Iranian Journal of Medical Physics
Volume:2 Issue: 8, 2005

خطاهای هندسی تصاویر تحت عنوان بهم ریختگی تصاویر یکی از مشکلات اصلی در انواع تصویربرداری تشدید مغناطیسی از جمله تصویربرداری سه بعدی، اندازه گیری سرعت جریان خون، تصویربرداری عملکردی و طراحی درمان در پرتودرمانی است. بهم ریختگی هندسی تصویر در MRI بعلت اثر غیریکنواختی میدان مغناطیسی و غیر خطی بودن گرادیانها می باشد. در این پژوهش صحت تصاویر MR بوسیله اندازه گیری فانتوم بررسی می شود. تکرارپذیری تصاویر با تکرار اندازه گیری ها در فانتوم ارزیابی می شود.
تصویربرداری MR در دو دستگاه 1.5 تسلا از فانتوم برای اندازه گیری بهم ریختگی هندسی با الگوی شبکه ای انجام شد. برای اندازه گیری تکرارپذیری بهم ریختگی تصاویر، پروتکل اسپین اکو با وزنهای T1، T2 و PD، 3 بار تکرار شد. بهم ریختگی تصاویر با استفاده از یک برنامه نوشته شده در MATLAB به روش اندازه گیری فاصله بین لبه ها اندازه گیری شد.
بهم ریختگی تصاویر در اطراف تصویر نسبت به مرکز تصویر بیشتر است. میانگین خطای بدست آمده در میدان دید (FOV) 24 سانتیمتری برای دستگاه MRI (Picker) به اندازه 3 پیکسل در جهت y و 1 پیکسل در جهت x و در دستگاه دیگر MRI (GE) به اندازه 1 پیکسل در هر دو جهت x و y می باشد)هر پیکسل معادل 0.9 میلیمتر می باشد(.
از آنجا که تغییر مکان در کویل مغز 1 تا 3 پیکسل است، می توان دستگاه های مورد آزمایش را در 3DMRI، MRI Velocity، fMRI و RTTP بکار برد. برای کاهش بهم ریختگی هندسی باید از کویل و پروتکل مناسب استفاده کرد.

در پرتودرمانی با استفاده از اشعه ایکس پر انرژی هدف اعمال دوز بالا به تومور و بافت سرطانی میباشد و سعی بر اینست که از رسیدن دوز بالا به بافت های سالم و پوست جلوگیری شود با وجود این بدلیل وجود الکترونهای آلوده کننده همراه پرتوهای ایکس امکان دارد که دوز پوست تا حد زیادی افزایش یابد بطوری که خاصیت حفاظت از پوست پرتوهای ایکس پر انرژی که یکی از مزایای استفاده از آنها در پرتودرمانی با شتابدهنده می باشد، از بین برود. یکی از ارزانترین روش هایی که برای کاهش الکترونهای آلوده کننده پیشنهاد می شود استفاده از یک فیلتر با عدد اتمی متوسط به بالا است. در این مطالعه اثر فیلترهایی از جنس سرب، مس و آلومینیوم با ضخامت های مختلف بر روی دوز سطحی حاصل از پرتوی ایکس شتابدهنده نپتون با انرژی نامی 9 مگاولت مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر کیسه پلاستیکی حاوی گاز هلیوم زمانی که جایگزین ستون هوای بین سر شتابدهنده و سطح پوست می شود مورد بررسی قرار گرفت.
در این پژوهش یک نگهدارنده فیلتر از جنس پرسپکس ساخته شد. همچنین دوزیمتری توسط یک آشکارساز PTW PinPoint با حجم حساس بسیار کم 0.015 cm3 انجام شد. از فانتوم آب Scanditronix همراه با نرم افزار RFA Plus برای محاسبه مقادیر درصدهای دوز عمقی استفاده گردید. همچنین یک کیسه پلاستیکی بسیار نازک به شکل مکعب مستطیل ساخته شد تا بعنوان کیسه هلیوم در مطالعه مورد استفاده قرار گیرد.
