تابش الکترومغناطیسی

تابش الکترومغناطیسی

تابش الکترومغناطیسی شامل انتشار امواج الکترومغناطیسی است که خواص آنها به طول موج بستگی دارد.

اشعه ایکس و گاما به بهترین وجه توسط اتم هایی با هسته های سنگین جذب می شوند. هرچه هسته سنگین تر باشد ، جذب بهتر است. در برخی از کاربردهای خاص ، اورانیوم ضعیف یا توریم [20] استفاده می شود ، اما سرب بسیار رایج است. چندین سانتی متر اغلب مورد نیاز است. سولفات باریم در برخی کاربردها نیز استفاده می شود. با این حال ، وقتی هزینه مهم است ، تقریباً از هر ماده ای می توان استفاده کرد ، اما باید بسیار ضخیم تر باشد. اکثر راکتورهای هسته ای از سپرهای ضخیم بتنی برای ایجاد یک محافظ زیستی با لایه نازک سرب سرد شده در داخل برای محافظت از بتن متخلخل در برابر مایع خنک کننده داخل استفاده می کنند. بتن همچنین با سنگدانه های سنگین مانند Baryte یا MagnaDense (Magnetite) ساخته می شود تا به خواص محافظتی بتن کمک کند. اشعه گاما بهتر توسط موادی با تعداد اتمی بالا و چگالی بالا جذب می شود ، اگرچه هیچ یک از تأثیرات در مقایسه با کل جرم در مساحت در مسیر پرتو گاما مهم نیست.

اشعه ماوراء بنفش (UV) در کوتاهترین طول موج خود یونیزه می شود اما نفوذ نمی کند ، بنابراین می تواند توسط لایه های نازک مات مانند کرم ضد آفتاب ، لباس و عینک محافظ محافظت شود. محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش ساده تر از سایر اشعه های فوق است ، بنابراین اغلب به طور جداگانه مورد توجه قرار می گیرد.

در برخی موارد ، محافظ نادرست می تواند وضعیت را بدتر کند ، هنگامی که تابش با مواد محافظ تعامل می کند و تابش ثانویه ایجاد می کند که به راحتی در ارگانیسم ها جذب می شود. به عنوان مثال ، اگرچه مواد دارای عدد اتمی بالا در محافظت از فوتون ها بسیار مثر هستند ، اما استفاده از آنها برای محافظت از ذرات بتا ممکن است به دلیل تولید اشعه ایکس bremsstrahlung ، در معرض تشعشعات بیشتری قرار گیرد ، و بنابراین مواد عدد اتمی کم توصیه می شود. همچنین ، استفاده از موادی با سطح مقطع فعال شدن نوترون بالا برای محافظت از نوترون ها باعث می شود که خود ماده محافظ رادیواکتیو شود و از این رو خطرناکتر از آنچه که وجود نداشت ، باشد.

تصویربرداری قلبی هسته ای

تصویربرداری هسته ای قلب یک مثال معمولی است که تعیین مقدار تصویر نقش مهمی در تفسیر داده ها و تشخیص بیمار دارد. کمیت تصویر تکرارپذیر و قابل اعتماد متکی به تکنیک های قوی و الگوریتم های محاسباتی خوب طراحی شده است. این بخش عمده ای مربوط به الگوریتم های ریاضی ، فناوری رایانه و ابزارهای مختلف پردازش تصویر است. با این حال ، انگیزه اصلی برای تجزیه و تحلیل رایانه این است که ویژگی یک تصویر را به عنوان متریک به صورت الگوریتمی ، مستقل از تعصب یا تنوع ناظر ، ارزیابی کند.

