درآمدی بر فیزیک در پزشکی

شرح

محتوای کتاب عمدتاً بر اساس مطالب به دست آمده از تعدادی از ماژول‌های مقطع کارشناسی در بخش نویسنده است، یعنی: فیزیک هسته‌ای کاربردی، فیزیک تصویربرداری پزشکی، فیزیک کاربردی در اندازه‌گیری فیزیولوژیکی، فوتومادیک لیزری و فیزیک بیومواد، اما همچنین به نقاشی نیز می‌پردازد. بر روی مواد از جای دیگر

هدف این است که ابتدا ویژگی های بافت بیولوژیکی پوشش داده شود و سپس به تعامل با بافت بپردازیم. تکنیک های تشخیصی و سپس درمانی ارائه خواهد شد و سپس بخشی با جزئیات فنی بیشتر برای اندازه گیری فیزیولوژیکی ارائه خواهد شد. مطالب به بخش کیفی که فیزیک زیربنایی را نشان می‌دهد جدا می‌شود و در صورت لزوم توسط بخش پیشرفته‌تری با دقت ریاضی دنبال می‌شود. این بخش بعدی حاوی یک "هشدار بهداشتی" است که نشان می دهد برای دانش آموزان پیشرفته تر مناسب است.

اپتوژنتیک

اپتوژنتیک استفاده از پروتئین های حساس به نور را با استراتژی های هدف گیری ژنتیکی ترکیب می کند. در سال های اخیر، جعبه ابزار اپتوژنتیک توسعه یافته، درک ارتباطات سلولی و سیگنال دهی را از واحدهای منفرد به کل شبکه ها گسترش داده است. این فصل مروری بر آخرین رویکردهای مولکولی و مهندسی برای ایجاد انواع ابزارهای اپتوژنتیکی ارائه می دهد که نورون ها را به نور پاسخ می دهند. این کار با معرفی انواع مختلف پروتئین‌های فعال شده با نور میکروبی و مهره‌داران، خواص عمومی و کاربردهای آنها آغاز می‌شود. سپس پروتئین‌های جدید فعال شده با نور را برای تحریک سریع اپتوژنتیک و خاموش کردن نورون‌ها با تمرکز اصلی بر تغییرات اخیر، جهش‌ها و استراتژی‌های هدف‌گیری در بخش‌های سلولی خاص توصیف می‌کند. علاوه بر این، این فصل همچنین مزایای گیرنده‌های متصل به پروتئین G فعال شده با نور (GPCRs) و آنزیم‌ها را برای کنترل آبشارهای سیگنالینگ عصبی/سلولی و برهم‌کنش‌های پروتئین-پروتئین برای طیف وسیعی از کاربردها مورد بحث قرار خواهد داد.

علوم اعصاب بنیادی

اول: علوم اعصاب بنیادی

II: علوم اعصاب سلولی و مولکولی

III: رشد سیستم عصبی

چهارم: سیستم های حسی

V: سیستم های موتوری

VI: سیستم های نظارتی

هفتم: علوم اعصاب رفتاری و شناختی

علوم اعصاب بنیادی

شرح

نسخه چهارم علوم اعصاب بنیادی خود را به عنوان ارائه ای جذاب و جامع از رشته علوم اعصاب، از مولکول ها تا شناخت، دوباره ابداع می کند. این کتاب کامل اما مختصر و با مصور فراوان، از یک بخش مقدماتی که شامل نوروآناتومی بنیادی است، ساخته شده و در ادامه به علوم اعصاب سلولی و مولکولی، رشد، سیستم‌های حسی، سیستم‌های حرکتی، سیستم‌های تنظیمی، و علوم اعصاب رفتاری و شناختی می‌پردازد. این کتاب برای ارائه خدمات بهتر به مخاطبان خود در علوم اعصاب و جوامع پزشکی مجدداً ساخته شده است.

این فصل شامل بیش از 100 جعبه است که شرایط بالینی، تکنیک ها و سایر موضوعات خاص را توصیف می کند. هر فصل از طریق یک فرآیند بررسی کامل انجام شد و به کتاب لحن یکنواختی داد. فصل‌ها توسط دانشمندان برجسته‌ای نوشته شده‌اند که در موضوعاتی که پوشش می‌دهند متخصص هستند.

