کتاب تصویربرداری هیبریدی قلب

همه روش‌های تصویربرداری ترکیبی مرتبط بالینی را مرور می‌کند: SPECT/CT، PET/CT، و PET/MRI

در مورد کاربردها، ابزار دقیق، پروتکل ها، ویژگی ها و جنبه های اقتصادی بحث می کند

نقش کاوشگرهای تصویربرداری جدید را در نظر می گیرد

معرفی

این کتاب با محوریت بالینی، مروری به روز در مورد روش های مختلف تصویربرداری ترکیبی که ممکن است برای تصویربرداری قلب به کار گرفته شوند، ارائه می دهد. پس از بحث در مورد جنبه های عمومی تصویربرداری ترکیبی، SPECT/CT، PET/CT و PET/MRI هر کدام به طور عمیق در نظر گرفته می شوند. علاوه بر این، اطلاعاتی درباره فناوری‌های آینده، مانند دوربین‌های اختصاصی به اصطلاح سریع قلب (فناوری آشکارساز CZT) و کاوشگرها و ردیاب‌های رادیویی جدید ارائه می‌شود. موضوعات متنوعی از جمله جنبه های مهم فناوری، کاربردهای احتمالی، پروتکل های تصویربرداری، ویژگی های روش های موجود، قرار گرفتن در معرض تابش و کاهش دوز مورد بررسی قرار می گیرند. آخرین اما نه کم‌اهمیت، برآوردی از کارایی هزینه دستگاه‌های تصویربرداری اختصاصی و ترکیبی در قلب و عروق ارائه شده است و سناریوهای ممکن با توجه به اقتصاد مراقبت‌های بهداشتی پیش‌بینی می‌شود. تصویربرداری هیبریدی قلب برای متخصصان پزشکی هسته ای، متخصصان قلب و رادیولوژیست ها ارزش ویژه ای خواهد داشت و همچنین مورد توجه فیزیکدانان پزشکی، تکنسین های پزشکی و جراحان قلب قفسه سینه خواهد بود.

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.

تفاوت بین اپتیک و فوتونیک چیست؟

تفاوت بین اپتیک و فوتونیک چیست؟

اپتیک یک حوزه کلی از فیزیک است که طیف گسترده ای از موضوعات مرتبط با مطالعه نور را پوشش می دهد. اپتیک شامل زیرشاخه هایی مانند اپتیک هندسی، اپتیک فیزیکی و اپتیک کوانتومی است. فوتونیک زیرمجموعه ای از رشته اپتیک است.

اپتیک هندسی، که گاهی به آن اپتیک کلاسیک نیز گفته می شود، در درجه اول به دستکاری نور با استفاده از وسایلی مانند عدسی ها، آینه ها و منشورها مربوط می شود. در اپتیک هندسی، نور با استفاده از تقریب پرتو مدل‌سازی می‌شود. در تقریب پرتو، جبهه‌های موج نور به‌عنوان مجموعه‌ای از پرتوها تقریبی می‌شوند که هر یک بر جبهه موج نور عمود هستند و نشان‌دهنده جریان انرژی در سیستم هستند. یک کاربرد معمولی اپتیک هندسی طراحی یک لنز تصویربرداری برای دوربین است.

اپتیک فیزیکی مطالعه نور است که در آن ماهیت موجی غالب است. در اپتیک فیزیکی تقریب پرتو معتبر نیست زیرا تداخل و اثرات پراش باید در نظر گرفته شود. اپتیک فیزیکی تمایل دارد اثرات ناشی از ذره ای بودن نور را در بر نگیرد. یک کاربرد معمولی اپتیک فیزیکی تولید تصاویر هولوگرافیک است.

اپتیک کوانتومی مطالعه پدیده های نوری است که ذره یا کوانتومی ماهیت نور مهم است. اپتیک کوانتومی و فوتونیک ارتباط نزدیکی با هم دارند، اما اپتیک کوانتومی بیشتر جنبه نظری دارد و فوتونیک بیشتر به طراحی کاربردهای عملی می پردازد. یک منطقه معمولی مطالعه برای اپتیک کوانتومی، مطالعه نظری فیزیک ایجاد نور در محل اتصال p-n در داخل یک LED است.

معرفی رشته فوتونیک

فوتونیک چیست؟

فوتونیک علم فیزیکی امواج نور است. این به علم پشت تولید، تشخیص و دستکاری نور می پردازد.

