کتاب پزشکی هسته ای بالینی در نورولوژی

معرفی

این کتاب مجموعه‌ای از موارد با تشخیص‌های چالش‌برانگیز را جمع‌آوری می‌کند که در آن‌ها معاینات پزشکی هسته‌ای از نظر تشخیص نهایی یا پیگیری به‌ویژه مفید بوده است. موارد ارائه شده عمدتا شامل بیماران مبتلا به اختلالات نورودژنراتیو، صرع و تومورهای مغزی است. این کتاب برای متخصصان پزشکی هسته‌ای و همچنین پزشکان در نظر گرفته شده است و راهنمایی‌های ضروری در مورد تفسیر موارد نورولوژی در محیط بالینی، به ویژه با توجه به تفسیر صحیح روش‌های تصویربرداری تشخیصی ارائه می‌دهد. نویسندگان از اعضای کمیته تصویربرداری عصبی EANM انتخاب شدند و تجربه گسترده ای به عنوان پزشکان و معلمان در جامعه پزشکی هسته ای دارند.

لیزرهای فمتوثانیه می توانند ذخیره سازی طولانی مدت داده را فعال کنند

حجم روزافزون داده‌ای که در عصر دیجیتال انباشته می‌شود، نیازمند تکنیک‌های ذخیره‌سازی جدید است که عمر طولانی، انرژی کارآمد و کاربردی دارند. محققان بریتانیایی فکر می‌کنند که با استفاده از پلاریزاسیون پالس‌های لیزر فمتوثانیه‌ای برای جهت‌دهی ساختارهای نانو اندازه در صفحات شیشه‌ای، احتمالاً پاسخ را یافته‌اند.

افزایش بهره وری انرژی

مراکز داده امروزه از فناوری‌های مختلفی برای پاسخگویی به نیازهای فزاینده ذخیره‌سازی استفاده می‌کنند، اما هر کدام محدودیت‌هایی دارند. هارد دیسک‌ها انرژی زیادی مصرف می‌کنند و معمولاً فقط چند سال دوام می‌آورند، در حالی که نوارهای مغناطیسی برای استفاده روزمره بسیار کند هستند. دیسک های نوری معمولی مانند سی دی و دی وی دی نیز بسیار کند هستند و همچنین طول عمر محدودی دارند.

در جدیدترین کار، پیتر کازانسکی و همکارانش در دانشگاه ساوتهمپتون، بریتانیا، دستگاهی با طول عمر بالقوه نامحدود پیشنهاد کردند که از پالس های یک منبع لیزر فمتوثانیه برای ذخیره داده ها در یک تکه شیشه سیلیسی در پنج بعد (سه بعد فضایی) استفاده می کند. و همچنین دو پارامتری که انکسار دوگانه سیلیس را مشخص می کند. نوشتن بر روی دستگاه شامل تعدیل قطبش و شدت لیزر است تا داده ها از طریق جهت گیری محور آهسته و عقب ماندگی (تفاوت مسیر نوری بین دو قطبش متعامد) ساختارهای نانومتری در سیلیس رمزگذاری شود.

گروه ساوتهمپتون قبلاً نشان داده است که این تکنیک اصولاً می تواند کار کند، اما به دلیل نیاز به چندین عکس لیزری برای ایجاد یک نانوساختار منفرد با مشکل مواجه شده است. نوشتن سریع داده ها مستلزم آن است که لیزر با سرعت تکرار بالا کار کند، اما فراتر از یک نرخ مشخص، این فرآیند گرمای زیادی تولید می کند و داده ها نمی توانند به طور دقیق رمزگذاری شوند.

کازانسکی و همکارانش اکنون نشان داده اند که چگونه می توان این مشکل را با افزایش بهره وری انرژی فرآیند نوشتن به حداقل رساند. آنها این کار را با تقسیم این فرآیند به دو مرحله انجام دادند. اول، آنها از یک یا چند پالس لیزری با انرژی نسبتاً بالا برای ایجاد یک انفجار کوچک استفاده می کنند که یک فضای خالی دایره ای یکنواخت در حدود 130 نانومتر در سراسر سیلیس ایجاد می کند. آنها سپس از چندین پالس «نوشتن» با انرژی کمتر استفاده می‌کنند تا آن فضای خالی را حدود ضریب پنج در زوایای قائم به محور قطبش نور طویل کنند - و بنابراین داده‌ها را رمزگذاری می‌کنند.

