ماموگرافی را می‌توان براساس هدف مورد نظر ، به دو دسته اصلی تقسيم كرد: ماموگرافی برای بيماريابی و ماموگرافی تشخيصی.

ماموگرافی برای بيماريابی
در مـقــايـســه بــا مـعــايـنــه بـالينـی ، مـامـوگـرافـی مـي‌تـوانـد تـعداد بسيار بيشتری از سرطان‌های مهاجم پستان را كه در مراحل اوليه قرار داشته و كوچک و غيرقابل لمس هستند ، تشخيص دهد. هـمـچـنـيـن سـرطان‌هايی كه از نظر ابتلای غدد لنفاوی زير بغل در مراحل مقدماتی قرار دارند نيز با اين روش ، سريع تر قابل تشخيص هستند.

ماموگرافی تشخيصی
در حـال حـاضـر ، عـمـل جـراحی برای تعداد زيادی از سرطان‌های پستان كه در مراحل اوليه (‌‌مــرحـلــه يــک و دو)‌ قــرار دارنــد ، بــه صــورت محافظه‌كارانه صورت می‌گيرد. به همين دليل ، ماموگرافی اهميت بيشتری يافته است ، چرا كه به وسيله آن می‌توان قبل از عمل جراحی متوجه شد كه آيا كانون‌های ديگری از بافت سرطانی در پستان مبتلا وجود دارد يا خير. همچنين درباره وجود يا عدم وجود ضايعه در پستان مقابل نيز اطلاعاتی به دست می‌آيد.

عوامل مؤثر بر كيفيت تصوير
1- ساختمان لامپ مولد اشعه ايكس
2- اندازه نقطه كانونی يا قسمتی از هدف كه الـكـترون‌ها روی آن متمركز می‌شوند. هر چه نـقـطـه كـانـونـی بزرگتر باشد، از وضوح تصوير كاسته شده و تصوير، محوتر مي‌شود.
3- فـاصـلـه نـقطه كانونی از عضو مورد نظر. هرچه فاصله كانونی از فيلم بيشتر باشد ، به علت واگرايی اشعه ، بزرگنمايی بيشتر خواهد بود.

از عــوامــل مـهــم ديـگــر مــی‌تــوان بــه جـنـس ، محتويات عضو مورد بررسی و همچنين مقدار اشعه اشاره كرد.
پيشرفت‌های تكنيكی كه در سال‌های اخير حاصل شده است ، بيشتر به سيستم صفحه - ‌فيلم مــربــوط مــی‌شــود. صـفـحــه ، پـرده‌ای اسـت كـه تشديد كننده اشعه بوده و همراه با فيلم ‌امولسيون دوبل به كار می رود. اين تكنيک در مقايسه با روش صنعتی بدون صفحه ، دارای فوايد زير است:
1- بهبود كنتراست و وضوح
2- كاهش زمان قرارگيری در معرض اشعه
3- كاهش مقدار اشعه
4- ظهور خودكار

عامل مهم ديگر مؤثر بر بهبود كيفيت تصوير ، وارد آمدن فشار است. با وارد آمدن فشار روی پستـان ، فاصله فيلم از آن كاسته شده و ضخامت آن در تمامی نواحی ، يكسان می‌شود. همچنين حجم كل پستان به 50 تا 60 درصد حالت طبيعی كاهش می‌يابد. بنابراين مقدار مورد نياز اشعه كمتر شده و ميزان جذب آن نيز يكنواخت می‌شود. با اين روش ، مقدار پراكندگی اشعه و اشعه ثانويه داخل بافت پستان كاهش می‌يابد. براساس نتـايـج آخـريـن تحقيقـات ، بـرای مـامـوگـرافـی صنعتـی يـک تـا چهـار راد ، بـرای تكنيک ‌صفحـه ‌-‌‌‌‌ فيلـم 0/04 تـا 0/08 راد و بـرای زيـرومـاموگرافی 0/3 تا 0/5 راد ، اشعه مصرف می‌شود.

ماموگرافی همراه با بزرگ نمايی كانون‌های كوچک
برای اين بزرگ نمايی ، بايد پارامترهای زير را به طور صحيح و مرتبط با يكديگر انتخاب كرد:
1- اندازه نقطه كانونی مورد بررسی
2- ميزان قدرت تمايز ميان دو نقطه مجاور
3- مقدار هوای موجود ميان فيلم و عضو مورد بررسی
4- كيفيت اشعه ايكس
5- اندازه هدف

اين تكنيک علاوه بر اين‌ كه كيفيت تصوير را از جنبه‌های گوناگون بهبود می‌بخشد ، تصوير محل ضايعه را نيز بزرگ تر می‌كند.
مزايای اين روش ، شامل موارد زير هستند:
1- وضوح تصوير
2- نويز: با وجود بزرگ شدن تصوير ، مقدار نويز آن تغيير نمی كند. بنابراين نسبت به تصوير اوليه ، نويز برابر با توان دوم بزرگ نمايی كاهش می‌يابد.
3- مقدار هوا: هرگاه فاصله ميان عضو و فيلم ، بيش از 15 سانتی متر باشد ، ميزان اشعه پخش شده كاهش يافته و كنتراست فيلم افزايش می‌يابد.
4- درک تصوير: اين روش ضمن ساده تر كردن تشخيص ميكروكلسيفيكاسيون‌ها روی راديوگرام ، افتراق ضايعات خوش خيم و بدخيم را آسان تر كرده و نياز به انجام بيوپسی را كاهش می‌دهد.
در كل ، كيفيت تصوير در اين تكنيک ، به مراتب بهتر از ماموگرافی استاندارد است و اطلاعات بيشتری در اختيار پزشک و پاتولوژيست قرار می‌دهد اما ميزان تابش اشعه در آن سه تا چهار برابر ماموگرافی عادی است. يک سيستم برای طبقه بندی پيشرفت بيماری TNM است كه بر اساس تومور ، غده‌های لنفاوی و متاستاز استوار است. اندازه و وسعت تومور در تعيين مرحله پيشرفت بيماری مؤثر است. در اين نوع رده بندی مرحله صفر تا چهار بر اساس اندازه تومور ، درگيری غده های لنفاوی و متاستاز تعريف شده است.

T شاخص اندازه تومور است.
 TX: يعنی توموری در پستان قابل رديابی نيست.
 T0: توموری در پستان مشاهده نمی شود.
 Tis: سرطان ممكن است LCIS ، DCIS يا بيماری Paget باشد.
 T1: قطر تومور دو سانتی متر يا كمتر است.
 T2: قطر تومور بين دو تا پنج سانتی متر است.
 T3: قطر تومور از پنج سانتی متر بيشتر است.
 T4: فارغ از اندازه ، تومور خود را به ديواره سينه چسبانده و به غده لنفاوی سينه دست اندازی كرده است.

N نشان دهنده درگيری غده های لنفاوی است.
 NX: غده های لنفاوی قابل تشخيص نيستند.
 N0: سرطان به غده های لنفاوی دست اندازی نكرده است.
 N1: سرطان به غده های لنفاوی قابل حركت زير بغل همان سمت پستان درگير دست اندازی كرده است.
 N2: سرطان به غده های لنفاوی زير بغل دست اندازی كرده است.
 N3: سرطان به غده های لنفاوی پستانی و Supraclavicular دست اندازی كرده است.

M نشانه متاستاز است.
 MX: متاستاز قابل تشخيص نيست.
 M0: متاستازی به ساير اندام‌ها مشاهده نمی شود.
 M1: متاستاز به ساير اندام‌ها صورت گرفته است.

