نوروفوتونیک و طیف سنجی زیست پزشکی

مباحث اپتیک در مغز

بخش 2: مباحث اپتیک در مغز

14. تصویربرداری نوری بیماری آلزایمر در اختلال عروقی

15. همودینامیک توسط NIR در مغز، و نمای کلی خلاصه میدان

16. سد خونی در موش با استفاده از دو فوتون و اولتراسوند

17. مروری بر تحریک عصبی مادون قرمز

18. 2 تحریک فوتون در مغز

19. بررسی اجمالی طیف سنجی همبستگی NIR در مغز

20. مروری بر توموگرافی منسجم نوری در درخت نورون

21. تحریک IR در اعصاب نخاعی

22. کانال های Ca+2 در مغز توسط مولتی فوتون ها

23. Ca2+ در مغز توسط مولتی فوتون جریان می یابد

24. نمای کلی نشانگرهای Ca2+ توسط 2PEF

25. کنترل بیوسیستم ها با استفاده از اپتوژنتیک

26. نقشه برداری مدار اپتوژنتیک با گیره پچ سلول کامل سنتی برای تعیین اتصال سیناپسی بین نورون های شناسایی شده در مدل های موش بیماری روانی

27. پروتئین های ویژه پروتئین های فلورسنت قرمز RFP در کاوش مغز

28. فعالیت عصبی OCT

29. میکروسکوپ پراکنده رامان تحریک شده در تحقیقات مغز

30. تصویربرداری از سیستم کوپلینگ عصبی عروقی با توموگرافی نوری لامینار و میکروسکوپ دو فوتونی ابرطیفی

31. تصویربرداری چند فوتونی در علوم اعصاب

بیوپسی طیف سنجی نوری

بخش 1: موضوعات در بیوپسی طیف سنجی نوری

1. منشأ خواص نوری بافت

2. روش های نوری برای تشخیص و درمان بافت

3. روش های ارزیابی in vivo وضعیت فیزیولوژیکی بافت

4. طیف سنجی فلورسانس تحریک، جذب، پراکندگی

5. طیف سنجی رامان تشدید

6. طیف سنجی و تصویربرداری پراکندگی نور غیر کشسان

7. طیف‌سنجی و تصویربرداری بهره رامان تحریک‌شده - پنجره‌های نوری NIR در طول موج 700 تا 2500 نانومتر

8. تصویربرداری عکس آکوستیک منسجم و بدون تماس

9. تصویربرداری طیفی قطبی شدن و بازتاب انتشاری طیف‌سنجی تحریک و تصویربرداری تک و چند فوتونی

10. روش های تشخیصی مادون قرمز میانی

11. نانو ذرات برچسب گذاری و عوامل کنتراست متابولومیک نوری Demos, Gansean

12. Supercontinuum برای کاربردهای پزشکی و بیولوژیکی

13. طیف سنجی شیفت استوکس

نوروفوتونیک و طیف سنجی زیست پزشکی

نوروفوتونیک و طیف‌سنجی زیست‌پزشکی به کارهای جدید و پیشرفته در روش‌های طیف‌سنجی نوری غیرتهاجمی می‌پردازد که شروع و پیشرفت بیماری‌ها و شرایط دیگر، از جمله پیش‌بدخیمی، سرطان، بیماری آلزایمر، پاسخ بافتی و سلولی به روش‌های درمانی را تشخیص می‌دهد. مداخله، آسیب ناخواسته و رسوب انرژی لیزر. سپس این کتاب تحقیقاتی را در زمینه نوروفوتونیک برجسته می‌کند که به بررسی علائم نوری برانگیختگی تک و چند فوتونی بافت‌های عصبی طبیعی/بیمار و در مغز می‌پردازد و درک بهتری از تغییرات بیوشیمیایی و ساختاری بافت‌ها و سلول‌هایی که مسئول طیف‌سنجی مشاهده‌شده هستند ارائه می‌دهد. امضاها موضوعات طیف گسترده‌ای از تکنیک‌های نوری و طیف‌سنجی UV، مرئی، NIR و IR و رویکردهای جدید برای تشخیص تغییرات بافتی را پوشش می‌دهند، از جمله: طیف‌سنجی فلورسانس بدون برچسب در داخل بدن و خارج از بدن، طیف‌سنجی شیفت استوک، تصویربرداری طیفی، طیف‌سنجی رامان رزونانس ، تحریک چند فوتون دو فوتون و موارد دیگر.