این فصل برای مرور عناصر اساسی و رویکردهای مورد استفاده برای نمایش تصاویر پرفیوژن میوکارد در داده های عددی بصری تر طراحی شده است که پزشکان هسته ای را قادر می سازد تا تصمیم صحیح را اتخاذ کنند. روش ها می توانند در الگوریتم ها و نمونه گیری داده های آنها بسیار متفاوت باشد ، اما مطالعات اعتبار اهمیت آنها را ثابت کرد. تعداد نقص پرفیوژن میوکارد از نظر میزان ضایعه ، شدت ، برگشت پذیری مورد بررسی قرار گرفته است. تعیین پارامترهای عملکردی میوکارد شامل حجم و کسر خروجی نیز پوشش داده شد. علاوه بر این ، الگوریتم ها و بسته نرم افزاری مورد استفاده تجاری یا تئوریک به طور خلاصه نشان داده شد. ردیاب های قلبی PET مورد استفاده در تصویربرداری پرفیوژن میوکارد برجسته شدند و ترکیبات جدیدی نیز ذکر شد. همچنین در چند سال گذشته علاقه زیادی به معرفی هوش مصنوعی وجود داشت و روشهای یادگیری عمیق در تصویربرداری تشخیصی و تصویربرداری قلبی نیز از این قاعده مستثنی نبوده است. هنگامی که این فناوری های جدید تأیید شده و وارد روال بالینی شوند ، عملکرد و دقت تشخیصی بهبود می یابد.

ایمنی تابش در پزشکی هسته ای

مقدمه ای بر نیاز به مقررات ایمنی تابش در ابتدای فصل برجسته شده است. مدل خطی غیر آستانه ای (LNT) به طور خلاصه در حالی که تفاوت بین اثرات تصادفی و قطعی را به دنبال هدف حفاظت در برابر اشعه توضیح می دهد ، ارائه شده است. واحدهای دوز تابش (SI و سنتی) مورد استفاده در ایمنی تابش ذکر شده است. پس از توضیح سیستم محدودیت دوز ، محدودیت دوز سالانه برای کارکنان شغلی و عمومی مطابق توصیه ICRP (2007) به صورت جدول ارائه شده است. این فصل به طور مفصل به ایمنی اشعه در پزشکی هسته ای می پردازد. الزامات ایمنی و روشهای تشخیصی (اعم از معمولی و PET) و پزشکی هسته ای درمانی به تفصیل شرح داده شده است. ایمنی اشعه کارکنان ، والدین و مردم به طور کافی تحت پوشش قرار گرفته است. تأکید بر عادات کاری خوب (تمرین) برای کارکنان هنگام کار با رادیواکتیویته در آزمایشگاه داغ ، محل تزریق ، اتاقهای تصویربرداری و غیره است. سوء استفاده از داروهای رادیویی برای بیماران و اجتناب از آنها به درستی شرح داده شده است. علاوه بر این موارد اضطراری تابشی در پزشکی هسته ای و مدیریت آنها نیز به طور مناسب گنجانده شده است. این متن در نهایت مدیریت زباله های رادیواکتیو به طور کلی و زباله های تولید شده در درمان با رادیوایودین به طور خاص را شرح می دهد.

فیزیک اولیه تابش به عنوان مرتبط با پزشکی هسته ای

این فصل دارای چهار جزء اصلی است: (1) فیزیک پایه ، (2) رادیواکتیویته ، (3) برهمکنش تابش با ماده و (4) شمارش آمار به عنوان مرتبط با پزشکی هسته ای. در قسمت اول ، نظریه اتمی (به طور خلاصه) ، پیکربندی الکترون ، انرژی اتصال الکترون ، انتشارات اتمی ، ساختار هسته ای و نیروهای هسته ای توضیح داده شده است. در بخش دوم ، رادیواکتیویته به تفصیل شرح داده شده است که یک موضوع مهم در فیزیک هسته ای است. ثبات هسته ای ، حالتهای پوسیدگی رادیواکتیو ، قانون نمایی در پوسیدگی رادیواکتیو با رابطه بین نیمه عمر و ثابت پوسیدگی و تعادل رادیواکتیو (هر دو سکولار و گذرا) گنجانده شده است. بخش سوم برهم کنش تابش (هم ذرات باردار و هم تابش الکترومغناطیسی) با ماده است. ضریب تضعیف خطی و ارتباط آن با لایه نیمه ارزش (HVL) به درستی توضیح داده شده است. اثر فوتوالکتریک ، پراکندگی کامپتون و تولید جفت و سهم/اهمیت نسبی آنها نیز ذکر شده است. قسمت چهارم و آخرین فصل مربوط به شمارش آمار است. این شامل انواع خطاها در داده های پزشکی هسته ای ، اندازه گیری تمایلات مرکزی به ویژه برآورد انحراف استاندارد ، استفاده از آزمون مجذور کای در شمارش اندازه گیری ها است. انتشار خطا در داده های پزشکی هسته ای با مثال توضیح داده شده است.