ماموگرافی اپتيک Comfort Scan
مـامـوگرافی اپتيک: تكنيكی جديد جهت نشان دادن ضايعات پستان در زنانی كه يافته‌های تصويری مبنی بر حضور ضايعات درجه 4 تا 5 (BIRADS (Breast Imaging Reporting and Data System غير قابل لمس دارند.
هدف اين روش آينده نگر اين است كه كارآمدی تشخيص تصوير برداری به روش جـذب نـور نـزديـک بـه مـادون قـرمز در پستان را در بيماران دارای سيستم اطلاعات و گزارش‌های تصويربرداری پستان BIRADS مبنی بر درجه 4 تا 5 ضايعات غير قابل لمس بر اساس بيوپسی كه به وسيله روش‌های پاتولوژی بعد از بيوپسی هسته ای يا بيوپسی اكسزيونال به عنوان مرجع به دست آمده است بررسی كند.
پستان بيمار در وضعيتی خاص در صفحه ای از ديودهای متصاعد كننده نور قرمز قرار می‌گيرد.
نور عبور داده شده به وسيله يک دوربين CCD دريـــافـــت مـــی‌شـــود. كـــل دوره 1 دقـيـقـــه طـــول می‌كشد. پروسه تصويری ، تصاويری ديناميک تهيه می‌كند كه در مدلی رنگی نشان داده می‌شود تا تغييرات ناشی از گذران زمان در شدت نور گـذر داده شـده را (كـه بـه وسيله تغييرات فشار ايــجـــاد شــده انــد) اصــلاح كـنــد. مـنـحـنــی‌هــای ديـنـامـيـک در دو گـروه طـبـقـه بـنـدی مـی‌شـوند: شدت‌های ثابت كاهش يابنده كه مشكوک به بــدخـيـمــی انــد و شــدت‌هــای افــزايــش يــابـنـده سينوسی كه به عنوان موارد خوش خيم شناخته می‌شوند.  تصويربرداری نوری ديناميک پستان روشی جديد ، كم هزينه و غيرتهاجمی است كه نوع جديدی از اطلاعات را درباره فيزيولوژی ضايعات پستان ارائه می‌دهد. جذب حاصله در نـتـيـجــه هـمــوگلـوبيـن و محصـولات آن اسـت ، بـنـابـرايـن نـتـيـجـه وضـعـيـت عـروقـی تومورهای پستان را نشان می‌دهد.

سـرطـان پـسـتـان ، بـعد از سرطان ريه دومين علت مرگ و مير به دليل سرطان در زنان است. مــامــوگـرافـی روش تـصـويـربـرداری اسـتـانـدارد جهانی جهت مشخص كردن و تشخيص دادن تـــومــورهــای پـسـتــان اســت. ســايــر روش‌هــای تصويربرداری مورد استفاده در كنار ماموگرافی و معاينه بالينی ، به طور عمده سونوگرافی و MRI هستند. «سی تی اسكن» و «سنتی ماموگرافی به وسيله ماده حاجب سستاميبی» در بعضی موارد خاص مورد استفاده قرار گرفته اند ، اما به طور معمول انجام نمی گيرند.
يک سيستم تصويربرداری به كمک نور كه تغييرات بسيار جزئی فيزيولوژيک در بافت را تشخيص دهد ، می‌تواند امكانات قراردادی ارزشمندی را به تصوير برداری پستان بيافزايد. به طور كلی ، تصويربرداری اپتيک می‌تواند فعاليت بافتی را به وسيله ضـربانات نور مادون قرمز با چگالی پايين ، در بافت مورد تصويربرداری نشان دهد. مجموعه ای از گيرنده‌ها مقدار نور رسيده به خودشان و زمان گذر اين نور از بافت را ثبت می‌كنند. اين اندازه گيری‌ها ، وسعت اين مسئله كه كدام نور پراكنده شده و كدام نور جذب شده را مشخص می كند. اين تصاوير به علت تغييرات رخ داده به علت حضور خون اكسيژنه يا بدون اكسيژن ، اتفاق می‌افتند.
اطـلاعات جمع آوری شده را می‌توان جهت نشان دادن ميزان اكسيژن رسانی و جريان خون منطقه مورد مطالعه ، استفاده كرد. اطلاعات فيزيولوژيک مستقيماً وابسته به ميزان رگ دار بودن تومور و نيز مقادير اكسيژن آن است و همه اين‌ها به روشی كم هزينه ، غير يونيزه و غيرتهاجمی به دست آمده است. تظاهرات اصلی اين روش ، اطلاعاتی فضايی - محدود به علت انتشار ذرات نور هستند كه تصاويری دارای وضوح بالا از عروق خونی پستان به دست می‌دهند و طيفی از اطلاعات را فراهم می‌كند كه اجازه اندازه گيری عملی اكسيژن رسانی ، غلظت هموگلوبين و محتوای آبی و چربی بافت را مقدور می سازند. بدخيمی‌ها به طور عمده دارای حجم بيشتر خون هستند در حالی كه بافت‌های خوش خيم خون كمتر و نيز خون اكسيژنه كمتری دارند.
هردو اين نشانه‌ها را می‌توان با روش تصويربرداری اپتيک مشخص نمود. وقتی يک طول موج منفرد مورد استفاده قرار می‌گيرد ، مقدار جذب نوری كه نشان دهنده ميزان رگ دار بودن تومور است می‌توان ارزيابی كرد. بنابراين ، اين تكنيک می تواند اطلاعات اضافی درباره تشخيص و مشخص كردن ضايعات پستان از طريق افزايش ميزان عروق، فراهم آورد. نواحی بافتی هيپوكسيک ، قوياً نشان دهنده حضور يک بدخيمی زمينه ای هستند. 
MRI پستان همين اطلاعات را فراهم می‌آورد اما هزينه بسيار بيشتری دارد. اين روش قطعـی در بسيـاری از مطـالعـات استفـاده شـده اسـت. تصـويـربرداری اپتيک به وسيله مـامـوگـرافـی و يـافتـه‌هـای سـونـوگرافی اصلاح شده است و تأييد به وسيله پاتولوژی نيز انجام گرفته است. با اين حال ، اين مطالعات به طور خاص بر روی مطالعه ضايعات غير قابل لمس پستـان بـه وسيلـه تصـويـربـرداری اپتيـک تمـركز نداشته اند.
در مـــيــــــان انــــــواع مـــخـــتـــلــــــف روش‌هــــــای تصـويـربـرداری اپتيـک پستـان كـه امروزه تحت مطـالعـه هستند ، تصويربرداری اپتيک ديناميک پستان ، روشی نوآورانه برای مشخص ساختن و تشخيص عروق در ضايعات پستان است.
نوری نزديک به نور مادون قرمز محدوده 640 نـانـومتـر بـه وسيلـه ديـودهـای متـوسط 127  نور (LED) منتشر شده و در بافت پستان نفوذ كرده و پـخــش مــی‌شــود. تـنظيـم LED جهـت بـه دسـت آوردن بيشترين ميزان شدت نور در منطقه مورد نـظـر ، بـر اسـاس مـحـل ضـايـعـه طـبـق يـافـتـه‌های ماموگرافی يا سونوگرافی صورت می گيرد. يک فلش از محل نوک سينه تا منطقه مورد نظر كشيده مـی‌شـود تـا مـحـل ضـايـعـه مـشخص شود. تمام تـنـظـيـمـات بـر اساس بهترين انتشار نور مادون قـرمز و بهترين ميزان جذب صورت می‌گيرد. يک سيستم دوربينی سيگنال‌های متصاعد شده از سـطـح پـسـتـان را دريـافـت مـی‌كـنـد تا تصوير ديجيتال پستان را در زمان پروسه تصويربرداری تشكيل دهد (اندازه هر پيكسل 4763/0  ميليمتر) چندين تصوير در هر ثانيه به وسيله دوربين CCD بــرای حـدود 45 ثـانـيـه ثـبـت مـی‌شـود و جـهـت درمان‌های تصويربرداری بعدی استفاده شود. زمان كل پروسه صورت گرفته 70 ثانيه است.
در پايان انجام اسكن ديناميک نوری ، سه نوع مختلـف از تصـويـر در صفحـه مـانيتـور دستگـاه نشان داده می‌شود.
بـيـولـوژی مـولكولی شامل فاكتورهای رشد عروقی است كه مسئول تكامل استرومای غير طـبـيعی عروق تومور می‌شوند. تشكيل عروق جـديـد ، يـكـی از نشانه‌های فعال بودن مولكول است و به دقت نمايانگر مرحله مولكولی حاضر و توانايی تهاجمی بودن ضايعات بدخيم است. تـصـويـربرداری از تشكيل عروق جديد اصولا نيازمند پروسه‌های راديولوژيک تهاجمی مثل آرتـريـوگـرافـی پـركـوتـانـه پـس از كـاتتريزاسيون عروق محيطی يا آنژيوگرافی به وسيله سی تی اسكن و MRI پس از تزريق داخل وريدی يک ماده حاجب مناسب است.
به علاوه در تمام مواردی كه يک ماده حاجب استفاده می‌شود ، بايد يک رگ مناسب محيطی را تعبيه نمود كه جدا از آزاردهنده بودن موضوع ، هزينه‌های اين روش‌ها و نيز موارد ممنوعيت خاص مانند آلرژی يا ترس از اين روش‌ها ، منجر به انجام اين پروسه‌ها به گونه ای غير ايده آل شده است.