نور ماهیت دوگانه ای دارد که به آن دوگانگی موج-ذره می گویند. به این معنا که نور دارای ویژگی های موج پیوسته الکترومغناطیسی و ذره (فوتون) است. اینکه کدام ماهیت نور عمل می کند بستگی به نوع کنش متقابل مشاهده شده دارد. برای مثال، خم شدن نور از طریق عدسی یا پراش در لبه دیافراگم، ماهیت موجی خود را نشان می‌دهد. نوری که توسط یک دستگاه حالت جامد مانند دیود لیزر یا آشکارساز دستگاه شارژ (CCD) ایجاد یا جذب می‌شود، ماهیت ذرات نور را نشان می‌دهد.

اصطلاح فوتونیک در دهه 1960 با اختراع لیزر و بعداً دیود لیزر مورد استفاده گسترده‌تر قرار گرفت. در ابتدا در نظر گرفته شده بود که زمینه ای را توصیف کند که در آن هدف استفاده از نور برای انجام عملکردهایی بود که به طور سنتی با استفاده از الکترونیک انجام می شد، بنابراین نام آن. این اصطلاح با ظهور ارتباطات فیبر نوری در دهه 80 بیشتر مورد استفاده قرار گرفت.

امروزه فوتونیک به ایجاد، دستکاری و تشخیص نور در خدمت کاربردهای عملی اطلاق می شود که ذره ای بودن نور در آن مهم است.

آینده جادویی لیزرها

پس از سال ها تلاش برای رسیدن به اوج، لیزر اکنون گوشی هوشمند ابزارهای صنعتی است. مانند لیزرها، گوشی های هوشمند واقعاً شگفتی های کوچک مهندسی هستند، اما به ندرت کسی دیگر از آنها شگفت زده می شود. آنها به سادگی بیش از حد در همه جا حاضر شده اند، بیش از حد عادی. اما در حال حاضر چیزهای زیادی در زمینه فناوری لیزر در حال انجام است - کاربران لیزر در حال یادگیری تفکر متفاوت هستند. این به این دلیل است که دستاوردهای بهره وری جدید در آینده تنها در صورتی امکان پذیر خواهد بود که ماشینکاری لیزری را به عنوان بخشی از یک فرآیند بزرگتر مشاهده کنیم. بیایید اکنون نگاهی به هیجان‌انگیزترین و امیدوارکننده‌ترین روندها و صنایع در مورد آینده فناوری لیزر بیاندازیم.

اپتیک و هدایت پرتو

هنگامی که چند سال پیش متخصصان لیزر سرانجام موفق شدند از پالس های لیزری فوق کوتاه برای حفر سوراخ های کوچک و نزدیک به هم و پشت سر هم استفاده کنند، این احساس باورنکردنی بود. بنابراین، بعدی چیست؟ البته ما به زودی قادر خواهیم بود هزار سوراخ را در یک زمان سوراخ کنیم. اما این جهش عظیم در بهره وری مستلزم یک تغییر اساسی در درک است. ما قبلاً در مورد برخورد پرتو لیزر به یک ماده در نقطه کانونی صحبت می‌کردیم، اما کارشناسان اکنون تعریف دقیق‌تری از موج لیزری که در داخل ماده ایجاد می‌شود و تمرکزی که توزیع فضایی شدت‌ها است را ترجیح می‌دهند. این طرز تفکر جدید، امواج نوری نامیده می شود. مدل غالب قبلی اپتیک پرتو، انتشار نور لیزر را به صورت پرتو توصیف می کند. مدل بسیار پیچیده‌تر اپتیک موج، نور لیزر را به صورت موج می‌بیند. این فقط یک تمرین تئوری نیست. این توسط مواد خاص و کاربردهای خاص واقعاً از نور لیزر به آن نیاز دارد. برای مثال، شیشه را می توان - اصطلاح فنی پیش رو - "ذاتاً اصلاح کرد و بنابراین توسط لیزر تقسیم شد (این دیگر ربطی به برش ندارد). به لطف امواج نوری، حتی می توان پرتوهای لیزر را به هزار قسمت تقسیم کرد. نتیجه؟ فرآیندهایی که هزار برابر سریعتر هستند. بنابراین، کار آینده شکل دادن، خم کردن، له کردن و کشش این دسته منسجم از امواج، قطعه قطعه کردن آن و رساندن آن به مکان دقیقی است که می خواهیم در همه جا به طور همزمان عمل کند. این نیاز به چیزهای بسیار متفاوتی از توسعه فرآیند و اپتیک دارد. به زبان ساده (و لطفاً این را شخصی نگیرید)، تمرکز یک بازی مبتدی است، زیرا در ده سال آینده، علاقه واقعی در پراش خواهد بود. ساخت مدل برای این کار بسیار پیچیده ای است که به تلاش های ریاضی هرکول نیاز دارد. اما زمانی که سیستم‌ها راه‌اندازی شوند، اپراتورهای لیزر از مزایای بهره‌وری و زمینه‌های کاربردی فوق‌العاده‌ای بهره‌مند می‌شوند که قبلا تصور آن غیرممکن بود.

