توموگرافی انسجام نوری همراه با یادگیری ماشینی برای توسعه ابزار تصویربرداری سرطان کولورکتال

یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه Quing Zhu، استاد مهندسی Edwin H. Murty در گروه مهندسی زیست پزشکی در دانشکده مهندسی McKelvey در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، توموگرافی انسجام نوری (OCT) و یادگیری ماشین را با هم ترکیب کرده اند. یک ابزار تصویربرداری سرطان کولورکتال ایجاد کنید که ممکن است روزی آندوسکوپی سنتی را که در حال حاضر توسط پزشکان استفاده می شود بهبود بخشد.

نتایج در شماره ژوئن مجله بیوفوتونیک با تصویری بر روی جلد داخلی منتشر شد.

 

اپتیک و بیوفیزیک

اپتیک و بیوفیزیک

علم نوری فوق سریع

روش ها و ابزار دقیق بیوفیزیکی

اپتیک بیولوژیکی و بیوآکوستیک

بیوفیزیک مولکولی و نظریه بیوفیزیک

بیوفوتونیک و اپتیک زیست پزشکی

بیوآکوستیک مطالعه تولید، انتقال و دریافت صداهای حیوانات است. این نه تنها صداهای حیواناتی مانند پرندگان و پستانداران را شامل می شود، بلکه صداهایی را که می تواند توسط حشرات تولید شود نیز شامل می شود.

مواد و روش ها:

گوش دادن یکی از روش های مورد استفاده در تحقیقات زیست آکوستیک است. فرآیندهای نوروفیزیولوژیک نقش مهمی در تولید، تشخیص و تفسیر صداها در حیوانات بازی می‌کنند، بنابراین رفتار حیوانات و در نتیجه خود سیگنال‌ها برای به دست آوردن بینش در این فرآیندها استفاده می‌شوند.

1. سیگنال‌های صوتی: یک ناظر با تجربه می‌تواند از صداهای حیوانات برای تصدیق گونه‌های جانوری «آوازخوان»، موقعیت آن و وضعیت آن در طبیعت استفاده کند. بررسی صداهای حیوانات همچنین شامل ضبط سیگنال با ضبط الکترونیکی است. با توجه به گستره وسیعی از خواص سیگنال و رسانه ای که از طریق آنها منتشر می شود، به جای میکروفون استاندارد، تجهیزات تخصصی مانند هیدروفون (برای صداهای زیر آب)، آشکارسازهای اولتراسوند (صداهای با فرکانس بسیار بالا) یا مادون صوت (خیلی کم) نیز ممکن است مورد نیاز باشد. صداهای فرکانس) یا یک ارتعاش سنج لیزری (سیگنال های ارتعاشی زیرلایه). کامپیوترها برای ذخیره و تجزیه و تحلیل صداهای ضبط شده استفاده می شوند. نرم افزار تخصصی ویرایش صدا برای توصیف و مرتب سازی سیگنال ها مطابق با شدت، فرکانس، مدت زمان و سایر پارامترها استفاده می شود.

2. تولید، تشخیص و استفاده از صدا در حیوانات: دانشمندان در زمینه بیوآکوستیک به آناتومی و فیزیولوژی عصبی اندام‌های درگیر در تولید و تشخیص صدا، از جمله شکل، عملکرد ماهیچه‌ها و فعالیت شبکه‌های عصبی درگیر علاقه دارند. مورد توجه ویژه کدگذاری سیگنال ها با پتانسیل عمل در دومی است.

3. تخمین زیست توده: تخمین زیست توده روشی برای تشخیص و کمیت ماهی و سایر موجودات دریایی با استفاده از فناوری سونار است. هنگامی که پالس صدا در آب حرکت می کند، با اجسامی مواجه می شود که چگالی متفاوتی نسبت به محیط فراگیر دارند، مانند ماهی، که صدا را به سمت منبع صدا منعکس می کنند. این پژواک ها اطلاعاتی در مورد اندازه، مکان و فراوانی ماهی ارائه می دهند.

کوچک کردن توموگرافی انسجام نوری

کوچک سازی توموگرافی انسجام نوری (OCT) توجه علمی و تجاری را به خود جلب می کند. جستجوی ادبیات بیش از 70 مقاله را نشان می دهد که در مورد سیستم ها به روش های دستی، فشرده تر و مقرون به صرفه تر برای ساخت دستگاه های OCT گزارش می دهند که به طور بالقوه بازارهای جدید را فعال می کند. سطوح آمادگی فنی و عملکرد تصویربرداری گزارش شده برای بحث در مورد دستاوردها در OCT با استفاده از پروب های دستی، OCT خانگی/خود-OCT فشرده و مدارهای مجتمع فوتونیکی مبتنی بر مدارهای مجتمع استفاده می شود.

مجله بیوفوتونیک بالینی

درک ویروس‌ها و عفونت‌های ویروسی با روش‌های بیوفوتونیکی پتانسیل زیادی برای کاربردهای ترجمه ارائه می‌دهد. دو بررسی جامع، وضعیت  در این زمینه از جمله زمینه Covid-19 و SARS-Cov 2 را توصیف می کند.