اخيـراً مـامـوگـرافـی بـه روش نـوری بـه عنـوان يـک روش بـالقـوه و نـوآورانه جهت تصويربرداری و هدف قرار دادن و تشخيص و در صورت امكان مشخص كردن نوع استرومای عروقی بافت‌های طبيعی و غير طبيعی به كار گرفته شده است. در موجود زنده (invivo) و در آزمايشگاه (ex vivo). مطالعات بی شماری صورت گرفته اند تا اعتبار و سهولت اين روش را بررسی و حساسيت آن را ارزيابی كنند. در موجودات زنده ، روش تصويربرداری نوری به ميزان گسترده ای در ضايعات بافت پستان به كار گرفته شده است. علت اصلی اين امر ، حجم كوچک پستان و سطحی بودن نسبی ضايعات در مقايسه با ساير ارگان‌های عميق داخل شكم است. زيرا نور هرگز نمی تواند به راحتی به هدف‌های عمقی نفوذ كند و هموگلوبين شدت كافی را حفظ كند. ماموگرافی اپتيک تقريباً به ميزان گسترده ای از تشعشع نور مادون قرمز (طيف 640 تا 800 نانومتر) استفاده می‌كند. عروق خونی و نواحی غني از رگ ، تصاوير دارای كنتراست نوری بالا ايجاد می‌كنند كه علت اين مسئله جذب افزايش نور مادون قرمز است و لذا در نهايت شكل فضايی منحصری ايجاد می‌كنند. الگوريتم‌های مختلف آناليز كمی تصاوير اخذ شده را مقـدور كـرده انـد (چـه استـاتيـک و چـه ديناميک) كه پايه اصلی اين‌ها تخمين غلظت هموگلوبين و اكسيژن دار بودن است كه يک سری اطلاعات رنگی را می‌دهد.
امروزه تحقيقات نقش مطمئن ماموگرافی را ثابت كرده اند كه به تنهايی يا در تركيب با امكانات تصويربرداری تهاجمی يا غير تهاجمی مانند سونوگرافی يا MRI به كار گرفته شده است. اگر چه مطالعات زيادی كه بر اساس تصويربرداری نوری مادون قرمز پستان در بيماران دارای ضايعات پستان با درجه 4 و 5 BIRADS باشد وجود ندارد. اين نتايج منعكس كننده انجام تصاوير نوری بر اساس سه مرحله متفـاوت از آنـژيوژنز تومور بود. تشخيص كار سينوم داخل مجرايی بسيار سخت بود كه علت آن فاكتورهای متعددی است با ضايعه بدخيم كه به غشای پايه محدود باشد. ممكن است به طور اوليه ساختار فيزيكی را تحت تأثير قرار ندهد ، در حالی كه ضايعات مهاجم تر اين كار را می‌كنند. عـامـل ديگـر احتمـالا اين است كه آنژيوژنز در مـراحـل ابتـدايـی كـارسينـوم داكتال در جا يعنی زمـانـی كـه تـومـور محـدود بـه مجرا است كمتر پيشرفت كرده است.
نتايج اوليه تحقيقات نشان دهنده اين مسئله است كه ماموگرافی اپتيک ديناميک يک روش نوآورانه ، ساده ، قابل تحمل و عاری از يونيزه كردن بافت است كه می‌تواند در كشف نواحی پستان هيپرمتابوليک و هيپوكسيک كه مشكوک به بدخيمی (توده‌های غير قابل لمس در موارد 4 DCIS و 5) هستند مورد توجه قرار گيرند. با اين حــال ، بـهـبــود بـخـشـيــدن تـكـنـيــک در آيـنـده و مطالعات بيشتر مورد نياز است تا هر گونه كاربرد بالينی محتمل را شرح دهند.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

ترمومتر (Thermometer) وسيله‌ای است که درجه حرارت را اندازه‌گيری می‌کند و برای مقاصد مختلفی به کار می‌رود. کلمه ترمومتر از 2 جزء کوچک‌تر گرفته شده است. «Thermo» از کلمه يونانی به معنای «گرما» و «meter» از کلمه ديگر يونانی به معنی «اندازه‌گيری».
يک ترمومتر دو جزء مهم دارد. اول حسگر حرارتی (به طور مثال برآمدگی انتهای ترمومتر مرکوری) که در رخدادهای حرارتی تغيير می‌کند و دوم ، بعضی وسايل تبديل اين تغييرات حرارتی به يک مقياس (مانند شاخص‌ها در ترمومتر مرکوری).

انواع ترمومتر
در بخش بهداشت و درمان ، ترمومتر جهت اندازه‌گيری دمای بدن مورد استفاده قرار می‌گيرد که شامل انواع ذيل است:

1) ترمومترهای دهانی که در زير زبان قرار می‌گيرند.

2) ترمومترهای مقعدی که در داخل رکتوم جای می گيرند.

3) ترمومترهای چندمنظوره که می‌توانند با قرارگيری در مناطق مختلف بدن مانند زير زبان ، رکتوم يا زير بغل ، دمای بدن را محاسبه نمايند.

4) ترمومترهای گوشی که در داخل مجرای گوش خارجی قرار می‌گيرند.

5) ترمومترهای پايه‌ای (Basal): اين ترمومترها بسيار حساس هستند و با قرارگيری در زير زبان و يا داخل رکتوم ، تغييرات بسيار اندک دمای بدن را محاسبه می‌نمايند. اين ترمومترها به طور شايع ، در تعيين زمان تخمک‌گذاری در خانم‌ها مورد استفاده واقع می‌شوند.
 