نتایج دوزیمتری در فانتوم آب با استفاده از اتاقک یونیزاسیون بسیار کم حجم PTW PinPoint نشان داد که در بین فیلترهای سربی فیلتری به ضخامت 0.4 میلی متر بیشترین کاهش دوز سطحی را ایجاد می کند. این فیلتر قادر است که Ds (دوز سطح نسبت به دوز ماکزیمم) را در میدان های 10×10، 20×20 و 25×25 سانتیمتر مربع به مقدار 5.7، 7.9 و %9.6 کاهش دهد. همچنین استفاده همزمان از فیلتر سربی به ضخامت 0.4 میلی متر و کیسه هلیوم کاهش بیشتری در دوز سطحی ایجاد می کند به طوریکه Ds را در سه میدان 10×10، 20×20 و 25×25 سانتیمتر مربع به اندازه 6.3، 10.1 و %12.3 کاهش می دهد.
با توجه به نتایج بدست آمده میتوان گفت که بهترین فیلتر برای کاهش آلودگی الکترونی و دوز سطحی برای شتابدهنده نپتون 10PC فیلتری از جنس سرب به ضخامت 0.4 میلی متر می باشد. همچنین با توجه به اینکه فیلتر سربی به ضخامت 0.4 میلی متر وقتی همراه با کیسه هلیوم استفاده شود تنها به میزان چند درصد موجب کاهش دوز سطحی می شود 0.6)، 2,2 و 2.7 درصد به ترتیب در میدان های 10×10، 20×20 و 25×25 سانتی متر مربع(، لذا می توان نتیجه گرفت که برای شتابدهنده مذکور سهم الکترونهای ثانویه ناشی از برخورد فوتون ها در ستون هوای بین سر شتابدهنده و فانتوم آب بسیار کمتر از آلودگی الکترونی ناشی از سر شتابدهنده می باشد.

در میان آلودگی های زیست محیطی، آلودگی های صوتی به دلیل قابلیت بروز آثار فیزیولوژیک و روانی بر انسان از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد و از آنجا که سر و صدای وسایط نقلیه یکی از مهمترین منابع آلاینده و بیمارستانها یکی از مکانهای بحرانی در ارتباط با آلودگی های صوتی به شمار می رود، در تابستان 1382 صدای ترافیک خیابان های اصلی شهر مشهد که بیمارستانهای دانشگاهی مشرف به آنها می باشند، در شلوغترین ساعات شبانه روز مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت.
اندازه گیری ها توسط ترازسنج صوت مدل 2260 Investigator در سه نوبت دو ساعته در 12 ایستگاه انجام شده است. شاخصهای مورد ارزیابی عبارت بودند از: LAeq (تراز معادل صدا)، LAfmax (تراز حداکثر فشار صوتی در شبکه خطی)، L10)تراز آماری 10(، L50)تراز آماری50 (و L90)تراز آماری 90(. بار ترافیکی، تراز آلودگی صدا و شاخص صدای ترافیک نیز بررسی و محاسبه شده اند.
بیشترین تراز معادل صدا در نوبت صبح در خیابان بهار و در نوبت های ظهر و شب در خیابان کوهسنگی و بالاترین تراز آلودگی صدا در هر سه نوبت در خیابان بهار بدست آمد. همچنین بیشترین شاخص صدای ترافیک در تمامی نوبت ها در خیابان نخریسی، برآورد گردید. با بررسی همبستگی بین تراز صدای معادل و بار ترافیکی، همبستگی لگاریتمی بین داده های مورد بحث مشاهده شد.
طبق استانداردهای صدا در هوای آزاد در ایران، آلودگی صدا به عنوان یک مشکل جدی در شهر مشهد مطرح می باشد.