علوم پایه پزشکی هسته ای

معرفی

این کتاب اطلاعات جامع و مفصلی در مورد مبانی علمی پزشکی هسته ای ارائه می دهد ، به موضوعات متنوعی می پردازد و مفاهیمی را که زیربنای بسیاری از تحقیقات و رویه های انجام شده در این زمینه است ، توضیح می دهد. این کتاب به شش بخش تقسیم شده است که فیزیک و شیمی پزشکی هسته ای را شامل می شود ، علاوه بر روشهای مربوط به تضمین کیفیت/کنترل کیفیت. دوزیمتری و بیولوژی تابش ؛ ابزارهای تصویربرداری SPECT و PET به علاوه فناوری تصویربرداری CT در روشهای ترکیبی. تجزیه و تحلیل داده ها شامل پردازش تصویر ، بازسازی ، رادیومیک ، تکنیک های تصحیح عکس ، همراه با کمی سازی تصویر و مدل سازی جنبشی. در این بخشها ، توجه خاصی به پیشرفتهای اخیر و پیشرفتهای دانش صورت گرفته از زمان انتشار اولین چاپ در سال 2011 پرداخته شده است. چندین فصل کاملاً جدید گنجانده شده است و فصلهای باقی مانده ، به روز شده است.

نوآوری ها در زمینه رو به گسترش پزشکی هسته ای عمدتا به دلیل ادغام علوم پایه با پیشرفت های پیچیده تکنولوژیکی است. این کتاب با تصویر فوق العاده در این زمینه نه تنها برای فیزیکدانان و پزشکان پزشکی هسته ای بلکه برای دانشمندان بالینی ، رادیولوژیست ها ، متخصصان رادیو فارماک ، دانشجویان پزشکی و فناوری مورد توجه خواهد بود.

فیزیک در پزشکی و زیست شناسی دایره المعارف: فیزیک پزشکی ، مهندسی زیستی و بیوفیزیک

فیزیک در پزشکی و زیست شناسی

علوم اعصاب محاسباتی سیناپس ها و نورون ها

واحد اساسی علوم اعصاب ، نورون است. شبیه سازی کامپیوتری نورونها به مجموعه ای از دگرگونی ها بستگی دارد که شیوه های متفاوتی را برای بررسی مجموعه ای از پدیده ها ارائه می دهند ، از مفاهیم بیوفیزیکی جریان یون و فعل و انفعالات پروتئینی ، تا مفاهیم الکتریکی مقاومت و ظرفیت ، معادلات دیفرانسیل و شبیه سازی عددی آنها. ، به نظریه اطلاعات و مهندسی سیستم. از نظر الکترونیکی ، غشای عصبی مانند یک خازن عمل می کند ، در حالی که منافذ پروتئین به عنوان مقاومت عمل می کنند. به این تصویر اساسی ، انواع زیادی از پیچیدگی را می توان اضافه کرد. نورونهای واقعی تنها یک خازن و مقاومت نیستند بلکه خازنها ، مقاومتها و باتریهای زیادی هستند که منجر به مدل رسانایی موازی و مدلهای چندبخشی می شوند. با استفاده از این مدلها ، با توجه به غلظت فعلی یونها در داخل و خارج سلول ، می توان ولتاژ یک نورون معین را در یک زمان معین محاسبه کرد. با این حال ، ولتاژها با گذشت زمان تغییر می کنند و نوک یک سیستم دینامیکی بسیار پیچیده تر هستند. ولتاژ در هر زمان بستگی به وضعیت ولتاژ و کانالهای یونی حساس به لیگاند در غشاء دارد ، یعنی کدام منافذ باز و کدام بسته است. شبیه سازی می تواند نشان دهد که چگونه وضعیت نورون در طول زمان به عنوان یک سیستم پویا تکامل می یابد. در این فصل ، پیدایش پتانسیل عمل و گسترش سیگنال ها از طریق سلول مورد بررسی قرار گرفته است.