ترمومترهای دهانی و مقعدی ، از يک لوله شيشه‌ای بسته تشکيل می‌گردند که حاوی يک مايع مانند جيوه است. ارقام درج شده روی لوله ، معرف مقياس‌های مربوط به اندازه‌گيری دما می‌باشند.
با افزايش يا کاهش دما ، جيوه دچار انبساط يا انقباض گرديده و با حرکت رو به بالا يا پايين در داخل مسير بسيار باريک خود ، ميزان تغييرات دما را مشخص می‌کند.
يک ناحيه تنگ در ابتدای مسير لوله امکان حرکت رو به بالاي جيوه را فراهم ساخته ولی از بازگشت سريع جيوه به داخل مخزن جلوگيری می‌کند. پس از استفاده ، تکان دادن ترمومتر منجر به بازگشت جيوه به داخل مخزن می‌شود.
ترمومتر بايد در حدود 4 دقيقه در تماس مستقيم با مخاط مربوطه قرار گيرد. تعيين درجه حرارت از راه مقعدی ، به طور معمول اندکی دقيق‌تر از روش دهانی است.
ترمومترهای جديد ابداعی امکان ارايه درجه حرارت با سيستم ديجيتالی را به منظور تسهيل در خواندن دما دارا می‌باشند. در عين حال اين ترمومترها دارای ويژگی‌های ديگری از قبيل توليد صدا در پايان اندازه‌گيری دما و يا دارا بودن لوله‌های قابل انعطاف ‌به منظور جلوگيری از شکستن می‌باشند.

ترمومترهای گوشی
اين دسته از ترمومترها ضمن قرارگيری در مجرای گوش خارجی ، با محاسبه ميزان اشعه مادون ‌قرمز ساطع شده از سطح پرده گوش (Tympanic embrane) ، دمای بدن را اندازه‌گيری می‌نمايند. ويژگی کليدی اين ترمومترها ، قابليت محاسبه دمای بدن در زمانی معادل دو الی سه ثانيه می باشد که بسيار کاربردی است و در مواردی که کودکان به علت تب ، آژيته‌ می‌باشند ، به طور سريع و دقيقی دمای بدن را نشان می‌دهند. البته لازم به توضيح است که دقت اين نوع ترمومترها به وسيله برخی پزشکان مورد ترديد واقع شده و ممکن است بيشتر به عنوان يک اقدام تکميلی در کنار دماسنج‌های دهانی يا مقعدی مورد استفاده قرار گيرند.
ترمومترهای پايه‌ای همان‌طور که اشاره شد ، اين ترمومترها قادر به محاسبه تغييرات اندک درجه حرارت بدن به منظور تعيين زمان تخمک‌گذاری در خانم‌ها می‌باشند و از اين روش می‌توان به عنوان يکی از راه‌کارهای جلوگيری از بارداری استفاده نمود.
البته بانوانی که مايل به باردار شدن می‌باشند نيز از اين نوع ترمومترها به عنوان بهترين زمان برای لقاح بهره می‌برند.

نحوه محاسبه درجه حرارت

دمای طبيعی بدن انسان در حدود 6/98 درجه فارنهايت می‌باشد ، اگرچه در طول شبانه‌روز در حد فاصل 97 تا 99 درجه فارنهايت متغير است. دمای بدن در آغاز روز ، زمانی که فرد از خواب بيدار می‌شود ، دمای پايه‌ای محسوب می‌شود. زمانی که دمای بدن از 103 درجه فارنهايت در اطفال و يا105-104 درجه فارنهايت در بزرگسالان بالاتر برود ، بايد با پزشک مشورت شود. علاوه بر مقياس فارنهايت ، برخی ترمومترها بر پايه درجه‌بندی سانتی گراد تنظيم گشته‌اند. مقياس فارنهايت ، به سادگی با کسر عدد 32 و سپس ضرب نمودن عدد به دست آمده در 9/5 ، قابل تبديل به سانتی‌گراد است. بر اين اساس درجه حرارت طبيعی بدن 37 درجه سانتی‌گراد ، معادل 6/98 درجه فارنهايت خواهد بود.

اختراع ترمومتر
ابداع اين وسيله به منجم و فيزيکدان نامدار ايتاليايی ، گاليله ‌(1642-1564) نسبت داده می‌شود. در وسيله ابتدايی که گاليله در سال 1592 طراحی نمود ، تغييرات درجه حرارت در داخل لوله شيشه‌ای معکوس ، موجب انبساط و يا انقباض هوای درون آن گرديده و اين امر باعث حرکت يک مايع در طول لوله می‌گشت. فيزيکدان آلمانی ، دانيل گابريل فارنهايت (1736-1686) ، ترمومتر دقيق جيوه‌ای را با معيار استاندارد جديدی اختراع نمود که اکنون به نام خود وی ثبت گرديده است. اولين تقسيم‌بندی سانتيگراد (متشکل از 100 درجه) در سال 1742 به وسيله ستاره‌شناس سوئدی ، آندرس سلسيوس (1744-1701) طراحی گرديد. اين معيار تا سال 1948 که به افتخار خود وی به سلسيوس تغيير نام يافت تا آن زمان سانتی‌گراد خوانده می‌شد.

مفاهيم پايه
پنتاكم ‌ابزاری بسيار ارزشمند برای ارزيابی بيماران براي تصحيح بيماری چشم است.

فيزيولوژی
در صورتی كه فرد تصاوير دور يا نزديک يا هر دو را تار ببيند و ليكن با استفاده از عينک يا لنز تماسی اين تصاوير واضح و روشن باشد ، اين فرد دارای عيب انكساری در چشم بوده و نياز به معاينه چشم دارد.

طرز کار
پنتاكم يک دستگاه تشخيصی است كه برای اندازه‌گيری و معاينه سگمان قدامی چشم طراحی شده است. اين دستگاه تصاويری از قسمت قدامی چشم ثبت می‌كند كه شامل قرنيه ، مردمک ، اتاق قدامی و لنز است. اين دستگاه كه بسيار پيشرفته است ، توپوگرافی قرنيه را اندازه‌گيری كرده و قادر به تشخيص قوز قرنيه است. داده‌های آن در عمل جراحی ليزيک استفاده می شود.

کاربرد
از اين دستگاه جهت ارزيابي شكل قرنيه ، آناليز وضعيت لنز (كريستالين لنز كدر شده) ، آناليز زاويه اتاق قدامی ، آناليز عمق اتاق قدامی ، آناليز حجم اتاق قدامی ، آناليز حرارت‌های كورتيكال خلفی و قدامی ، آناليز محل كاتالكت‌ها و ضخامت قرنيه استفاده می‌شود.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

در اين تحقيق بخشي از كاربرد نانو تكنولوژي در پزشكي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين تحقيق سعي دارد فرصت‌هاي تحقيقاتي در زمينه نانو تكنولوژي در داروها را بيان كند. البته اين نكته نبايد فراموش شود كه اكثر نانو داروها در مراحل اوليه كاربرد هستند و بايد موانع بسياري از سر راه آن‌ها برداشته شود كه اين كار ممكن است سال‌ها يا چند دهه زمان ببرد.