امروزه، توموگرافی کامپیوتری (CT) یکی از روش های مدرن تصویربرداری پزشکی است که با استفاده از اشعه ایکس تصاویری مقطعی از بدن با کیفیت بالا ارایه می کند. از طرف دیگر متاسفانه سی تی اسکن یکی از مهمترین منابع دریافت دوز تجمعی بیماران در اکثر جوامع امروز به شمار می رود. میزان دوز دریافتی از آزمایشهای سی تی اسکن نزدیک به سطوح افزایش دهنده احتمال سرطان است. کودکان نسبت به بزرگسالان از حساسیت پرتوی بالاتری برخوردارند و حدود شش درصد از آزمایشات سی تی اسکن در کل دنیا بر روی کودکان انجام می شود. با روش های کنترل کیفی می توان به طور دوره ای عملکرد اسکنرهای سی تی اسکن را بررسی و در جهت بالا بردن کیفیت تصویر و کاهش دوز بیمار و پرتو کار عمل کرد. هدف از این تحقیق برآورد دوز موثر کودکان زیر دو سال ناشی آزمایشات معمول سی تی اسکن در یک مرکز تصویربرداری همراه با ارزیابی پارامترهای کنترل کیفی بوده است.
مقادیر شاخص دوز سی تی اسکن (CTDI) در مرکز چرخش یک دستگاه سی تی اسکن با استفاده از اتاقک یونیزاسیون قلمی و همچنین TLD در یک اسکن منفرد برای چند پروتکل معمول در آزمایشهای سی تی اسکن بر روی کودکان اندازه گیری شد. با بدست آوردن مقادیر CTDI مقادیر دوز موثر با استفاده از نرم افزار ImPACT برای هر پروتکل بدست آمد.
مقادیر دوز موثر حاصل در پروتکل های انجام شده در محدوده ای از 2.05 الی 21.45 میلی سیورت برای کودک مونث و 2.05 الی 15.7 میلی سیورت برای کودک مذکر بدست آمد. مقادیر CTDI در فانتومهای استاندارد کنترل کیفی سر و تنه نیز با استفاده از اتاقک یونیزاسیون قلمی به دست آمد. مقدار CTDIw برای فانتوم سر 20.67 ±2.01 و برای فانتوم تنه 11.13± 1.04 میلی گری به ازای 100 میلی آمپر ثانیه به دست آمد. تحقیق حاضر همچنین شامل برآورد پارامترهای کنترل کیفی دستگاه بود که از آن جمله می توان به برآورد نویز، کالیبره بودن اعداد CT، رزلوشن کنتراست بالا و پایین، مسطح بودن تصویر اشاره کرد. طبق برآورد اعداد سی تی اسکن دستگاه کالیبره نیست و این اعداد به قطر مریض و ضخامت مقطع انتخاب شده بستگی دارند. اسکنر تصویر مسطح با نویز پایین ایجاد میکند رزلوشن کنتراست بالا و پایین دستگاه به ترتیب 0.8 و 1 میلی متر برآورد شد. همچنین مقدار gap و overlap اسکنر در حد قابل قبول است.
مقادیر دوز بدست آمده کمتر از مقادیر گزارش شده در هلند و آلمان و در حد مقادیر گزارش شده در انگلیس است. مقادیر CTDIw بدست آمده حدود 11 درصد از مقادیر گزارش شده توسط ImPACT بالاتر است. با اینکه مقادیر دوز برآورد شده در حد مقادیر سایر کشورها بود و لیکن اندازه گیری پارامترهای کنترل کیفی حاکی از کالیبره نبودن و غیر یکنواختی اعداد CT است. با کالیبره کردن مناسب اعداد سی تی اسکن، اسکنر مورد بررسی می توان از یک سو تا حدودی به بالا بردن کیفیت تصویر کمک کرد و از سوی دیگر با امکان کاهش میلی آمپر ثانیه در نهایت دوز بیمار را کاهش داد که می تواند گامی در راستای اصل ALARA در حفاظت پرتوی باشد.

آنتی بادی های منوکلونال نشاندارشده با مواد رادیواکتیو بخصوص با تکنسیوم (99mTc) کاربرد وسیعی برای مطالعات تصویربرداری در پزشکی هسته ای پیدا کرده اند. آنتی بادی PR81 یک آنتی بادی منوکلونال موشی ضد ماک وان (anti-MUC1) بر علیه آدنوکارسینومای پستان انسان است. در این تحقیق پس از ارایه یک روش ساده، سریع و موثر برای نشاندارسازی PR81 با تکنسیوم به روش مستقیم و کنترل کیفی آن، به مطالعات رادیوایمونوسینتی گرافی روی مدل موشی دارای تومور پستان پیوندی پرداخته شده است.