سنسورها و نظارت بر فرآیند

اولین ماشین پنج محوره اوج مهندسی دقیق بود: آن قسمت زیر اپتیک را دقیقاً در موقعیت مناسب و دقیقاً در زاویه مناسب با دقت میکرومتر نگه می داشت - فقط برای اینکه اپتیک کورکورانه به داخل محفظه شلیک کند. بنابراین، بعدی چیست؟ در آینده وقتی قطعه X را در دستگاه قرار می دهیم، حسگرهای اپتیک فوراً نوع قطعه، مواد، موقعیت و نقاط جوش را شناسایی می کنند و لیزر دقیقاً در مکان های مناسب جوش ها را ایجاد می کند. کل پیچیدگی دیوانه کننده گیره با دقت بالا ناگهان بسیار ساده تر می شود، زمانی که ماشین ها بتوانند به طور خودکار خود را تراز کنند - و طراحی ماشین روی سر آن تغییر خواهد کرد. حسگرها پاسخ منطقی به تعدادی از سؤالاتی هستند که صنعت در حال حاضر از خود می پرسد: چگونه می توانیم با استانداردهای سختگیرانه تر کیفیت و دقت مقابله کنیم؟ چگونه می توانیم نتایج را تأیید کنیم؟ بهترین راه برای به دست آوردن داده ها برای شبیه سازی یا هوش مصنوعی (AI) چیست؟ چگونه می توانیم سطح اتوماسیون را برای افزایش بهره وری افزایش دهیم؟ پاسخ به همه این سؤالات این است که به ماشین ها توانایی درک محیط خود، درک و تفسیر جهان اطراف خود را بدهیم. بنابراین، در آینده، هنگامی که یک جزء به دستگاه لیزر وارد می شود، به لطف تعداد زیادی سنسور، به طور خودکار آنچه را که باید انجام شود، تشخیص می دهد و بلافاصله فرآیند را آغاز می کند. ما احتمالاً در حال حاضر به دستیابی به این امر در علامت گذاری لیزری نزدیک شده ایم - و همه کاربردهای لیزری دیگر در سال های آینده همین روند را دنبال خواهند کرد.

لیزرهای حالت جامد پیشرفته 2021

این موضوع ویژگی مشترک، پیشرفت‌های اخیر در جنبه‌های مواد و منابع لیزرهای حالت جامد را پوشش می‌دهد. دامنه ارسال‌های مرتبط با مواد شامل پیشرفت‌هایی در اپتیک، علم مواد، فیزیک ماده متراکم، و شیمی مربوط به توسعه، تعیین مشخصات و کاربرد مواد و اجزای جدید برای لیزر و فوتونیک است. اینها شامل کریستال‌ها، شیشه‌ها، و سرامیک‌ها و همچنین مواد کامپوزیت عملکردی شده، از الیاف و موجبرها تا ساختارهای مهندسی شده با ویژگی‌های نوری از پیش تعیین‌شده است. مواد مورد استفاده برای ساخت قطعات اصلی لیزر نیز بخش اصلی این موضوع خواهد بود. منابع تشعشعی منسجم و با درخشندگی بالا شامل لیزرها و همچنین دستگاه های پمپ و غیرخطی است. ارسال‌ها بر پیشرفت‌های علم و فناوری برای بهبود توان، کارایی، روشنایی، پایداری، پوشش طول موج، عرض پالس، هزینه، اثرات زیست‌محیطی یا سایر ویژگی‌های خاص برنامه تأکید دارند.

موضوعات مورد علاقه شامل، اما محدود به موارد زیر نیست:

مواد

کریستال و لیوان لیزری

سرامیک های شفاف و شیشه سرامیک

پیشرفت در رشد کریستال و ساخت شیشه و سرامیک

الیاف کریستال و شیشه، الیاف فعال و غیرفعال

مواد غیرخطی و فرآیندهای تبدیل فرکانس

جاذب های اشباع

رویکردها و مواد جدید برای لیزر - فوتونیک توپولوژیکی، پلاسمونیک، مواد دو بعدی برای لیزر