آنها توانستند انرژی پالس های نوشتاری را با بهره برداری از پدیده افزایش میدان نزدیک کاهش دهند. میدان الکتریکی تولید شده توسط این پالس ها در لبه فضای خالی ایجاد شده توسط پالس های کاشت، در صفحه عمود بر قطبش پالس ها تقویت می شود. این میدان تقویت شده سیلیس را یونیزه می کند و در نتیجه نقطه داده یا "voxel" را می نویسد.

نوشتن با سرعت نور

برای نشان دادن اینکه چگونه می‌توان از این تکنیک برای ذخیره داده‌ها در عمل استفاده کرد، محققان از لیزری با طول موج 515 نانومتر و نرخ تکرار 10 مگاهرتز استفاده کردند که روی صفحه سیلیسی با قطر 120 میلی‌متر با استفاده از یک منحرف کننده آکوستو-اپتیک اسکن کردند. هر وکسل به یک پالس بذری و چهار یا هفت پالس نوشتاری نیاز داشت، بسته به اینکه کدام یک از دو سطح عقب ماندگی برای رمزگذاری آن وکسل خاص مورد نیاز است.

با هشت قطبش احتمالی - مربوط به هشت جهت محور آهسته خاص - برای هر یک از دو سطح عقب ماندگی، هر وکسل را می توان در هر یک از 16 پیکربندی ممکن قرار داد و بنابراین چهار بیت باینری را در خود جای داد. با اسکن با سرعت 1 میلیون وکسل در ثانیه، آنها توانستند 5 گیگابایت داده را در 50 لایه با ضخامت 2.4 میلی متری دیسک در مدت پنج ساعت بنویسند. آنها سپس دریافتند که می توانند داده ها را با دقت "تقریبا 100٪" بازخوانی کنند.

پیشرفت های آینده

کازانسکی و همکارانش می گویند که سرعت نوشتن را می توان با افزایش سرعت تکرار تا 50 مگاهرتز به مگابایت در ثانیه افزایش داد. آن‌ها همچنین فکر می‌کنند با افزایش تعداد جهت‌گیری‌های محور آهسته و کاهش اندازه دستگاه، می‌توان تعداد بیت‌ها را در هر وکسل دو برابر کرد، به طوری که وکسل‌ها فقط 0.2 میکرومتر از هم فاصله داشته باشند و لایه‌های مجاور فقط با 3 میکرومتر از هم جدا شوند. آنها می گویند در این صورت، یک صفحه شیشه ای با ضخامت 4 میلی متر به قطر 127 میلی متر می تواند حدود 500 ترابایت داده را ذخیره کند.

محققان خاطرنشان می کنند که یک نقطه ضعف قابل توجه در طرح فعلی آنها وجود دارد - سرعت خواندن. سیستم تصویربرداری با کنترل دستی آنها خواندن را به سرعت یخبندان تنها چند بایت در ثانیه محدود می کرد. اما آن‌ها مطمئن هستند که این یک نشان‌دهنده نیست و استدلال می‌کنند که با استفاده از تصویربرداری قطبش خودکار و الگوریتم‌های رمزگشایی قدرتمندتر می‌توانند سرعت را به ده‌ها مگابایت در ثانیه افزایش دهند.

کتاب برهم کنش لیزر-ماده برای تابش و انرژی

کتاب برهم کنش لیزر-ماده برای تابش و انرژی

اهمیت علمی لیزرها در زمینه های مختلف فیزیک مورد توجه قرار گرفته است. این کتاب از فصول مربوط به لیزر، انتشار امواج الکترومغناطیسی در رسانه های مختلف، تولید و تشخیص تابش تراهرتز، تشدید پلاسمون سطحی و لیزرهای اشعه ایکس تشکیل شده است.