تعريف نانو تكنولوژی
اگـر چـه تعـاريف بسياري از نانو تكنولوژي موجود است ولي تحقيق و توسعه تكنولوژي در سطح اتم ، مولكول و مولكول‌هاي غول آسا (Macromolecular Level) در مــقــيـــــاس طـــــولــــي 100-1 نـانـومتـر از همـه تعـاريـف متـداول‌تـر است. اين تحقيقات و توسعه‌هاي تكنولوژيك باعث مهيا شــدن اطـلاعـات در زمينـه پـديـده‌هـا و مـواد در مقياس نانو مي شود و ساختار‌ها و سيستم‌هايي بـه واسطه آن توليد مي‌شود كه خواصي بسيار خـوب و كـاربـردي دارنـد. ايـن خـواص بـسـيـار خوب و كاربردي به واسطه  اندازه كوچك اين ساختارها و سيستم‌ها حاصل مي شود. به طور ساده‌تر بايدگفت كه نانو تكنولوژي دنيايي در مـقـيــاس نــانـو (‌‌يـك ميليـونيـوم متـر) اسـت. ايـن مقياس بسيار كوچك‌تر از مقياس‌هاي معمولي است. اين دنيا ، دنياي ميان ماكرومتر و پيكومتر (يك ميليارديوم متر) است.
براي اين‌كه تجسم بهتري از مقياس نانو پيدا كـنـيـد ، بـعـضـي از مـقياس‌هاي مورد توجه براي نانومواد در جدول زیر نوشته شده است:

اندازه اجزاي مورد مطالعه در نانو تكنولوژي مـانـنـد انـدازه سـاخـتـارهـاي بـيـولـوژيك هستند. براي مثال ، كوانتوم دات (Quantum Dot) به اندازه يك پروتئين كوچك است و ساختارهاي حامل دارو اندازه‌اي تقريبا برابر با يك ويروس دارند. بـــه خــاطــر شـبــاهــت در انــدازه مـحـصــولات و سـيـستم‌هاي نانويي با ساختارهاي بيولوژيك ، نـانـو‌تـكـنـولـوژي در تحقيقات سلامت استفاده روز افـزونـي پيـدا كـرده اسـت. بـراي مثـال نـانـو سـاختـارهـاي هيبرپلاي كه مي توانند آسيب‌هاي وارده به سيستم هاي بيولوژيك را احساس كرده و آن‌ها را برطرف كنند. (كاري كه سلول‌هاي سفيد خون نيز انجام مي‌دهند) كه اين ساختارها به وسيله نانو تكنولوژي بررسي مي‌شود. نانو ، كوچك كردن سلسله وار مواد از حالت ماكرو است. به هر حال به دليل آن‌كه تعدادي از قوانين علمي در مقياس نانو غالب مي‌شوند ، نانو مواد مي‌توانند داراي خواصي بسيار متفاوت نسبت به مواد بالك داشته باشند. اين خواص بــاعــث تــولـيــد مــوادي مــي شــونــد كــه محكـم‌تـر ، رسـانـاتـر هستنـد يـا خـواص سـوپـر پـارامـغـنـاطـيـس ، خـواص نـوري قـابـل تـنـظـيـم ، تـخلخل بيشتر ، عايق الكتريكي بهتر و خـوردگـي كمتري دارند. نانو مواد پتانسيل حل مشكلات در زمينه بيولوژيك را كه امروزه لاينحل است ، دارند . به عنوان مثال نانو مواد غير آلي تغييرات الكتريكي به وجود آمده در مولكول‌هاي بيولوژيكي را آشكارسازي مي‌كنند و به گونه‌اي عمل مي‌كنند كه بيماري‌ها شناسايي و درمان شوند. وسايل و سيستم‌هاي كوچك مي‌توانند با كار در مقياس ميكرو و نانو باعث بهبود جهت دار وضعيت درمان شوند. اين كار باعث افزايش عملكرد رشته‌هاي DNA شده كه زمان كشف دارو و تشخيص را كاهش مي‌دهد. مثال ديگر سيستم‌هاي مايع بسيار كوچك است كه در هنگام عبور آن‌ها از ميان لوله‌هاي ميكرويي و نانويي ايجاد جريان آرام مي‌كند. در واقع برخورد شيميايي موثرتر ميان اين سيستم‌ها و جداره‌ها باعث جلوگيري از ايجاد شدن جريان‌هاي گردابي و تلاطمي مي‌شود.

بخش های نانو تكنولوژی
نانو تكنولوژي را مي‌توان به عنوان يك سري از تكنيك‌ها ديد كه يا به صورت انفرادي استفاده مي‌شود و يا با محصولات و كاربردهاي ديگر تركيب شده و باعث بهبود آن‌ها مي شود. برخي از اين تكنيك‌ها امروزه وجود دارند و برخي ديگر در مراحل توسعه هستند و ممكن است در سال‌ها يا دهه‌هاي آينده براي انسان مفيد باشند. نانو تكنولوژي را مي‌توان بر اساس موارد زير تقسيم بندي كرد:

الف) ابزارها
ب) مواد
ج) وسايل
د) مواد و ماشين‌هاي هوشمند (Intelligent Materials and Machines)

در ادامه توضيحات كوتاهي در مورد هر يك از بخش‌هاي اشاره شده  داده مي‌شود.

الف) ابزارها
ابزارهاي نانو تكنولوژي شامل تكنيك‌هاي ميكـروسكـوپيك و وسايل است كه به استفاده كنندگان اجازه مي‌دهد تا بخش‌هاي در مقياس نـانـويـي را تجسـم و اداره كنند. اين بخش‌هاي نـانويي مانند سلول‌ها ، باكتري‌ها و ويروس‌ها هستند. همچنين اين وسايل باعث مي‌شوند تا تـجـمـعــات مــولـكــولــي در دنـيــاي طـبـيعـي بهتـر شـناسايي شوند. ابزارهاي مورد استفاده شامل مـيـكـروسـكـوپ نـيـروي اتـمـي ، مـيـكـروسكوپ تــونـلــي- روبـشــي ، نــرم افــزارهــاي مــدل‌سـازي مـولـكــولــي و تـكـنــولــوژي‌هــاي تــولـيــد ويـروس مي‌شود.

ب) مواد
نانو مواد را مي‌توان به سه گروه تقسيم بندي كرد:

نانو مواد خام (Raw Nanomaterials)
اين بخش شامل نانو ذرات (Nanoparticle) و مواد نانو كريستالي (Nanocrystalline Materials) مي شود. اين مواد به آساني توليد مي‌شوند. اين نـانـو مـواد مـي‌تـوانـنـد جـايـگـزيـن مـواد بـالـك بـا عملكرد ضعيف شوند. نانو مواد خام را مي‌توان به عنوان مواد زيست سازگار (Biocompatible) يا پوشش‌هاي محافظ دارو (Drug Encapsulation) ، جايگزين‌هاي استخواني (Bone Replacements) ، پروتزها و امپلنت‌ها استفاده كرد.

مواد نانو ساختار (Nano Structured Materials)
ايـن مـواد كـه حـالـت‌هاي پيشرفته‌اي از نانو مواد خام هستند داراي اشكال و عملكرد خاصي هستند. مثال‌هايي از مواد نانو ساختار عبارتند از: كـوانتـوم دات‌هـا - نـانـو سـاختـارهـايـي اسـت كه اتـم‌ها را مجبور مي‌كنند در حالت‌هاي انرژي ناپيوسته قرار گيرند. اين نانو ساختارها در نشانه گـذاري بيـولـوژيـك كاربرد دارند و دندريمرها (Dendrimers) پـلـيـمــرهــاي شـاخـه دار كـه بـراي دارو‌رســـانـــي ، فـيـلـتــراسـيــون و نـشــانــه گــذاري شيميايي كاربرد دارند.
بـه دلـيـل پـيـچـيـدگـي ايـجـادي در زمـيـنـه نـانـو ســاخـتـارهـا ، محصـولات متنـوعـي ايجـاد شـده است كه اين پيشرفت قبل از توسعه كاربردهاي آن‌ها اتفاق افتاده است.

نانوتيوب‌ها و فلرن‌ها (Nanotubes and Fullerenes)
اين مواد اولين مواد شگفت انگيز در نانو تكنولوژي هستند. اين مواد فرم‌هاي جديد مولكول هاي كربني كه استحكام آن‌ها صد برابر فولاد و وزنشان يك ششم فولاد است. اين مواد از مس رساناتر هستند و بدون هيچ مشكلي مي‌توان آن‌ها را در كاربردهاي پزشكي استفاده كرد. در حالي كه تحقيقات در زمينه اين مواد هنوز در مراحل اوليه تــوسـعــه هـسـتـنــد ، گستـره وسيعـي از نـانـو تيـوب‌هـا و فلـرن‌هـا در كـاربـردهـايـي مـاننـد مــاهـيـچــه‌هـاي مـصـنـوعـي (Muscles Artificial) ، سـوزن‌هـاي تـزريـق بـراي سـلـول‌هـاي مـــنـــفــــــرد (Needles For Individual Cells Injection) و ســـيـــســـتــــــم هــــــاي انـــتــقـــــال دارو (Drug Delivery Systems) استفاده مي‌شوند.

