دوره دکتری تصویربرداری زیستی

شرح دوره

دکتری تصویربرداری زیستی متقابل نهادی این دوره توسط یک سری مدرس ارائه می شود که در هر زمینه تصویربرداری زیستی خود متخصص هستند. این دوره در موسسات تحقیقاتی مختلف برگزار می شود تا دانش آموزان را در معرض گروه های مختلف تحقیقاتی، محققان و امکانات تحقیقاتی تجربی قرار دهد. بنابراین، این دوره فرصتی منحصر به فرد را به دانش آموزان می دهد تا خود را در یک زمینه فعال و متنوع از علوم بین رشته ای در تصویربرداری زیستی جهت دهی کنند.

این دوره برای دانشجویان دکترا در رشته های پزشکی، فیزیک، شیمی، بیوشیمی، زیست شناسی مولکولی، علوم زیستی نانو، علوم دارویی، علوم کشاورزی یا زیست شناسی مرتبط است. تاکید این دوره، توری از تمام تکنیک‌های تصویربرداری زیستی موجود  است و موضوعاتی مانند تصویربرداری سلول زنده، میکروسکوپ کانفوکال، میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ با وضوح فوق‌العاده، تکنیک‌های تک ذره، میکروسکوپ کاهش انتشار تحریک‌شده، تصویربرداری از سلول‌های عصبی، مهاجرت سلولی را پوشش می‌دهد. و تجزیه و تحلیل تصویر

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

اهداف یادگیری:

دانش آموزی که به اهداف دوره رسیده باشد با موارد زیر آشنا خواهد بود:

میکروسکوپ میدان وسیع

میکروسکوپ کانفوکال اسکن لیزری

میکروسکوپ دو فوتونی

میکروسکوپ کانفوکال دیسک چرخشی

طیف‌سنجی همبستگی فلورسانس و همبستگی تصویر شطرنجی (FCS و RICS)

میکروسکوپ با وضوح فوق العاده؛ STED، SIM و میکروسکوپ های محلی سازی

جمع آوری و تجزیه و تحلیل خودکار تصاویر

میکروسکوپ پراکنده منسجم ضد رامان (CARS)

تجزیه و تحلیل تصویر

کنفرانس فوتونیک اپتیک , لیزر و فوتونیک

صنعت اپتیک و فوتونیک

پوشش روزانه صنعت اپتیک و فوتونیک و بازارهایی که در آن خدمت می کند

در سپنتالیزراسپادان

بیوفوتونیک

سخنرانان تحقیقاتی و صنعتی به روز رسانی در مورد پیشرفت ها، مزایا و نیازهای بازار ارائه می دهند

کاربردهای بیوفوتونیک در پزشکی - که تمرکز انجمن امروز صبح در دنیای لیزر فوتونیک - به طور قابل توجهی در چندین سال گذشته از جنبه های مختلف تکامل یافته است. تشخیص آزمایشگاهی مبتنی بر روش‌ها و پدیده‌های بیوفتونیک جزء جدایی‌ناپذیر پاتولوژی و پزشکی آزمایشگاهی است، در حالی که روش‌های جدید به طور مداوم در حال ادغام هستند.

پس از استقبال رئیس انجمن پروفسور رونالد اسروکا از LIFE Zentrum / LMU Klinikum، مونیخ، افتتاح کننده دکتر کریستین هومان از فروسنس بود، که از آزمایشگاه تحقیقات لیزر، موسسه ای از مرکز LIFE، در بیمارستان دانشگاهی است. مونیخ این شرکت در ژوئیه 2017 به منظور توسعه ابزار قابل حمل برای اندازه گیری پارامتر آهن روی پروتوپورفیرین، شاخص بیماری های ناشی از کمبود آهن، تأسیس شد.

تشخیص کمبود آهن

دکتر هومن توضیح داد که چگونه تکنیک اندازه گیری غیرتهاجمی شرکتش FerroSens "غربالگری گسترده کمبود آهن را از طریق روش ساده و سریع خود - بدون نیاز به برداشت خون" امکان پذیر می کند. به این ترتیب، FerroSens به مبارزه با کمبود آهن، رایج ترین کمبود تغذیه ای در جهان کمک می کند.

او گفت: «با استفاده از طیف‌سنجی و انجام برخی ارزیابی‌های هوشمندانه، ما واقعاً می‌توانیم با استفاده از تکنیک‌های نوری در پزشکی چیزهای زیادی یاد بگیریم. امیدوارم در آینده مزایایی داشته باشیم و تشخیص های بهتری داشته باشیم.»

دکتر یان فیلیپ کولب از مرکز لیزر پزشکی، در لوبک، ارائه ای با عنوان بافت شناسی بدون اسلاید با میکروسکوپ مولتی فوتونی مبتنی بر لیزر فیبر ارائه کرد. در کارمان، ما قادریم نمونه‌های رنگ‌آمیزی H و E را با فناوری لیزر فیبر ثبت‌شده خود تصویر کنیم. علاوه بر این، می‌توانیم کار قبلی را که نشان می‌داد می‌توان با میکروسکوپ چند فوتونی H و E را برانگیخت، یک قدم جلوتر برد و نشان داد که ما تکنیکی را توسعه داده‌ایم که می‌تواند در تئاتر جراحی نیز اعمال شود.»