آنتی بادی PR81 با استفاده از 2- مرکاپتواتانل احیا و سپس با تکنسیوم با استفاده از متیلن دی فسفونات (MDP) بعنوان ترانس شلاتور نشاندار گردید. بازده نشاندارسازی با روش کروماتوگرافی لایه نازک آماده (ITLC) و میزان رادیوکلوئیدها از طریق الکتروفورز نیترات سلولز اندازه گیری گردیدند. پایداری برون تنی فرآورده نشاندارشده در سرم انسانی توسط روش کروماتوگرافی غربالی تعیین گردید. آزمایش یکنواختی (integrity) آنتی بادی نشاندارشده از طریق الکتروفورز پلی آکریلامید در حضور سدیم دودسیل سولفات (SDS-PAGE) انجام گردید. توانایی اتصال آنتی بادی PR81 نشاندارشده با سلول های MCF-7 با استفاده از روش اتصال سلولی (cell-binding assay) تعیین گردید. نحوه توزیع حیاتی فرآورده تولید شده در موش های BALB/c 4 و 24 ساعت پس از تزریق بررسی گردید. تصویربرداری از تومور در موش های BALB/c دارای تومور پستان 24 ساعت پس از تزریق انجام شد.
بازده نشاندارسازی %94.2±2.3 و میزان رادیوکلوئیدها %2.5±1.7 بود. پایداری برون تنی فرآورده نشاندارشده در سرم تازه انسانی %70±5.7 پس از 24 ساعت بود. بررسی یکنواختی آنتی بادی نشاندارشده مشخص کرد که هیچگونه قطعه قطعه شدنی در اثر عملیات نشاندارسازی در آنتی بادی رخ نداده است. نتایج مطالعات اتصال سلولی نشان داد که آنتی بادی PR81 نشاندارشده قادر است برای اتصال به آنتی ژن های سطحی سلول های سرطانی MCF-7 با آنتی بادی نشاندارنشده PR81 رقابت نماید. مطالعه توزیع حیاتی فرآورده تولید شده در موش های BALB/c نشان داد که تجمع خاصی در بافت های حیاتی وجود ندارد. تصویربرداری از موش های BALB/c دارای تومور پستان نشان دهنده تجمع فرآورده در تومور بود.
در این تحقیق ما توانستیم با استفاده از روش شوارتز (با کمی تغییرات) به بازده بیش از %90 در نشاندارسازی آنتی بادی PR81 با 99mTc و با پایداری بالا در سرم خون انسان دست پیدا کنیم. نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر نشان می دهند که می توان فرآورده جدید را بعنوان یک کاندیدای امیدوارکننده جهت تصویربرداری از سرطان پستان انسان در پزشکی هسته ای در نظر گرفت که بدین منظور نیاز به مطالعات تکمیلی بیشتری وجود دارد.

دوزیمتری پرتوها در رادیوتراپی دارای اهمیت بالایی می باشد زیرا رادیوتراپی موفقیت آمیز مستلزم تابش دقیق دوز به حجم سرطانی در بافت می باشد. یکی از کمیتهای مهم در محاسبه زمان درمان در رادیوتراپی، درصد دوز عمقی است. هدف این مطالعه معرفی فرمولی جدید برای محاسبه درصد دوز عمقی بر روی محور مرکزی میدانهای کبالت 60 است.
در مطالعه حاضر بر اساس جدول درصد دوز عمقی ارایه شده در مجله بریتانیایی پرتوشناسی، 9 فرمول جدید برای محاسبه درصد دوز عمقی در عمقهای 0.5-30 سانتی متر و میدانهای 4×4 الی 45×45 سانتی متر مربع ارایه گردید. برای بررسی میزان توافق فرمولها و مقادیر جدول از میانگین قدر مطلق اختلاف آنها استفاده شد و فرمول با کمترین میانگین قدرمطلق اختلاف به عنوان فرمول دارای بیشترین توافق انتخاب گردید. برای به دست آوردن فرمولها و انجام محاسبات از نرم افزار میکروسافت اکسل 2000 و دیتافیت 8 استفاده گردید.