در حالی که تمام موضوعات مورد بحث در این کتاب برای دانشجویان فارغ التحصیل و محققان اپتیک و فوتونیک از اهمیت و علاقه قابل توجهی برخوردار است، سایر موضوعات احتمالاً به همان اندازه - مانند کنترل لیزری همجوشی حرارتی هسته ای و تولید لیزر آتوثانیه - مورد توجه مهندسان قرار خواهند گرفت. سازماندهی آن انعطاف پذیری قابل توجهی را فراهم می کند و آن را برای استفاده در دوره های مختلف مناسب می کند. مجموعه ای از مشکلات به همراه نکاتی برای راه حل ها طیف وسیعی از مشکلات را پوشش می دهد.

کتاب تصویربرداری زیست پزشکی نوری

  تصویربرداری زیست پزشکی نوری بررسی گسترده ای از فناوری ها، برنامه ها و بازارهای تصویربرداری زیست پزشکی نوری ارائه می دهد، زیرا فقط Photonics Media می تواند آن را تولید کند.

این مجموعه مقاله منبعی کاربردی برای کسانی است که در تحقیق و توسعه فناوری های مربوطه مشغولند و برای هر کسی که علاقه مند به وضعیت فعلی این بخش به سرعت در حال پیشرفت از صنعت فوتونیک است.

این کتاب 330 صفحه ای که عمدتاً از مجله بیوفوتونیک  طراحی شده است شامل 48 مقاله در طیف گسترده ای از موضوعات است. بسیاری از مقالات توسط محققان، دانشمندان، مهندسان و دیگرانی که در لبه پیشروی اپتیک زیست پزشکی و فوتونیک کار می کنند نوشته شده است. مشارکت‌های دیگر از سوی بسیاری از ویراستاران با استعداد و ویراستاران مشارکتی است که گزارش‌های آنها در تعمیق درک خوانندگان ما از موضوع بسیار مؤثر بوده است.

شامل بخش هایی در مورد:

توموگرافی انسجام نوری

تصویربرداری فوتو آکوستیک

طیف سنجی نوری

میکروسکوپ فلورسانس

میکروسکوپ چند فوتونی

میکروسکوپ با وضوح فوق العاده

مجلات Photonics Media منابعی را در اختیار خوانندگان ما قرار می دهند تا به آنها در انجام کارهایشان کمک کنند. این مجموعه تمرکز مشابهی دارد: با انتخاب دقیق طیف وسیعی از مقالات از آرشیو گسترده خود، قصد داریم منبعی غنی و معاصر در زمینه تصویربرداری زیست پزشکی نوری ارائه کنیم. ما فکر می کنیم که این یک افزونه ارزشمند برای کتابخانه مرجع شما خواهد بود.

دستگاه نانوفوتونیکی محققان را به سمت ارتباطات کوانتومی و امکانات حسی هدایت می کند

به گفته محققان، محققان دانشگاه روچستر از یک دستگاه نانوفتونیک لایه نازک و پدیده درهم تنیدگی کوانتومی برای تولید پهنای باند بسیار بزرگ استفاده کرده‌اند که رکوردی برای فراباند است. محققان فوتون‌ها و به‌ویژه فرکانس‌های آنها را در کار درگیر کردند.

این پیشرفت می‌تواند منجر به افزایش حساسیت و وضوح آزمایش‌ها در اندازه‌شناسی و سنجش، از جمله در طیف‌سنجی، میکروسکوپ غیرخطی و OCT کوانتومی شود.

درهم تنیدگی کوانتومی زمانی اتفاق می افتد که دو ذره کوانتومی به هم متصل شوند، حتی زمانی که از هم دور باشند. هرگونه مشاهده یک ذره بر دیگری تأثیر می گذارد، گویی ذرات در حال ارتباط هستند. وقتی این رفتار درهم‌تنیدگی شامل فوتون‌ها می‌شود، درهم‌تنیدگی فرکانس‌های فوتون - که پهنای باند آن قابل کنترل است - امکان‌پذیر است.