شبکیه چشم: نورواناتومی و فیزیولوژی

شبکیه حسی مهره داران ، امتداد بسیار تخصصی مغز ، یک بافت نازک (ضخامت 0.25 میلی متر در چشم انسان) ، بافت چند لایه و حساس به نور است که قسمت داخلی پشت کره چشم را می پوشاند (شکل 22.1). شبکیه مسئول (1) دریافت نور و انتقال انرژی نور به فعالیت عصبی و (2) مراحل اولیه پردازش و ادغام بینایی با توجه به شرایط نوری محیطی است. سپس اطلاعات بصری از طریق عصب بینایی به مغز منتقل می شود.

دانشنامه بیوفیزیک

دایره المعارف بیوفیزیک هم به عنوان یک منبع اطلاعاتی که به راحتی قابل دسترسی است و هم راهنمای مقدماتی برای ادبیات علمی تصور می شود. این شامل نوشته هایی است که هم تکنیک ها و هم سیستم ها را توصیف می کند.

در ورودی تکنیکها ، هر یک از طیف وسیعی از روشهای تحت عنوان بیوفیزیک به تفصیل توضیح داده شده است ، همراه با ارزش و محدودیتهای اطلاعاتی که هر یک ارائه می دهد. روشهای مختلف شامل پراش (اشعه ایکس ، الکترون و نوترون) از طریق طیف وسیعی از روشهای طیف سنجی (اشعه ایکس ، نوری ، EPR ، NMR) تا تصویربرداری (از میکروسکوپ الکترونی تا تصویربرداری از سلولهای زنده و MRI) و همچنین محاسبات است. و رویکردهای شبیه سازی

در نوشته های Systems ، رویکردهای بیوفیزیکی به سیستم ها یا مشکلات بیولوژیکی خاص - از ساختار پروتئین و اسید نوکلئیک گرفته تا غشاها ، کانال های یونی و گیرنده ها - شرح داده شده است. این بخشها ، که بر ادغام تکنیک های مختلف تأکید دارند ، بنابراین از نظر بیولوژیکی بیشتر از منظر فیزیکی/شیمیایی تکنیک گرا ، وارد بیوفیزیک می شوند.

بنابراین دائرالمعارف قصد دارد منبعی را برای بیوفیزیکدانان علاقمند به روشهایی فراتر از روشهای زیرمجموعه خود و همچنین برای آن دسته از خوانندگانی که از نظر فیزیکی یا بیولوژیکی به بیوفیزیک نزدیک می شوند ، ارائه دهد.

دانشکده تصویربرداری پزشکی و درمان

دانشکده تصویربرداری پزشکی و درمان

توموگرافی کامپیوتری

سونوگرافی پزشکی تشخیصی

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

ماموگرافی

فناوری پزشکی هسته ای

فناوری پزشکی هسته ای (BS)

فناوری پزشکی هسته ای (Fast Track BS)

فناوری پزشکی هسته ای (AC)

پرتو درمانی

رادیوگرافی