تصویربرداری جراحی و بیوفوتونیک

علایق تحقیقاتی حول توسعه و کاربرد فناوری فوتونیک با آندوسکوپی برای کاربردهای تصویربرداری جراحی، از جمله تصویربرداری چند طیفی، تصویربرداری با تفکیک قطبی، تصویربرداری فلورسانس، و استفاده از نانومیله‌های طلا با برچسب فلورسنت برای ترانوستیک است. پروژه‌های بیشتر شامل کار بر روی توسعه سیستم‌های روشنایی و بینایی برای آندوسکوپی است که منابع نور مینیاتوری مانند LED و دیودهای لیزر را با تکنیک‌های بینایی کامپیوتری برای روشنایی ساختاریافته و بازسازی سطح بافت و همچنین استفاده از هدایت روباتیک پروب‌های نوری ترکیب می‌کند. این دستگاه ها در جراحی های کم تهاجمی و توسعه سیستم های جدید جراحی رباتیک کمکی انعطاف پذیر کاربرد پیدا می کنند.

پزشکی احیا کننده

پزشکی احیا کننده

پزشکی بازساختی توسعه و بکارگیری درمان‌های جدید برای بهبود بافت‌ها و اندام‌ها و بازگرداندن عملکرد از دست رفته به دلیل افزایش سن، بیماری، آسیب یا نقص را هدف قرار می‌دهد. همچنین در حال کار بر روی ساخت راه حل هایی برای اندام هایی است که به طور دائم آسیب می بینند.

1. مهندسی بافت و بیومواد

مهندسی بافت همچنین می‌تواند تکنیکی باشد که در آن داربست‌های سازگار بیولوژیکی در بدن در موقعیتی که قرار است بافت جدید تشکیل شود، کاشته می‌شود. اگر داربست در داخل شکل هندسی بافتی باشد که باید تولید شود، و بنابراین داربست سلول‌ها را جذب می‌کند، نتیجه بافت جدیدی در شکل مورد نظر است. اگر بافت تازه تشکیل شده به دلیل شکل گیری تحت تمرین قرار گیرد، نتیجه اغلب مسائل مهندسی عملکردی جدید است.

2. سلول درمانی

بدن ما برای ترمیم خود از سلول های بنیادی با هم استفاده می کند. مطالعات بیان کرده اند که اگر سلول های بنیادی بالغ برداشت شده و سپس در محل بافت بیمار یا آسیب دیده تزریق شود، بازسازی بافت در شرایط مناسب امکان پذیر است. این سلول ها اغلب از خون، چربی، مغز استخوان، پالپ دندان، ماهیچه مخطط و سایر منابع جمع آوری می شوند. خون بند ناف منبع دیگری از سلول های بنیادی بالغ را فراهم می کند. دانشمندان و پزشکان در حال توسعه و بهبود توانایی خود برای ترتیب دادن سلول های بنیادی برداشت شده برای تزریق به بیماران برای ترمیم بافت های بیمار یا آسیب دیده هستند.

3. دستگاه های پزشکی و اندام های مصنوعی

استراتژی بالینی پیوند عضو جایگزین از اهداکننده است. چالش‌های اصلی تامین اندام‌های اهداکننده و در نتیجه نیاز به مصرف داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی است که دارای عوارض جانبی هستند. علاوه بر این، موارد زیادی وجود دارد که زمان جستجوی یک عضو اهداکننده مناسب نیاز به یک استراتژی موقت برای حمایت یا تکمیل عملکرد اندام نارسا دارد تا زمانی که یک عضو قابل پیوند پیدا شود.

تصویربرداری قلب و عروق و تجزیه و تحلیل تصویر

تصویربرداری قلب و عروق و تجزیه و تحلیل تصویر

تصویربرداری قلب و عروق: تصویربرداری قلب یک رادیولوژی تشخیصی است که از تصاویر پزشکی برای تشخیص بیماری های قلبی عروقی و تشخیص نقص در اندازه و شکل قلب استفاده می کند. برای تشخیص بسیاری از بیماری ها از جمله:

بیماری عروق کرونر قلب.

نارسایی قلبی یا مشکلات دریچه.

آسیب ناشی از حمله قلبی.

نقایص مادرزادی قلب

پریکاردیت

تومورهای قلبی

تجزیه و تحلیل تصویر: تجزیه و تحلیل تصویر شامل پردازش یک تصویر به اجزای اساسی برای حذف اطلاعات مهم است. تجزیه و تحلیل تصویر شامل کارهایی مانند یافتن اشکال، حذف نویز، شمارش اشیا، تشخیص لبه ها و محاسبه آمار برای تجزیه و تحلیل بافت یا کیفیت تصویر است. روش های مورد استفاده برای پردازش تصویر عبارتند از:

پردازش تصویر آنالوگ

پردازش تصویر دیجیتال

قلب و عروق و قلب و عروق هسته ای

قلب و عروق و قلب و عروق هسته ای

قلب و عروق: کاردیوآنکولوژی مطالعه ای از قلب است که شامل نظارت، تشخیص و درمان بیماری های قلبی عروقی است که به عنوان یک عارضه جانبی شیمی درمانی و رادیولوژی ایجاد می شود. تعدادی از متخصصان قلب بیماران مبتلا به بیماری قلبی و سرطان را درمان و مدیریت می کنند.