هوش مصنوعی در آینده در فیزیک پزشکی

هوش مصنوعی (AI) در دهه گذشته رشد فوق العاده ای داشته است و صنعت پزشکی را مختل می کند. در پزشکی، این در تصویربرداری پزشکی و سایر رشته های پزشکی دیجیتالی به کار رفته است، اما در زمینه های سنتی تر مانند فیزیک پزشکی، پذیرش هوش مصنوعی هنوز در مراحل اولیه است. اگرچه پیش‌بینی می‌شود هوش مصنوعی در برخی وظایف بهتر از انسان باشد، با رشد سریع هوش مصنوعی، نگرانی‌های فزاینده‌ای برای استفاده از آن وجود دارد. تمرکز این مقاله بر روی چشم انداز فعلی و کاربردهای بالقوه هوش مصنوعی در آینده در فیزیک پزشکی و رادیوتراپی است. موضوعات مربوط به هوش مصنوعی برای کسب تصویر، تقسیم‌بندی تصویر، ارائه درمان، تضمین کیفیت و پیش‌بینی نتیجه و همچنین تعامل بین انسان و هوش مصنوعی بررسی خواهد شد. این بینشی را در مورد چگونگی رویکرد و استفاده از فناوری برای افزایش کیفیت عملکرد بالینی ارائه می دهد.

کلمات کلیدی: هوش مصنوعی، فیزیک پزشکی، رادیوتراپی، اکتساب تصویر، تقسیم بندی تصویر، برنامه ریزی درمانی، ارائه درمان، تضمین کیفیت

هوش مصنوعی: نوآوری برای فیزیک پزشکی

هوش مصنوعی: نوآوری برای فیزیک پزشکی

ترجمه با تیم مهندس شکوفه ساتری

به زودی

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

به زودی ...

فهرستی از موضوعات مرتبط با تاریخچه علوم اعصاب، شامل نوروآناتومی، فیزیولوژی عصبی، نوروبیولوژی، نوروشیمی، نوروفیزیک، نوروفارماکولوژی، روانپزشکی، آسیب شناسی عصبی، روانپزشکی، نورولوژی، جراحی مغز و اعصاب، تصویربرداری عصبی، روانشناسی بالینی و چندین مورد دیگر.

فیزیولوژی عصبی

فیزیولوژی عصبی

فیزیولوژی عصبی مطالعه عملکرد (بر خلاف ساختار) سیستم عصبی است.

نقشه برداری مغز

الکتروفیزیولوژی

ضبط خارج سلولی

ضبط داخل سلولی

تحریک مغز

الکتروانسفالوگرافی

فعالیت دلتا ریتمیک متناوب

دسته:نوروفیزیولوژی

رده:عصب و غدد

نورواندوکرینولوژی

نوروآناتومی

نوروآناتومی مطالعه آناتومی بافت عصبی و ساختارهای عصبی سیستم عصبی است.

رنگ آمیزی ایمنی

دسته: نوروآناتومی

نوروفارماکولوژی

نوروفارماکولوژی مطالعه چگونگی تأثیر داروها بر عملکرد سلولی در سیستم عصبی است.

دارو

عصب شناسی رفتاری

علوم اعصاب رفتاری که با نام‌های روان‌شناسی زیستی، زیست روان‌شناسی یا روان‌شناسی نیز شناخته می‌شود، کاربرد اصول زیست‌شناسی برای مطالعه فرآیندهای ذهنی و رفتار در حیوانات انسان و غیرانسان است.

نورواتولوژی

علوم اعصاب رشدی

هدف علوم اعصاب رشدی توصیف اساس سلولی رشد مغز و پرداختن به مکانیسم های زیربنایی است. این رشته از علوم اعصاب و زیست شناسی رشدی استفاده می کند تا بینشی در مورد مکانیسم های سلولی و مولکولی که توسط آن سیستم های عصبی پیچیده ایجاد می شود، ارائه دهد.

پیری و حافظه

عصب شناسی شناختی

علوم اعصاب شناختی به مطالعه علمی بسترهای بیولوژیکی زیربنایی شناخت، با تمرکز بر بسترهای عصبی فرآیندهای ذهنی می پردازد.

عصب زبانشناسی

تصویربرداری عصبی

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی

توموگرافی گسیل پوزیترون

علوم اعصاب سیستمی

علوم اعصاب سیستمی زیرشاخه ای از علوم اعصاب است که عملکرد مدارها و سیستم های عصبی را مطالعه می کند. این یک اصطلاح چتر است که شامل تعدادی از زمینه های مطالعاتی مربوط به نحوه رفتار سلول های عصبی هنگام اتصال به یکدیگر برای تشکیل شبکه های عصبی است.

نوسان عصبی

عصب شناسی مولکولی

عصب شناسی مولکولی شاخه ای از علوم اعصاب است که زیست شناسی سیستم عصبی را با زیست شناسی مولکولی، ژنتیک مولکولی، شیمی پروتئین و روش های مرتبط بررسی می کند.