در مقایسه با مقادیر جدول مجله بریتانیایی پرتوشناسی، از بین 9 فرمول یک فرمول توافق بیشتری را نشان داده است. فرمول مورد نظر بر حسب log(A/P) دارای دو قسمت درجه 1 و درجه 2 می باشد، به طوریکه برای بازه عمقی 0.5-5 سانتیمتر به صورت درجه 1 و برای بازه عمقی 6-30 سانتی متر به صورت درجه 2 است. میانگین قدر مطلق اختلاف مقادیر جدول و محاسبه شده با فرمول انتخاب شده (D) برابر با 0.3152 است.
فرمول ارایه شده دارای توافق بیشتری با مقادیر جدول مجله بریتانیایی پرتوشناسی بوده و می توان از آن در برآورد درصد دوز عمقی میدانهای کبالت 60، به ویژه برای عمقها و ابعاد میدانهایی که جدول مجله بریتانیایی پرتوشناسی بدون مقدار می باشد استفاده کرد.

یکی از مهمترین عوامل عدم یکنواختی تصویر در تصویربرداری تشدید مغناطیسی، ناهمگنی در ارسال و دریافت پالس امواج با فرکانس رادیویی است و می تواند در مطالعات کمی نیز موثرترین منبع خطا باشد. بخشی از این ناهمگنی بیانگر ویژگی کویل امواج با فرکانس رادیویی و بخشی دیگر نیز ناشی از برهمکنش میدان امواج با فرکانس رادیویی با ماده مورد تصویربرداری است. در این مطالعه با استفاده از فانتوم روغن، ناهمگنی میدان امواج با فرکانس رادیویی در کویلهای سطحی و حجمی بررسی شده است.
برای تعیین نایکنواختی امواج با فرکانس رادیویی روشی بر مبنای توالی اسپین اکو (q-180) بکار گرفته شد که قبلا توسط مولف پیشنهاد و گزارش شده است. در این روش، تصاویر متعددی با پارامترهای یکسان تصویربرداری در زوایای انحراف مختلف از یک برش که با دستگاه تصویربرداری تشدید مغناطیسی از فانتوم یکنواخت تهیه می شود. سپس شدت سیگنال بدست آمده در این تصاویر با مدل ریاضی سیگنال دستگاه تصویربرداری تشدید مغناطیسی تطبیق داده می شود. از آنجاییکه این معادله ریاضی بیانگر رابطه میان شدت سیگنال و زاویه انحراف در یک توالی اسپین اکو (q-180) است میتوان تغییرات مقدار انتقال و دریافت کویل امواج با فرکانس رادیویی را بر حسب تغییرات سیگنال از مقدار واقعی آن (که توسط مدل بدست می آید) اندازه گیری نمود. در موارد کاربرد کویلهای سطحی که تنها بعنوان گیرنده عمل می کنند (در این حالت کویل بدن ارسال پالس امواج با فرکانس رادیویی را انجام می دهد)، ابتدا نتایج اندازه گیری های همگنی کویل دریافت بدست می آید، و سپس ویژگی های ارسال کویل بدن بررسی می شود.
ضریب تغییرات (C.V) بر حسب تغییرات R(r) و یا T(r) نسبت به مقادیر آنها در مرکز کویل بدست آمد. برای مقدار همگنی ارسال T(r) در تصاویر کویل سر، ضریب تغییرات %6 بود. از آنجا که کویلهای حجمی هم بعنوان فرستنده و هم گیرنده عمل می نماید، هرگونه نایکنواختی در یکی از مراحل دریافت یا ارسال منجر به ناهمگنی میدان امواج با فرکانس رادیویی می شود. به استثنای کویلهای سطحی تغییرات حاصل از عمل کویل دریافت در تمام موارد کمتر از کویل ارسال بود که قابل قبول می باشد. تغییرات مقدار عملکرد حساسیت دریافت کویلهای سطحی بدلیل حساسیت ذاتی متفاوت آنها در مناطق مختلف میدان زیاد می باشد که طبق انتظار بود.