ج) وسايل
دو نوع از وسايل كوچك كه با نانو تكنولوژي پيوند خورده است عبارتند از: وسايل نانويي (Nano Dervices) و وسايل ميكروبي (Micro Device)

وسايل نانويی (Nano Dervices)
اين وسايل ابزار آلات فني هستند كه ابعادشان در مقياس نانو است. در حالي كه وسايل نانويي به آساني در آزمايشگاه ساخته مي شوند. اما در اكثر مواد راه حل مناسب استفاده از وسايل در مقياس ميكرومتر است و با استفاده از وسايل در مقياس ميكرومتر از بسياري از مشكلات جلوگيري مي‌شود. به عنوان يك نتيجه احتمال زيادي وجود دارد كه وسايل نانويي در كار بردهاي آينده استفاده شوند.

وسايل ميكرويی (Micro Device)
اين وسايل شامل سيستم‌هاي ميكرو الكترو مكانيكي (MEMS) ، ميكروسيال‌ها (Fluidics Micro) و مـيـكــرو آرايــش‌هــا (Microarrays) مــي شــونـد. ايـن مـيـكـرو تـكـنـولـوژي‌هـا كاربردهاي پزشكي متنوعي دارند. براي مثال اين سيستم‌ها در سنسورهاي بيولوژيك (Bio Sensors) و آشكـارسـازهـاي مورد استفاده براي شناسايي مقادير كم باكتري‌ها ، عوامل بيماري زا ، اثرات بيماري‌ها ، ميكروسيال‌هاي Lab -on -a chip براي آزمون‌هاي DNA و سيستم‌هاي تزريق مايعات و وسايل داراي سيستم‌هاي ميكرو الكترو مكانيكي (اين وسايل داراي بخش‌هاي متحركي هستند كه در وسايل جراحي و قطعات جايگزين قلب كار برد دارد.)

د) مواد و وسايل هوشمند
اين بخش يكي از بخش‌هاي جالب در زمينه نانو تكنولوژي است كه شامل شكل‌هاي تحقيقاتي زيادي است. زمينه‌هاي گسترده‌اي مانند روبات‌هاي كوچك نانوربات ها (Nano Robots) يا نانو بوت‌ها (Nanobots) ناميده مي‌شود وجود دارد كه تصور مي‌شود با آن‌ها بتوان عفونت‌هاي بدن و سلول‌هاي ناسالم را بهبود داد. در واقع با تزريق اين نانو ربات‌ها به بدن بافت‌هاي آسيب ديده ترميم مي‌شوند.
پتـانسيـل‌هـاي ديگـر در زمينـه كاربردهاي اين مواد عبارتند از مواد هوشمندي كه مـي‌تـواننـد تحـريكات خارجي را حس كرده و براي وفق گرفتن با تغييرات محيطي خواصشان را دگرگون سازند ، اين‌ها ماشين هاي ملوكولي هستند كه مي توانند مواد را اتم به اتم بسازند و مونتاژ كنندگان مولكولي هستند كه مي توانند ماشين‌هاي مولكولي توليد كنند. در واقع اين مباحث تئوريك است و امروزه هنوز طرحي در اين زمينه به مرحله تجارتي نرسيده است.

نانوداروها
در شكل زیر رده بندي نانو داروها به طور خلاصه بيان شده است. البته علاوه بر بيان اين رده بندي در مورد تك تك آن‌ها نيز توضيحاتي بيان مي‌شود. برخي از بخش‌هاي نانو تكنولوژي هم اكنون در تحقيقات دارويي كاربرد دارد. امروز تنها بخشي كوچك از تحقيقات در زمينه نانو داروها در حال انجام است و تنها كمپاني‌هاي خاص و برخي از فعاليت‌هاي دولتي است كه در زمينه نانو داروها در حال انجام است.

داروشناسی بيولوژيک (Biopharmaceutics)
رسانش دارويی (Drug Delivery)
نانو تكنولوژي گستره وسيعي از تكنيك هاي جديد در زمينه ي رسانش دارويي را مهيا كرده است. مزيت اين روش‌ها بهينه سازي رسانش دارويي است. براي اين‌كه درمان مؤثر باشد بايد از داروها در طي رسيدن به محل مورد نظر در بدن محافظت شود. يعني بايد به گونه اي از دارو محافظت شود تا خواص بيولوژيك و شيميايي آن تغيير نكند. برخي از داروها بسيار سمي هستند و مي توانند باعث ايجاد اثرات جانبي ناگواري شوند و اگر اين داروها در طي رسانش تجزيه شوند مي‌تواتند اثرات درماني را كاهش دهند. زمان رسانش و چالش‌هاي پيش روي آن بسيار متفاوت است. در واقع با توجه به اين‌كه دارو در كجا جذب شود (براي مثال روده بزرگ (Colon) روده كوچك (Small Intestine) و بر چه نوع مكانيزم دفاع طبيعي، بايد غلبه شود ، زمان دارو رساني و چالش‌هاي مربوط به آن تغيير مي‌كند. قبلا براي رسيدن يك دارو به محل مورد نظر ، نياز بود تا دارو با يك سرعت معين در بدن آزاد شود تا مؤثر واقع شود. اگر دارو به سرعت آزاد مي‌شد ممكن نبود كه به طور كامل جذب شود يا اين مسأله ممكن بود باعث سوزش بخش‌هاي دستگاه گوارش مانند معده و روده شود. سيستم رسانش دارو بايد به طور مؤثر سرعت جذب ، توزيع ، متابوليسم و دفع دارو و ديگر مواد در بدن را تنظيم كند. به علاوه سيستم رســانــش دارو بــايــد اجــازه دهــد تـا دارو بـه گيـرنـده‌هـاي هـدفـش بچسبـد و بـر روي سيگنال‌هاي گيرنده تأثير گذاشته و پس از آن مانند ساير داروها عمل كرده و باعث بهبود بيماري ‌شود.
سيستم‌هاي رسانش دارو همچنين داراي محدوديت شديدي در نوع مواد مورد استفاده و روش‌هاي توليد دارند. مواد مورد استفاده در رسانش دارويي بايد با بدن ســازگــار بــوده و بـه آسـانـي بـه دارو مـتـصـل شـونـد و قـابـلـيـت جـذب دوبـاره زيـسـتـي (Bioresorbable) داشته باشند. توليد بايد به گونه‌اي انتخاب شود كه دارو از بين نرود و از لحاظ اقتصادي نيز به صرفه باشد. نانو تكنولوژي مي تواند راه حل‌هاي رسانش دارويي جديدي ارائه كند كه عبارتند: دارو رساني كپسولي و حامل هاي دارويي فانگشنال.

