های موجود در بخش مقدم قواعد، مرتب شدند. برای گروه های اول، دوم، سوم و چهارم به ترتیب 4، 17، 23 و 12 قاعده با confidence بالای 70 درصد به دست آمد.
ضرایب مرتبه بالای چند جمله ای زرنیک که از تصاویر توپوگرافی قبل از لیزیک استخراج شد، ویژگی های بسیار مناسبی برای پیش بینی وضعیت اکتازی بعد از جراحی بودند. استفاده از این ضرایب و طبقه بند درخت تصمیم گیری C5.0 منجربه تولید قواعدی با صحت بالا شد به طوری که علاوه بر معیارهای تشخیصی موجود، به چشم پزشکان در تصمیم گیری بهتر برای انجام جراحی لیزیک و پیشگیری از اکتازی قرنیه بعد از لیزیک کمک می کند.

فتودینامیک تراپی روشی موثر برای درمان انواع سرطان ها و بیماری های پوستی است. مدل سازی فرآیندهای بیوفیزیکی دخیل در این روش به بهینهسازی آن کمک می کند. در این مطالعه با تکمیل مدل های دینامیکی قبلی که صرفا توصیف کننده فرآیندهای انتقال انرژی (موسوم به فرآیندهای نوع دوم) و تولید اکسیژن واکنشی در فتودینامیک تراپی بودند، امکان بررسی فرآیندهای انتقال بار (موسوم به فرآیندهای نوع اول) و تولید رادیکال های آزاد و تاثیر آن ها بر روی مرگ سلولی و بازده کل فتودینامیک تراپی فراهم شده است.
مدلی مبتنی بر واهلش حالات کوانتومی اجزای دخیل در فرآیند فتودینامیک تراپی ارائه شده است. در این مدل با نوشتن معادلات آهنگ، تغییرات زمانی جمعیت حالات مختلف بررسی شده است. کاهش غلظت بیومولکولهای واکنشی به عنوان معیاری برای سنجش بازده فتودینامیک تراپی درنظر گرفته شده است. علاوه بر این با در نظرگرفتن هر دو فرآیند وابستگی پارامتری به غلظت دارو و دوز نور تابشی بررسی شد. بیان ریاضی مدل به صورت دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی تزویج شده است که با روش های عددی حل شده است.
دو نوع حساسگر نوری فوتوفرین و باکتریوکلرین مورد بررسی قرار گرفت. غلظت اکسیژن در حالت سه گانه و غلظت بیومولکول های واکنشی در دو دارو متفاوت به دست آمد. غلظت بیومولکولها در پایان تیمار در مورد باکتریوکلرین نسبت به فوتوفرین به طور نسبی 40 درصد کاهش می یابد. حساسیت پاسخ باکتریوکلرین به غلظت های مختلف دارو و شدت های متفاوت نور بیشتر است.
نتایج نشان می دهد که اگرچه فرآیندهای انتقال انرژی در بازده کل تاثیر به سزایی دارند، اما نمی توان تاثیر فرآیندهای انتقال بار را نیز نادیده گرفت. همچنین نتایج بررسی پارامتری دو نوع دارو حاکی از این است که در باکتریوکلرین که با هر دو نوع فرآیند باعث مرگ سلولی می شود، می توان با غلظت های پایین تر دارو و شدت های کمتر نور به نتایج مشابه یا بهتر از فوتوفرین که فقط با انتقال انرژی منجر به مرگ سلولی می شود، دست یافت.

کمردرد یک عارضه شایع در زندگی انسان امروزی است که میزان شیوع آن در جوامع بشری از دهه سوم زندگی تا 60 سالگی افزایش یافته و در زنان بیشتر گزارش شده است. هدف این مطالعه بررسی میزان تاثیر لیزرهای کم توان بر کمردردهای غیراختصاصی است.
پنج پایگاه اطلاعاتی PubMed، Ovid Medline، Cochrane Database Library، Web of Science، Ovid ACP (American College of Physicians) and RCT (Randomized Controlled Trial) and EBM (Evidence Base Medicine) جهت بررسی مطالعات در این زمینه مورد بررسی قرار گرفتند، پایگاه Web of Science از سال 1983 تا دسامبر 2015 و سایر پایگاه ها از سال 1968 تا دسامبر 2015 جستجو شد. معیارهای ورود شامل بررسی هر نوع لیزر کم توان بر روی کمردرد، مطالعات انسانی، استفاده از گروه بندی تصادفی، وجود گروه کنترل، انتشار به زبان انگلیسی و در دسترس بودن مقاله به صورت کامل بود. معیارهای خروج عبارت بودند از: مطالعاتی که به صورت پایلوت و موردی انجام شده بودند و تحقیقاتی که متن کامل آن از طریق کتابخانه دانشگاه علوم پزشکی تهران قابل دستیابی نبود. از 714 خلاصه مقاله احتمالی، 5 مطالعه معیارهای ورود به مطالعه را کسب کردند. این 5 مطالعه توسط دو نفر از نویسندگان به طور مستقل مورد استخراج اطلاعات قرار گرفت و پس از بررسی نقادانه به کمک معیار PEDro درجه بندی شدند.
سه مطالعه نتایج مثبتی از کاهش درد تحت تاثیر لیزرکم توان همراه با درمان های پایه و یا به تنهایی در کمردردهای مزمن و حاد گزارش کردند. یک مطالعه کاهش درد و بهبود عملکرد بیماران مبتلا به کمر درد را تحت تاثیر لیزرهای کم توان متوسط، محدود و زودگذر اعلام کرد. در مطالعه دیگر تفاوت قابل ملاحظه ای را در استفاده از لیزر کم توان و یا نوع پلاسبو در درمان کمر درد ها گزارش نگردید. به نظر می رسد لیزر های کم توان می توانند موجب کاهش دردهای مکانیکی غیر اختصاصی ناشی از کمردرد شوند. در رابطه با میزان بهبود و مدت ماندگاری تاثیرات حاصل از کاربرد پرتو های لیزر کم توان مطالعات موجود کافی نیست و نیاز به پژوهش های بیشتری وجود دارد.