موجبرها و الگوبرداری لیزری

نیمه هادی ها برای لیزرها، LED ها و آشکارسازها

مواد برای روشنایی و نمایشگرهای لیزری

روش‌های مدل‌سازی و توصیف مواد، اجزاء، لیزر و خواص غیرخطی

پیشرفت در آینه ها، توری ها و سایر اجزای انتخابی

فناوری های پیشرفته پوشش از جمله ریزساختار سطح

مواد و اجزای لیزری با آستانه آسیب بالا

منابع

لیزرهای حجیم حالت جامد بر پایه کریستال، سرامیک و شیشه

لیزرهای فیبر و موجبر

منابع نوری مبتنی بر تبدیل فرکانس غیرخطی

لیزرهای پرتوان CW و پالسی در اشعه ماوراء بنفش، مرئی و IR

منابع لیزری THz، IR، مرئی، UV، XUV و اشعه ایکس

معماری های ترکیب پرتو لیزر و مقیاس بندی قدرت

لیزرهای پالس کوتاه

شانه های فرکانس و لیزرهای فرکانس پایدار

لیزرهای ریزتراشه، فشرده و یکپارچه

لیزرهای قابل تنظیم و با طول موج جدید

لیزرهای نیمه هادی

لیزر در کریستال های بی نظم و محیط های تصادفی

کنترل حالت فضایی در لیزرهای حالت جامد

معماری های لیزر حالت جامد ویژه برنامه

شتاب الکترون لیزری قفل فاز

پالس های نوری زیر نور و ابر نور در دهه های اخیر توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده اند. انتشار ابرشورایی که معمولاً در ماده به دست می‌آید، در خلاء با تیرهای شبه بسل 6، 7 یا کوپلینگ‌های مکانی - زمانی 8، 9 نیز نشان داده شده است. اگرچه در حالت اول، انتشار بدون پراش بود، اما با سرعت‌های پالسی به سختی قابل کنترل و محدود به شدت‌های متوسط، در حالت دوم، قابلیت تنظیم بالا، اما با مدت زمان پالس به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت. در اینجا مفهوم جدیدی را گزارش می‌کنیم که این رویکردها را به شدت‌های نسبیتی و پالس‌های فوق‌کوتاه با مخلوط کردن کوپلینگ‌های مکانی-زمانی و پرتوهای شبه بسل برای کنترل مستقل سرعت و شدت نور گسترش می‌دهد. هنگامی که برای راه اندازی یک شتاب دهنده لیزری پلاسما استفاده می شود، این مفهوم منجر به یک رژیم جدید می شود که بدون فاز است، که در آن افزایش انرژی پرتو الکترونی بیش از یک مرتبه قدر افزایش می یابد.

پالس های سریعتر لیزر شتاب دهنده های پلاسما را تقویت می کنند

روش‌های جدید برای کنترل نحوه انتشار پالس‌های لیزر در داخل پلاسما می‌تواند نشان‌دهنده شروع یک مسابقه جهانی برای نشان دادن شتاب‌دهنده‌های ذرات فشرده با انرژی بالا باشد.

شتاب دهنده های لیزری ویکفیلد می توانند میدان های شتاب دهنده ای بیش از 1000 برابر بزرگتر از شتاب دهنده های معمولی ایجاد کنند. به عنوان مثال، میدان های 100 GV m-1 برای شتاب دادن به الکترون ها تا 0.8 GeV در تنها 8 میلی متر استفاده شده است (مرجع 1). چنین میدان‌های با شتاب بالا ممکن است نشان دهد که یک پرتو 100 GeV می‌تواند در یک شتاب‌دهنده لیزری ویکفیلد فقط 1 متری تولید شود.

کاوش و تصویربرداری از برهمکنش های اسپین-مدار فوتونیک در نانوساختارها

روش‌های مختلفی برای کاوش و توصیف برهم‌کنش‌های اسپین-مدار فوتونیک (PSOIs) مورد بحث قرار گرفته‌اند. کارهای پایونیر و پیشرفت‌های اخیر در تشخیص اثر اسپین-هال نوری، اثر اسپین-هال کوانتومی نور، و حفاظت از چرخش به گرداب در هر دو میدان دور و نزدیک خلاصه شده است. مزایا و چالش‌های مربوطه آن‌ها تحلیل می‌شوند و چشم‌اندازی در مورد توسعه بالقوه توصیف PSOI ارائه می‌شود.

نوشتن مستقیم لیزری در جلد سیلیکون - چالش‌ها و فرصت‌ها

توسعه نوشتن مستقیم لیزری در حجم از سیلیکون، همانطور که برای مواد شفاف برای ربع قرن وجود دارد، چالش بزرگی برای مقابله با آن باقی مانده است.

محدودیت‌های فیزیکی برای تحریک سیلیکون حجیم با پالس‌های لیزری فوق‌کوتاه، راه‌حل‌های ابداع شده و کاربردهای نشان‌داده شده ارائه می‌کنند.