علوم اعصاب تغذیه

نوروشیمی

علوم اعصاب محاسباتی

علوم اعصاب محاسباتی هم شامل مطالعه عملکردهای پردازش اطلاعات سیستم عصبی و هم استفاده از کامپیوترهای دیجیتال برای مطالعه سیستم عصبی است. این یک علم میان رشته ای است که زمینه های مختلف علوم اعصاب، علوم شناختی و روانشناسی، مهندسی برق، علوم کامپیوتر، فیزیک و ریاضیات را به هم مرتبط می کند.

شبکه عصبی

نورو انفورماتیک

مهندسی اعصاب

رابط مغز و کامپیوتر

علوم اعصاب ریاضی

عصب شناسی شبکه ای

نوروفیلسفی

نوروفیلوسفی یا «فلسفه علوم اعصاب» مطالعه بین رشته ای علوم اعصاب و فلسفه است. کار در این زمینه اغلب به دو رویکرد مجزا تقسیم می شود. رویکرد اول سعی در حل مسائل در فلسفه ذهن با اطلاعات تجربی از علوم اعصاب دارد. رویکرد دوم تلاش می‌کند تا با استفاده از دقت مفهومی و روش‌های فلسفه علم، نتایج عصب‌شناسی را روشن کند.

نقد جایگاه علمی علوم اعصاب

فلسفه ذهن

اخلاق عصبی

عصب شناسی اراده آزاد

عصب شناسی

مغز و اعصاب تخصص پزشکی است که با اختلالات سیستم عصبی سروکار دارد. این به تشخیص و درمان همه دسته‌های بیماری مربوط به سیستم عصبی مرکزی، محیطی و خودمختار می‌پردازد.

سکته

بیماری پارکینسون

بیماری آلزایمر

بیماری هانتینگتون

اسکلروز چندگانه

اسکلروز جانبی آمیوتروفیک

هاری

جنون جوانی

صرع

هیدروسفالی

ضربه مغزی

آسیب تروماتیک مغز

آسیب سر بسته

کما

فلج

سطح هوشیاری

جراحی مغز و اعصاب

عصب روانشناسی

عصب روانشناسی ساختار و عملکرد مغز مربوط به فرآیندها و رفتارهای روانی را مطالعه می کند. این اصطلاح بیشتر با اشاره به مطالعات اثرات آسیب مغزی در انسان و حیوانات استفاده می شود.

آگرافیا

آگنوزیا

الکسیا

فراموشی

آنسوگنوزیا

آفازی

آپراکسی

زوال عقل

نارساخوانی

بی توجهی نیم فضایی

اثرات عصبی بیولوژیکی ورزش بدنی

تکامل عصبی و اقتصاد عصبی

تکامل سیستم های عصبی

تکامل عصبی

نووژنز

توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و توموگرافی گسیل پوزیترون مغز

توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و توموگرافی گسیل پوزیترون مغز، انتشارات مواد شیمیایی فعال متابولیکی با برچسب رادیواکتیو که به جریان خون تزریق شده اند را اندازه گیری می کند. داده‌های انتشار برای تولید تصاویر 2 یا 3 بعدی از توزیع مواد شیمیایی در سراسر مغز توسط کامپیوتر پردازش می‌شوند. . این ترکیب نشان‌دار به نام رادیو ردیاب به جریان خون تزریق می‌شود و در نهایت به مغز راه پیدا می‌کند. حسگرهای موجود در اسکنر PET رادیواکتیویته را با تجمع این ترکیب در نواحی مختلف مغز تشخیص می دهند. یک کامپیوتر از داده های جمع آوری شده توسط حسگرها برای ایجاد تصاویر 2 یا 3 بعدی چند رنگی استفاده می کند که نشان می دهد این ترکیب در کجای مغز عمل می کند. به‌ویژه آرایه وسیعی از لیگاندها که برای نقشه‌برداری جنبه‌های مختلف فعالیت انتقال‌دهنده‌های عصبی استفاده می‌شوند، بسیار مفید هستند، که تا حد زیادی رایج‌ترین ردیاب PET مورد استفاده، شکل برچسب‌دار گلوکز است (به Fludeoxyglucose (18F) (FDG) مراجعه کنید).

بزرگترین مزیت اسکن PET این است که ترکیبات مختلف می توانند جریان خون و متابولیسم اکسیژن و گلوکز را در بافت های مغز در حال کار نشان دهند. این اندازه‌گیری‌ها میزان فعالیت مغز را در نواحی مختلف مغز منعکس می‌کند و به شما امکان می‌دهد در مورد نحوه عملکرد مغز اطلاعات بیشتری کسب کنید. اسکن‌های PET از نظر وضوح و سرعت تکمیل (در حد 30 ثانیه) از همه روش‌های دیگر تصویربرداری متابولیک برتر بودند. وضوح بهبود یافته اجازه می دهد مطالعه بهتری در مورد ناحیه ای از مغز که توسط یک کار خاص فعال می شود انجام شود. بزرگترین اشکال اسکن PET این است که چون رادیواکتیویته به سرعت تجزیه می شود، به نظارت بر کارهای کوتاه محدود می شود. و همچنان کمک زیادی به علوم اعصاب می کند.