مجله بیوفوتونیک

تحت تأثیر ریزمحیط پراکندگی در بافت‌های بیولوژیکی، نور پلاریزه ساطع شده یک الگوی توزیع دو بعدی خاص را در صفحه کانونی تصویربرداری تشکیل می‌دهد. در حوزه پلاریزاسیون، به دنبال بزرگنمایی تصویربرداری بالا لزوماً به کنتراست تصویر برتر منجر نمی‌شود و حتی ممکن است نتایج بدتری ایجاد کند. این مطالعه به بررسی ثبات مقیاس فضایی پارامترهای ماتریس مولر (MMPs) و تجزیه و تحلیل اثر غیرخطی بزرگ‌نمایی تصویر بر کنتراست تصویر MMP می‌پردازد.

مجله بیوفوتونیک

پوشش داخلی: تصویربرداری سلولی سه بعدی کارآمد و مقرون به صرفه با میکروسکوپ افزودنی ورق نوری با تفکیک ساب وکسل

یک نوع دستگاه تصویربرداری صفحه نور فشرده و مقرون به صرفه، که ماژول الحاقی ورق نوری با تفکیک ساب وکسل (SLAM) نامیده می شود، برای همکاری با میکروسکوپ اپی فلورسانس 2 بعدی معمولی، ایجاد شده است که به 3D با کنتراست بالا و وضوح بهبود یافته اجازه می دهد. تصویربرداری از نمونه های مختلف بیولوژیکی در توان عملیاتی بالا

مجله بیوفوتونیک

پوشش داخلی: تصویربرداری دامنه فرکانس فضایی با طول موج چندگانه مبتنی بر تقویت تطبیقی (AdaBoost) و تعیین خصوصیات برای ارزیابی بافت کولورکتال انسان در شرایط in vivo

یک تصویربرداری دامنه فرکانس فضایی چند طول موجی (SFDI) از روشنایی ساختار یافته برای ارائه نقشه های جذب و ضریب پراکندگی کاهش یافته بافت کولورکتال استفاده می کند. با ترکیب SFDI با الگوریتم یادگیری ماشین - AdaBoost، انواع مختلف بافت های روده بزرگ از جمله پولیپ نرمال، آدنوماتوز و سرطان را می توان با دقت بالا متمایز کرد. این تکنیک جدید یک روش بالقوه برای کمک به غربالگری سرطان کولورکتال ارائه می دهد.

مجله بیوفوتونیک

جلد جلو: نظارت میدانی گسترده و ضبط محلی شبکه های میکروواسکولار در حیوانات کوچک با میکروسکوپ فوتوآکوستیک اسکن دوگانه شطرنجی

یک میکروسکوپ فوتوآکوستیک با اسکن دوگانه شطرنجی (DRS-PAM) گزارش شد که یک مرحله ترجمه موتوری دوبعدی برای تصویربرداری میدان دید بزرگ و یک اسکنر گالوانومتر سریع دو محوره برای تصویربرداری بلادرنگ را ادغام می‌کند. DRS-PAM یک انتقال انعطاف‌پذیر از نظارت میدانی گسترده بر عروق اندام‌ها به تصویربرداری بلادرنگ از پویایی‌های محلی را فراهم می‌کند.

خبرنامه ماهانه سپنتالیزراسپادان

خبرنامه ماهانه با تمرکز بر اینکه چگونه فن آوری های مبتنی بر نور در علوم زندگی استفاده می شود. شامل اخبار، ویژگی ها و تحولات محصول در لیزر، تصویربرداری، اپتیک، طیف سنجی، میکروسکوپ، روشنایی و غیره است.

مجله بیوفوتونیک

مجله بیوفتونیک

محدوده

مجله بیوفوتونیک اولین مجله بین‌المللی است که به انتشار مقالات و نقدهای اصلی از حوزه هیجان‌انگیز بیوفوتونیک، یعنی توسعه و کاربرد فناوری‌های فوتونیک به‌ویژه برای (زیست) پزشکی، و همچنین علوم زیستی و محیطی اختصاص دارد. این مجله بستری را ارائه می دهد که توسعه دهندگان فناوری (فیزیکدانان، شیمیدانان، مهندسان، و غیره) با استفاده کنندگان نهایی (به ویژه پزشکان تحقیقاتی) ارتباط برقرار می کنند و در آن پزشک بالینی در مورد آخرین ابزارهای تشخیص و درمان بیماری ها می آموزد. به این ترتیب، این مجله بسیار میان رشته ای است و پژوهش های نوآورانه ای را در زمینه تعامل نور با مواد بیولوژیکی منتشر می کند. این پوشش از تحقیقات بنیادی تا پیشرفت‌های خاص را شامل می‌شود، در حالی که شامل آخرین برنامه‌ها یا کارآزمایی‌های بالینی/گزارش‌های موردی نیز می‌شود.

موضوعات

زمینه های کاربرد:

دارو

سلامتی

زیست شناسی

محیط زیست و تغذیه

فناوری های ویژه:

میکروسکوپی / تصویربرداری / آندوسکوپی

(به عنوان مثال میکروسکوپ عمومی، تصویربرداری فلورسانس، میکروسکوپ ارتعاشی، توموگرافی انسجام نوری، تصویربرداری فوتوآکوستیک، میکروسکوپ میدان نزدیک و غیره)

طیف سنجی

(IR، رامان، اپتیک منتشر، فلورسانس، لومینسانس، THz، UV/Vis، پراکندگی نور و غیره)

رویکردهای درمانی فوتونیک

(PDT، جراحی لیزر، LIBS، انعقاد عکس و غیره)

نقطه مراقبت فوتونیک

(بیوچیپ، سنجش زیستی، فناوری میکرو آرایه و غیره)

هوش مصنوعی

(به عنوان مثال تجزیه و تحلیل تصویر، پردازش تصویر، شیمی سنجی و غیره)