بنابراین ما همچنین امیدواریم که از آنجایی که از این دو رنگ H و E استفاده می کنیم، متخصصان پزشکی پذیرش بیشتری برای تکنیک ما داشته باشند و همچنین در آینده موانع کمتری برای صدور گواهینامه تجهیزات پزشکی داشته باشیم.

استارتاپ در برنامه ریزی

دکتر کولب در پایان گفت: "ما هدف داریم که آزمایشگاه خود را با اعمال مقررات پزشکی، بهبود یکپارچگی و افزایش عملکرد نرم افزار به یک دستگاه پزشکی تبدیل کنیم. در سال آینده، ما همچنین در حال برنامه‌ریزی برای تأسیس یک استارت‌آپ هستیم و قبلاً روی نام و لوگو تصمیم گرفته‌ایم – بنابراین اگر به به‌روزرسانی‌ها علاقه دارید، لطفاً از کانال Linkedin دیدن کنید.

سپس دکتر آوچی پینار، از بیمارستان دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان، با موضوع "پیش‌بینی به کمک یادگیری ماشینی سرطان پوست غیر ملانوما در میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال Ex Vivo" صحبت کرد.

او توضیح داد که چگونه تکنیک‌های نوری می‌توانند تشخیص انواع مختلف تومورهای سرطانی را بهبود بخشند، که اغلب می‌توانند مشابه به نظر برسند و بنابراین به راحتی با انواع دیگر اشتباه می‌شوند، چه سرطان‌های سلول پایه [شایع‌تر] یا سرطان‌های سلول سنگفرشی [کمتر].

دکتر پینار در نتیجه گیری خود به نقل از پروفسور جاناتان ریس، متخصص پوست از دانشگاه ادینبورگ، گفت: "که در مورد استفاده تشخیصی از ماشین ها و الگوریتم ها گفت: "ما با آنها بهتر از بدون آنها هستیم". اما، دکتر پینار گفت، "من اضافه می کنم که بله، ما با آنها بهتر هستیم، اما نباید به آنها تکیه کنیم - مانند نقشه های گوگل، که گاهی اوقات می تواند شما را به جایی که شروع کرده اید بازگرداند."

محصولات کاربردی گرا

وضعیت تصویربرداری طیفی پزشکی تجاری توسط دکتر اکسل کولک از Diaspective Vision که از سال 2015 راه حل های دوربین طیفی را برای کاربردهای پزشکی توسعه داده است، توضیح داد. دکتر کولک توضیح داد: "با راه حل های محصول کاربردی گرا، ما راه حل های مناسب و مناسبی را ارائه می دهیم. پشتیبانی انعطاف پذیر برای کاربردهای بالینی و پیش بالینی.

پروفسور یورگن پاپ، از لایبنیتز-IPHT، آخرین پیشرفت ها را در تصویربرداری چند کنتراست بالینی برای تشخیص بافت تشریح کرد. او اهداف گروه خود را در موسسه فناوری فوتونیک لایبنیتس در ینا تشریح کرد.

ما با بافت شناسی کلاسیک شروع می کنیم، اما می خواهیم گام به گام با استفاده از نور به یک هیستوپاتولوژی نوری دیجیتال in vivo برویم. این با شروع ex vivo خواهد بود، اما در پایان ما می‌خواهیم همه چیز را in vivo انجام دهیم. او ادامه داد: «این به معنای ترکیب آندوسکوپی با این فناوری‌های تصویربرداری چند کنتراست است. اگر به تکنیک‌های طیف‌سنجی معمولی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند نگاه کنید، مزایا و معایب خاصی دارند.

تصویربرداری چند پارامتری

با در نظر گرفتن تصویربرداری فراطیفی یا پراکندگی رامان ضد استوکس منسجم، نسل دوم هارمونیک یا فلورسانس دو فوتون، آنها در عمق نفوذ، وضوح فضایی، ویژگی مولکولی و سرعت متفاوت هستند. هر روش مزایا و معایبی دارد، بنابراین می‌گوییم چرا [عناصر] را از فناوری‌های مختلف، بهترین بخش‌های آن‌ها، نگیریم و به نحوی آنها را ترکیب نکنیم، که منجر به رویکرد تصویربرداری چندوجهی ما می‌شود.»