اسکن PET همچنین برای تشخیص بیماری‌های مغزی استفاده می‌شود، به ویژه به این دلیل که تومورهای مغزی، سکته‌های مغزی و بیماری‌های آسیب‌رسان به نورون‌ها که باعث زوال عقل (مانند بیماری آلزایمر) می‌شوند، همگی باعث تغییرات بزرگی در متابولیسم مغز می‌شوند که به نوبه خود باعث ایجاد تغییرات به راحتی قابل تشخیص در PET می‌شود. اسکن می کند. PET احتمالاً در موارد اولیه برخی از دمانس ها (با نمونه های کلاسیک بیماری آلزایمر و بیماری Pick) که آسیب اولیه بسیار منتشر است و تفاوت بسیار کمی در حجم مغز و ساختار ناخالص ایجاد می کند بسیار مفید است تا تصاویر CT و MRI استاندارد را به اندازه کافی تغییر دهد. می تواند به طور قابل اعتمادی آن را از محدوده "طبیعی" آتروفی قشر مغز که با افزایش سن (در بسیاری اما نه همه) افراد رخ می دهد و باعث زوال عقل بالینی نمی شود، متمایز کند.

تصویربرداری عصبی

تصویربرداری عصبی استفاده از تکنیک های کمی (محاسباتی) برای مطالعه ساختار و عملکرد سیستم عصبی مرکزی است که به عنوان روشی عینی برای مطالعه علمی مغز انسان سالم به روشی غیرتهاجمی (مانند SPM FSL AFNI) توسعه یافته است. همچنین به طور فزاینده ای برای مطالعات کمی بیماری های مغزی و بیماری های روانپزشکی استفاده می شود. تصویربرداری عصبی یک زمینه تحقیقاتی بسیار چند رشته ای است و یک تخصص پزشکی نیست.

تصویربرداری عصبی با نورورادیولوژی که یک تخصص پزشکی است و از تصویربرداری مغز در یک محیط بالینی استفاده می کند، متفاوت است. نورورادیولوژی توسط رادیولوژیست هایی انجام می شود که پزشک هستند. نوررادیولوژی در درجه اول بر شناسایی ضایعات مغزی مانند بیماری عروقی، سکته مغزی، تومورها و بیماری های التهابی تمرکز دارد. بر خلاف تصویربرداری عصبی، نورورادیولوژی کیفی است (بر اساس برداشت های ذهنی و آموزش های بالینی گسترده) اما گاهی اوقات از روش های کمی اولیه استفاده می کند. تکنیک‌های تصویربرداری عملکردی مغز، مانند تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)، در تصویربرداری عصبی رایج هستند، اما به ندرت در نور رادیولوژی استفاده می‌شوند. تصویربرداری عصبی به دو دسته کلی تقسیم می شود:

تصویربرداری ساختاری، که برای تعیین کمیت ساختار مغز با استفاده از مورفومتری مبتنی بر وکسل استفاده می‌شود.

تصویربرداری عملکردی، که برای مطالعه عملکرد مغز استفاده می‌شود، اغلب با استفاده از fMRI و تکنیک‌های دیگر مانند PET و MEG (به زیر مراجعه کنید).

فهرست

1 تاریخچه

2 نشانه ها

3 تکنیک های تصویربرداری از مغز

3.1 توموگرافی محوری کامپیوتری

3.2 تصویربرداری نوری پراکنده

3.3 سیگنال نوری مربوط به رویداد

3.4 تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

3.5 تصویربرداری رزونانس مغناطیسی کاربردی

3.6 مگنتوآنسفالوگرافی

3.7 توموگرافی گسیل پوزیترون

3.8 توموگرافی کامپیوتری با گسیل تک فوتون

3.9 سونوگرافی جمجمه

3.10 تصویربرداری سونوگرافی کاربردی

3.11 مغناطیس سنج با پمپ نوری کوانتومی

4 مزایا و نگرانی های تکنیک های تصویربرداری عصبی

4.1 تصویربرداری رزونانس مغناطیسی کاربردی (fMRI)

4.2 اسکن توموگرافی کامپیوتری (CT).

4.3 توموگرافی انتشار پوزیترون (PET)

4.4 مگنتوآنسفالوگرافی (MEG) و الکتروانسفالوگرافی (EEG)

5 همچنین ببینید

6 مراجع

7 پیوندهای خارجی