قلب و عروق هسته ای: مطالعات قلب و عروق هسته ای از تکنیک های خود ایمنی برای ارزیابی جریان خون میوکارد، عملکرد پمپاژ قلب و همچنین تصور اندازه و محل حمله قلبی استفاده می کنند. در بین تمام تکنیک های قلب هسته ای، تصویربرداری پرفیوژن میوکارد بیشترین استفاده را دارد.

انواع آزمایشات قلب و عروق هسته ای:

SPECT قلبی

PET-CT قلب

فوتونیک در هوش مصنوعی

فوتونیک در هوش مصنوعی

تکنیک های هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل داده برای شبکه های نوری

الگوریتم یادگیری ماشین

هوش مصنوعی به شبیه‌سازی هوش انسان در ماشین‌هایی گفته می‌شود که طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که مانند انسان‌ها فکر کنند و اعمال آن‌ها را تقلید کنند. این مهم ترین روش جدید در تحقیقات علمی از زمان پذیرش مکانیک کوانتومی است و راهبردهای هیجان انگیزی را در زمینه های مختلف علم و فناوری ارائه می دهد.

طبقه بندی هوش مصنوعی: هوش مصنوعی اغلب به دو دسته مختلف تقسیم می شود. آن ها هستند

1. هوش مصنوعی ضعیف مظهر سیستمی است که برای انجام یک کار خاص طراحی شده است.

2. سیستم‌های هوش مصنوعی قوی، سیستم‌هایی هستند که وظایفی را انجام می‌دهند که شبیه انسان در نظر گرفته می‌شوند.

اینها معمولاً سیستم های پیچیده تر و پیچیده تر هستند. آن‌ها طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که موقعیت‌هایی را مدیریت کنند که در طی آن‌ها باید بدون دخالت فردی مشکل را حل کنند. این نوع سیستم ها اغلب در کاربردهایی مانند اتومبیل های خودران یا در اتاق های عمل بیمارستان یافت می شوند.

فراگیری ماشین

یادگیری ماشینی یک سیستم کامپیوتری را قادر می‌سازد تا با استفاده از داده‌های تاریخی، بدون برنامه‌ریزی صریح، پیش‌بینی‌هایی را شکل دهد یا تصمیم‌گیری کند. یادگیری ماشینی از حجم عظیمی از داده‌های ساختاریافته و نیمه ساختاریافته استفاده می‌کند تا یک مدل یادگیری ماشینی بتواند نتایج دقیقی تولید کند یا پیش‌بینی‌هایی را ارائه دهد که بر روی آن داده‌ها پشتیبانی می‌شوند.

چشم پزشکی

چشم پزشکی

دید بیولوژیکی

میکروسکوپ پیشرفته

کنتراست نوری In Vitro و In Vivo

علوم اعصاب و مغز

تحریک و درمان

گیربکس های نوری پرسرعت

چشم پزشکی مطالعه شرایط پزشکی مربوط به چشم است.

اسکن لیزری افتالموسکوپی (SLO) تغییری را در تکنیک عکاسی نشان داد که از اصل روشن کردن تنها یک نقطه کوچک از شبکیه با نور لیزر همسو شده که از مرکز مردمک هدایت می‌شود و انعکاس‌های کل اطراف آن در محدوده مردمک را به تصویر می‌کشید، استفاده می‌کرد. .

توموگرافی انسجام نوری (OCT) بعد جایگزینی را به تصویربرداری شبکیه با قدرت ایجاد تصاویر مقطعی از بافت شبکیه به وضوح محوری زیر میکرون و نفوذ میلی متری با استفاده از تکنیک تداخل انسجام کم همراه با نور پهن باند اضافه کرد. دامنه زمان در ابتدا و بعداً تکنیک‌های OCT دامنه فوریه وضوح محوری سطح مقطع بافت را بهبود بخشیدند.

اپتیک تطبیقی:

اپتیک تطبیقی ​​(AO) در ابتدا برای بخش نجوم توسعه داده شد تا از انحرافات تاری تصویر ناشی از انتشار جبهه موج در جو زمین خلاص شود. اختراع چشمی مستقیم به مطالعه بیماری های شبکیه چشم با دانش برگشت پذیری پرتوها و مشاهده پاراکسیال کمک کرد.

پیشرفت بیشتر، افتالموسکوپ غیرمستقیم بود که به پرتوها اجازه می داد با استفاده از یک سیستم معادل که نور را به سمت توجه همگرا می کرد، تصاویر واقعی بسازند. برخلاف تصویربرداری از اشیاء روزمره، تصویربرداری از شبکیه به اندازه مردمک ورودی محدود می‌شود و اشعه‌های خروجی که تصویر می‌شوند با اندازه همان مردمک خروجی محدود می‌شوند.