تا به امروز، بیشتر دستگاه‌هایی که برای تولید درهم‌تنیدگی باند پهن استفاده می‌شوند، یک کریستال حجیم را به بخش‌های کوچکی تقسیم می‌کنند که هر کدام دارای خواص نوری کمی متفاوت هستند و هر کدام فرکانس‌های متفاوتی از جفت‌های فوتون را تولید می‌کنند. سپس فرکانس‌ها با هم جمع می‌شوند تا پهنای باند بزرگ‌تری به دست آورند.

عثمان جاوید، دکترای تخصصی، گفت: با این حال، این فرآیند ناکارآمد است و روشنایی و خلوص فوتون ها را کاهش می دهد. دانشجوی آزمایشگاه Qiang Lin، استاد مهندسی برق و کامپیوتر که این تحقیق را رهبری کرد. در این دستگاه‌ها، همیشه بین پهنای باند و روشنایی جفت فوتون‌های تولید شده یک مبادله وجود خواهد داشت.

جاوید گفت: «ما این مبادله را با تکنیک مهندسی پراکندگی کاملاً دور زده‌ایم تا هر دو را به دست آوریم: پهنای باند بی‌سابقه با روشنایی بی‌سابقه.

هوش مصنوعی در تصویربرداری پزشکی

فصل 1. مبانی یادگیری ماشین

فصل 2. مقدمه ای بر یادگیری عمیق

فصل 3. کاربرد هوش مصنوعی در تصویربرداری پزشکی

فصل 4. طراحی سیستم های هوش مصنوعی برای تمرین بالینی

فصل 5. چشم اندازهای آینده

مجله خبری اپتیک و فوتونیک

مجله خبری اپتیک و فوتونیک

شماره نوامبر

به سمت فیلمبرداری غیر خط دید

توموگرافی انکساری انسجام نوری

لیدار فراطیفی: گزارش پیشرفت

لیزرهای فمتوثانیه برای جراحی بافت استخوانی با وضوح بالا

در دهه گذشته، لیزر به ابزار انتخابی برای جراحی های بافت نسل بعدی تبدیل شده است. لیزرهای فمتوثانیه به لطف خواص منحصر به فرد خود، در حال حاضر برای جراحی بافت استخوانی با وضوح بالا در نظر گرفته می شوند که در طی آن باید از آسیب های حرارتی ناشی از لیزر برای بهبود کیفیت و مدت زمان بهبودی با دقت اجتناب شود.

Gemini مطالعه جامعی را ارائه می دهد که برای پیشبرد آمادگی این فناوری با بهینه سازی پارامترهای فرآیند همراه با توسعه ابزارهای تشخیصی مناسب انجام شده است. حداکثر کردن نرخ فرسایش روی استخوان ران گوشت خوک در رژیم فمتوثانیه در یک رویکرد افزایش مقیاس با استفاده از منابع لیزر فمتوثانیه صنعتی به دست آمد. برای پیگیری دقیق دمای بافت استخوان در طول و بعد از پردازش لیزر، از تصویربرداری دوربین FLIR و حسگرهای ترموکوپل برای به دست آوردن تکامل توزیع دما بر روی بافت با توجه به تغییرات پارامترهای مختلف فرآیند و همچنین لیزر استفاده شد. تغییرات شیمیایی ناشی از

نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که پردازش لیزر فمتوثانیه بافت استخوان در یک محیط اسپری آب تحت فشار اجازه می‌دهد به دمایی کمتر از دمای دناتوره شدن پروتئین استخوان برسد. علاوه بر این، Gemini توضیح می‌دهد که چگونه طیف‌سنجی شکست ناشی از لیزر (LIBS) تغییرات شیمیایی ناشی از لیزر بافت را با دمای آن و پارامترهای پردازش اعمال شده تجزیه و تحلیل می‌کند. نتایج این بخش از مطالعه نشان می‌دهد که LIBS یک تکنیک قابل اعتماد و مفید برای پایش بلادرنگ وضعیت استخوان در حین فرسایش لیزری است و می‌تواند در چارچوب اتوماسیون نهایی جراحی‌های استخوان با پردازش لیزر فمتوثانیه اجرا شود.

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

مجله بیوفوتونیک