دارو رسانی كپسولی (Drug Encapsulation)
‌يكي از گروه‌هاي اصلي در سيستم‌هاي رسانش دارويي موادي هستند كه داروها را در داخل خود حفظ مي‌كند. در واقع اين مواد به صورت كپسول درآمده و از داروها در طي عبور از بدن محافظت مي‌كنند. مواد مورد استفاده در دارو رساني كپسولي شامل ليپوزوم‌ها (Liposomes) و پليمرها (مانند پلي آكتيد‌ها  و لاكتيد -‌كو- گليكوليد (Lactide- co - Glycolide) هستند كه به عنوان ذرات در مقياس ميكروسكوبيك استفاده مي‌شوند. اين مواد به صورت كپسول در دور دارو ايجاد مي‌شوند و همين طور كه دارو از ميان جداره كپسول نفوذ مـي‌كـنـد زمـان مناسب براي دارو رساني ايجاد مي‌شود. همين طور كه دارو‌ها از داخل كپسول آزاد مي‌شود ، مواد كپسولي نيز فرسايش يافته و در بدن از ميان مي‌رود.
هنگامي كه مواد كپسولي  از نانو ذرات با اندازه 100-1 نانومتر ساخته شود (به جاي اينكه از مواد بـا ذرات بـزرگـتـر (مـيـكروذرات) استفاده شود) خـواص مـتـفـاوتـي ايجاد مي‌شود. در واقع نانو ذرات سطح ويژه وسيع‌تر و اندازه تخلخل‌هاي كـوچـك‌تـري دارنـد و داراي خـواص انحلالي بهتر و خواص ساختاري متفاوتي هستند. اين خواص موجب مي‌شود تا پديده نفوذ و خواص فرسايشي كپسول‌ها بهبود يابد.
علاوه بر ليپوزوم‌ها و پليمرها ، انواع ديگري از نــانــوذرات بـراي سـيـسـتـم‌هـاي دارو رسـانـي كپسولي استفاده مي شوند. موادي مانند سيليس (2)sid ، كلسيـم فسفـات (هيـدوركسـي آپاتيت) داراي خواص عالي در مقياس نانو هستند كه اين خواص بسيار بهتر از خواص آن‌ها در مقياس ميكـرو اسـت. ايـن مواد به صورت بالقوه براي سـيـسـتــم هــاي دارو رســانــي بـيـان شـده در بـالا مـنـاسـب‌تر هستند. Advectus Life Science در حال توسعه يك سيستم رسانش دارو بر پايه نانو ذرات است. اين سازمان قصد دارد از اين سيستم براي درمان تومورهاي مغزي بهره گيرد. در اين سـيـسـتــم داروي ضــد تـومـور دوكـسـروبـيـسـيـن (Doxorubicin) بـــــه نـــــانــــو ذرات پــلــــي بــــوتــيــــل سـيــانــواكــريـلات (poly Butyl Cyano Acrybte) مي‌چسبد و با پلي سوربات 80 (Polysorbate) پوشش دهي مي‌شود. داروي حاصله به صورت وريـدي بـه فـرد مـبـتلا تزريق شده و به وسيله جريان خون گردش مي‌كند. پلي سوربات 80 آپــولــي پــروتــئــيــن‌هــــاي پــلاسـمــاي خــون (Apoliporoteins) را جــذب كــرده كـه بـه وسـيـلـه جريان خون چربي‌ها انتقال مي‌يابند. اين ماده باعث مي‌شود تا يك اثر استتاري شبيه كلسترول LDL ايجاد مي‌كند كه اجازه مي‌دهد دارو از ميان موانع دفاعي (Blood - Brain Barrier) عبور كند.
حامل‌هاي دارويي فانگشنال (Functional Drug Carriers) گروه ديگري از سيستم‌هاي رسانش دارو كه نانو تكنولوژي ارائه كرده است در زمينه نانو مواد است كه داروها را به مكـان‌هـاي مقصـد شان حمل مي‌كنند. اين سيستم‌ها داراي خواص مفيدي هستند. نانوساختار‌هاي معيني را مي‌توان تحت كنترل قرار داد و آن‌ها را به داروها ، مولكول‌هاي هدف (Targeting Molecule) و يا يك عامل تصويربرداري (Imaging Agent) متصل كرد. سپس اين نانو ساختارها جذب سلول‌هاي خاص مي‌شوند و در زماني كه نياز باشد وظيفه خود را انجام مي‌دهند. به خاطر اندازه نانويي ، نانو ساختارها قابليت ورود به سلول‌ها را دارند زيرا موادي مي‌توانند به راحتي وارد سلول‌ها شوند كه اندازه آن‌ها زير صد نانومتر باشند. برخي از نانو ساختارهايي كه براي اين منظور استفاده مي‌شوند عبارتند از:

فلرن ها (Fullerenes)
دندريمرها (Dendrimers)
نانوشل ها (Danoshells)

فلرن‌ها كره‌هاي تو خالي طبيعي هستند كه يك نانومتر قطر دارند و از بيش از شصت اتـم كربن ساخته شده‌اند. فلرن‌ها يك پلت فورم رسانش دارويي بسيار عالي ايجاد مي‌كنند. در واقع فلرن‌ها به خاطر داشتن ساختار تو خالي بسيار مورد توجه هستند كه عامل دارويي مي‌تواند به اين فلرن‌ها متصل شود و با آن حركت كند.
C-Sixty در حال توسعه يك پلت فورم رسانش دارويي بر پايه فلرن‌ها است كه در اين سيستـم فلـرن‌هـا را به آنتي بادي‌ها و ديگر عوامل هدف متصل مي‌كنند. تعدادي از سيستـم‌هـاي رسـانـش دارويـي كـه بـه وسيلـه C-Sixty سـاختـه شـده‌انـد عبـارت‌اند از: ساختارهاي شيمي درماني نشانه دار با فلرن (Decorated Chemotherafeutic Constructs Fullerone) ، راديو داروهاي فلرني (Fullercne - Radiopharmaceuticals) و سيستم‌هاي ليپوزوم بر پايه فلرن‌ها. (Fullerene - Based Liposome System) اين سيستم‌هاي رسانش دارويي باكي سام (Buckysomes) ناميده مي‌شوند. در اين روش‌ها يا از يك تك دارو يا از تركيب چند دارو استفاده مي‌شود. C-sixty چند داروي بر پايه تكنولوژي پلت فورم فـلــرن‌هــا در زمـيـنــه درمــان سـرطـان (cancer) ، ايـدز (HIV/AIDS) و اختـلالات عصبـي ( Neuro -  Degenerative Disorders) ساخته است.
نـانـو داروي ديـگري كه به عنوان داربست‌هاي رسانش دارويي استفاده مي‌شود ، دندريمرها هستند. اين نانو ماده يك ملكول پليمري است كه توسط دان توماليا (Don Tomalia) از  Dendritic Nanotechnologies كشف شد. محققاني مانند جيمز بيكر (James Backer) از دانشگاه ميشيگان در حال استفاده از دنديمر‌ها هستند. آن‌ها از اين مواد ، مواد ژنـتـيكي مورد استفاده در روش‌هاي درماني داخل سلولي براي تخريب تومورهاي سرطاني (بدون واكنش‌هاي تدافعي) مي‌سازند. به خاطر اندازه كوچك دنديمرها و سـاخـتـار‌هـاي شـاخه دار آن‌ها واكنش تدافعي در بدن اتفاق نمي‌افتد. دندريمرها را مي‌توان به گونه اي ساخت كه تركيبات متصل شده به آن‌ها در اثر برخورد با يك مولكول يا يك واكنش شيميايي خاص آزاد شوند.
يك كره توخالي كه به آن نانوشل مي‌گويند به وسيله Nanospectra ساخته شده است. از اين شل براي دارو رساني مي‌توان استفاده كرد. اين نانوشل از يك لايه خارجي از جنس طلا تشكيل شده است كه لايه‌هاي داخلي آن به وسيله سيليكار (2)sio و دارو پوشانده مي‌شوند. به عنوان يك نتيجه بايد گفت هنگامي كه نانوشل‌ها در كنار يك ناحيه هدف مانند سلول توموري قرار مي‌گيرد و به آن ناحيه نور مادون قرمز بتابد ، نانوشل مي‌تواند آنتي بادي‌هاي خاص آن تومور را آزاد كند.