با توجه به کوچک بودن اثر برهمکنش میدان رادیوفرکانس در فانتوم روغن، تغییرات نشان داده شده در مقدار T(r) ناشی از ناهمگنی میدان B1 سیستم کویل است. از آنجا که کویل سر هم بعنوان فرستنده و هم گیرنده عمل می نماید، هر گونه نایکنواختی در یکی از مراحل دریافت یا ارسال منجر به ناهمگنی میدان رادیوفرکانس می شود.

هدف اصلی از انجام این پژوهش پایش تغییرات دما با استفاده از تصاویر فراصوت است. اساس این روش بر پایه وابستگی سرعت صوت به دماست. تغییر سرعت صوت با دما موجب جابجایی ظاهری ذرات پراکنده ساز و انبساط حرارتی موجب جابجایی فیزیکی ذرات می شود. بنابراین تغییر دمای فانتوم موجب جابجایی نقش های برفک در تصاویر می شود. روش ردیابی برفک (Speckle Tracking) کاربردهای فراوانی در فراصوت تشخیصی یافته است. این روش با موفقیت در سنجش کشسانی بافت، سرعت سنجی جریان خون، و تحلیل حرکت های درون بدن به کار رفته است.
آزمایش ها بر روی فانتوم TM با ژلاتین آگار و پودر گرافیت انجام شد. یک مقاومت برای گرم کردن فانتوم در مرکز آن کاشته شد. از مبدل خطی MHz10 برای تصویربرداری در هنگام گرم کردن استفاده شد. اندازه گیری میزان این جابجایی ها مقدار تغییر دما را مشخص می نماید. روش ردیابی برفک برای اندازه گیری جابجایی ها به کار برده شد. برای سنجش میزان دقت، دماهای محاسبه شده با این روش با دماهای ثبت شده توسط ترمیستور NTC مقایسه شد.
توافق خوبی بین دماهای اندازه گیری شده با ترمیستور و روش فراصوت وجود داشت. به طور متوسط اختلاف دمای بین دو روش 0.25oC بود. و بیشینه این اختلاف دما 0.53oC بود.
توانایی روش ردیابی برفک در استخراج جابجایی از تصاویر دیجیتال به تایید رسید. با استفاده از نتایج بدست آمده الگوریتم به کار رفته می تواند با دقت بهتر از 0.5oC تغییرات دما را اندازه گیری نماید.

موضوع میکرودوزیمتری در قالب تلاشهای گسترده انجام شده برای تعیین توزیع LET تابش در واکنش با جسم می باشد. به عبارت دیگر بررسی طبیعت انتقال انرژی در حجمهایی به کوچکی یک یاخته و حتی ساختارهای زیریاخته ای موضوع اصلی میکرودوزیمتری است.
همانگونه که می دانیم دوز جذبی از دید ماکروسکوپیک عبارت است از چگالی انرژی در واحد جرم ماده.
در تعریف چگالی جرم در یک ماده داریم: چگالی یک نقطه عبارت است از کوچکترین واحد جرم تقسیم بر کوچکترین واحد حجم قابل اندازه گیری در اطراف آن نقطه (محیط به آن نقطه).
این تعریف اساسی در قرن هجدهم و زمانی که هنوز ماده دارای ماهیتی پیوسته شناخته می شد بوجود آمده است. با نگرش جدید ما درباره وجود اتمها و مولکولها قبل از استفاده از چنین تعریفی باید ابتدا ثابت کنیم که تعداد ذرات موجود در حجم واحدی که برای محاسبه چگالی استفاده شده است، به لحاظ آماری کافی است. به عنوان مثال در حجمی به بزرگی یک اتم (حجمی که فقط شامل یک اتم در حالت میانگین باشد یعنی تعداد اتمهای موجود بین عدد صفر و چند اتم تغییر یابد، مفهوم چگالی با تعریفی که در بالا آمد دستخوش تغییرات بسیار زیادی می شود و در واقع تعریف با نقاط ضعف فراوان مفهوم را بیان کرده است).
انتقال انرژی در عبور و واکنش میان تشعشع و ماده اتفاق می افتد، که ماهیتی گسسته و بسته ای دارد و در اندازه های میکروسکوپیک نوسانات بزرگی در چگالی انرژی مشاهده خواهد شد. بنابراین ضروری است که در این مورد توزیع انرژی جذب شده مورد نظر قرار بگیرد.