تصویربرداری مولکولی گروه کاری پروفسور پاپ کنتراست طیف‌سنجی خطی و غیرخطی حساس شیمیایی جدید را بررسی می‌کند.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

تعاملات نور و پردازش مواد

تعاملات نور و پردازش مواد

این کمیته فرعی به دنبال ارسال های اصلی در منطقه عمومی تعاملات نور سبک است، با تاکید بر فرآیندهای قوی مبتنی بر تولید و اصلاح مواد در همه اشکال (جامدات، مواد نرم، مایع، گاز، ذرات) بیش از تمام زمانی (موج مداوم به Attosecond) و مقیاس های فضایی (ماکرو، meso- nano). موضوعات مثال شامل موارد زیر است:

اصول تعاملات نور سبک در رژیم های غیر متضاد، از جمله دینامیک اتصال ذرات انرژی و فرآیندهای آرامش بخش

میکرو و نانو ساخت 2D یا 3D مبتنی بر لیزر، از جمله تخلیه، برش، جوشکاری، انتقال، و ساختارهای سطحی دوره ای

سنتز لیزر مواد، از جمله تخلیه، رسوب لیزر پالس، کریستالیزاسیون، پرخاشگری و تولید نقص در فله و سطوح

تولید افزودنی لیزر: اصول، خصوصیات، و برنامه های کاربردی

تعاملات نور، فیزیک غیر خطی و غیر متابولیک توسط میکرو و نانوساختارها فعال می شود

پردازش مواد لیزر با نور فضایی و موقت ساختار یافته، از جمله پرتوهای بردار، پرتوهای غیر پراکنده، گرداب های نوری، پرتوهای شتاب دهنده و شکل گیری پالس

تشخیص مبتنی بر لیزر برای پردازش مواد، از جمله LIBS و تابش ثانویه ناشی از لیزر (E.G.، اشعه ایکس، اشعه ایکس و تولید بالا هارمونیک در ماده چگال)

تولید ذرات ثانویه ناشی از لیزر، تعاملات لیزر ذرات و کاربرد آنها

اثرات فتوشیمیایی و فتوترمال به پلاسمون و کاربرد آنها در فوتوکاتالیز، نانو شیمی، نانو ساخت، سنجش و انرژی

دستکاری نوری از ماده و خودمختار کنترل شده با نور

اپتوالکترونیک تراهرتز پلاسمونیک

اگرچه پتانسیل های منحصر به فرد امواج تراهرتز برای شناسایی شیمیایی و مشخصه مواد برای مدتی طولانی شناخته شده است، عملکرد نسبتا ضعیف طیف سنجی تراهرتز فعلی و سیستم های تصویربرداری همچنان مانع استقرار آنها در تنظیمات میدانی می شود. در این وبینار که توسط گروه فنی نانوفوتونیک برگزار می‌شود، 

سطح موضوع: متوسط - دانش پایه در مورد موضوع را فرض می کند

آنچه خواهید آموخت:

تولید و تشخیص امواج تراهرتز

پلاسمونیک

طیف سنجی تراهرتز

چه کسانی باید شرکت کنند:

دانشجویان کارشناسی علاقه مند به کاربردهای عملی اپتوالکترونیک

دانشجویان فارغ التحصیل و محققین فوق دکتری در رشته های نانوفوتونیک، تراهرتز و پلاسمونیک

محققانی که مایلند با آخرین فناوری های تراهرتز همگام باشند

استفاده از فناوری بیوفوتونیک در کاربردهای بهداشتی

اپتیک و فوتونیک سابقه قوی در تحقیقات پزشکی و تشخیص دارند. از اولین اشکال میکروسکوپ، کاربردهای پزشکی به محصولات و تکنیک های مدرن مانند درمان های لیزری، طیف سنجی، میکروسکوپ مدرن، تصویربرداری با وضوح بالا و حتی تشخیص از راه دور با استفاده از ارتباطات فیبر نوری ادامه یافته است.

مجله لیزر

مقاله مجله نشان می‌دهد که چگونه کار محققان در استفاده از طیف‌سنجی و تصویربرداری فلورسانس بدون برچسب «طول عمر» توانایی برای کاربردهای بالینی متعدد را نشان داده است، همانطور که توسط یک مطالعه جراحی جدید در انسان‌ها که شامل سیستم جراحی رباتیک داوینچی Intuitive Surgical است نشان داده شده است:

Intuitive Surgical با همکاری Laura Marcu، Ph.D. از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، یک محقق پیشگام در زمینه فلورسانس با زمان حل شده، اخیراً اولین مطالعه در انسان را انجام داد که شامل ادغام اتوفلورسانس در جراحی رباتیک است. این کار استفاده از تشخیص بافت با زمان حل شده را برای راهنمایی جراحی در زمان واقعی مورد مطالعه قرار داد.

بر اساس کار قبلی آزمایشگاه مارکو روی اسکن طیف‌سنجی فلورسانس با تفکیک زمانی چندطیفی (ms-TRFS) و با همکاری دکتر گرگوری فارول از دانشکده پزشکی UC Davis، این گروه یک زیرسیستم ms-TRFS را در داوینچی ادغام کردند. آنها توانایی سیستم را برای تکمیل بازرسی بصری در داخل بدن، ابتدا در مدل های خوکی و سپس در افراد مبتلا به سرطان دهان که تحت عمل جراحی روباتیک ترانس دهانی قرار داشتند، ارزیابی کردند.

این کار برای اولین بار تجسم مستمر در زمان واقعی مناطقی را که توسط یک کاوشگر فیبر نوری مورد بازجویی قرار گرفته و به یک جراح ارسال شده بود، و توانایی ایجاد کنتراست تشخیصی بر اساس ویژگی‌های اتوفلورسانس را نشان داد.