كشف دارو
تكنولوژي‌هاي نانو و ميكرو يكي از آخرين راه حـل‌ها براي كاهش زمان توسعه داروهاي جديد است. اين تكنولوژي‌ها پتانسيل كاهش قيمت تحقيقات و توسعه داروها را نيز دارند.
روش آزمون و خطا كه براي كشف داروها از آن بـهـره گـرفـتـه مـي‌شـود حداقل ده سال طول مـي‌كـشـد. ايـن زمان شامل مراحل تحقيقات و رسيدن دارو به مراكز فروش است. كه گاهي اين زمان به بيش از ده سال نيز مي‌رسد. در سال‌هاي اخـيـر ، تـعـدادي تـكـنـولوژي تكميلي و جديد و توسعه يافته است كه به طور قابل ملاحظه اي روش توليد دارو را فشرده مي‌كند. نظم عملياتي بـالا ، بـرچـسـب زنـي بـسـيـار حـسـاس (Sensitived Labeling) و تـكـنــولــوژي‌هـاي آشكـار سـازي براي افزايش سرعت و دقت شناسايي ژن‌ها و مواد ژنتيكي استفاده مي‌شود كه نتيجه آن كاهش پـــروســـه كـشــف و تــوسـعــه دارويــي مــي‌شــود. تكنولوژي نانو و ميكرو به همراهي راه حل‌هاي فـنــاوري اطــلاعـات مـثـل شـيمـي تـركـيـبـات (Combinatorial) ، بيولوژي محاسباتي (Computional Biology) ، سـاخـت داروهــا بــا كـمــك كامپيوتر‌ ، اطلاعات مينرالي و ابزارهاي پردازش داده بـاعـث شـنـاسـايـي و حـل بـهـتر چالش‌هاي مرتبط با كشف دارو شده و توانسته تنگناهاي بـحـراني در ساخت و كشف داروها را كاهش دهد. به علاوه به خاطر مزاياي فناوري اطلاعات تعداد داروهاي مورد آزمايش در 10 سال گذشته رشد زيادي داشته و از 500.000 تركيب دارويي به يك و نيم ميليارد رسيده است.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

نانوتكنولوژي يك پديده علمي چندمنظوره ، شامل ساخت و استفاده از مواد ، ابزارها وسيستم‌ها در مقياس نانو است. در واقع به معناي علم دستيابي به زير ساخت‌هاي پديده‌ها و استفاده ازسيستم‌هايي در سطح مولكولي با عملكرد جديد است. امروزه نانو تكنولوژي در زمينه‌هاي بسياري رسوخ كرده كه شايد بتوان گفت مهم‌ترين آن داروسازي است كه منجربه وجودآمدن دارورساني نوين شده است.
دارورساني در بهبود روند درمان اميدهاي بسياري ايجاد كرده است كه از جمله مي‌توان به كاربردهاي آن در بيماري‌هاي صعب العلاج اشاره كرد.

دارورســانــي نــويـن مـوفقيـت‌هـاي چشمگيـر خود را مديون نانو ذرات است كه نانو ذرات نيز به نوبه خود مديون خصوصياتي چون:

1- ظرفيت بالا براي حمل دارو
2- سطح فعال بسيار وسيع براي واكنش
3- كوچكي مناسب براي عبور ازسطوح خوني
4- قابليت تجمع دربافت هدف
5- سميت پايين
اســـت.‌ صــنــعـــت داروســـازي از نــقـطــه نـظــر دارورسـانـي ، تـاكـنـون از طـريـق فـنـاوري نانو به دسـتــاوردهــاي چـشـمـگـيــري رسـيـده اسـت. در سيستم دارويي قديم به علت غيرواقعي بودن دز دارويي ، از لحاظ مقدار نياز براي درمان ، بسياري از آن در دســتــگــــاه گــــوارش ، گـــردش خـــون و بافت‌هاي واسط به هدر مي‌رفت تا مقدار مورد نظر به سلول‌هاي هدف برسد كه مي‌تواند اين داروهـــاي جـــذب شــده در طــول مـسـيــر ايـجــاد عـوارض جانبي كند كه در بيماري‌هاي ديابتي و سـرطان ، باعث ريزش مو و عوارض بسياري خواهد شد يا تزريق مكرر باعث دردناك شدن بافت‌ها مي‌شود كه براي بيمار غير قابل تحمل اســت ؛ امـــا فــنــاوري نــانـو در دارورسـانـي  راه حل‌هايي انديشيده است.
دارورساني نوين عبارتند از: رساندن دارو در يك زمان و با دز كنترل شده به اهداف دارويي خاص ، اين كار به نحو چشمگيري ، ايمن تر و بسيار مؤثرتر از پخش دارويي در تمام بدن است كه سبب مي‌شود عوارض جانبي و دز مصرفي كاهش يابد.
در واقع رساندن دارو در يك زمان معين با دز كنترل شده به اهداف خاص كه باعث كاهش عوارض جانبي ، درمان سريع تر و اختصاصي براي هر يك از افراد است. اين شيوه دزهاي مصرفي را كاهش مي‌دهد و مي‌تواند باعث دل گرمي بيماران براي ادامه رژيم مصرف دارويي صحيح شود. استفاده بهتر از دارورساني ، اجازه استفاده از روش‌هاي درماني جديد را مي‌دهد. اين فناوري جديد ، امكان استفاده از داروهاي بسيار سمي را نيز مي‌دهد. سيستم‌هاي دارورساني نوين براي اين‌كه قادر به رساندن دز مورد نياز دارو در زمان معين به سطح هدف باشند از سيستم‌هاي طراحي شده نانومتري فعال يا غير فعال استفاده مي‌كنند ، پس بايد اين گونه گفت كه گذر از گذرگاه نانوتكنولوژي براي رسيدن به اهداف نهايي دارورساني الزامي است.

مهم‌ترين نانو ساختارها و نانو داروهايي كه در دارورساني نوين كاربرد دارند عبارتند از:
1- ليپوزوم‌ها براي نفوذ بهتر
2- كپسوئيد و ويروس‌ها براي انتقال دارو
3- نانو ذرات مورد استفاده براي انتقال دارو
4- نانوكپسول ها
5- نانوسرنگ‌هاي سلولي
6- دارورساني با نانوسوسپانسيون
7- استفاده از ماكرومولكول‌هاي خود تجمع دهنده براي حمل دارو

پرواضح است كه امروزه داروهاي قديمي و تا حدودي كنوني ديگر مورد استقبال شركت‌هاي داروسازي واقع نمي شود. حال آن كه رسوخ نانو تكنولوژي در صنعت داروسازي منجر به دگرگوني‌هاي شگرفي شده است كه از جمله آن‌ها دارورساني نوين است. شايد بتوان گفت دارورساني نوين انقلاب علمي-تجاري داروسازي و پزشكي بوده است كه نسيم نويد بخش بيشتر و بهتر زندگي كردن را به انسان مي‌دهد.

دارورسانی با نانوسوسپانسيون ها
قسمت اعظم تركيبات شيميايي جديدي كه به منظور ساخت داروهاي جديد منتشر مي‌شوند ، نامحلول و يا كم محلول در آب هستند و بنابراين جذب كمي نيز دارند و اين مسأله ، مانع بزرگي در برابر ساخت فرمولاسيون‌هاي كارامد از اين تركيبات به شمار مي‌رود. نانو سوسپانسيون‌ها نوعي توزيع كلوئيدي ذرات خالص داروها در اندازه‌هاي كـوچـك‌تـر از ميكـرون هستنـد كـه بـا استفـاده از سـورفـاكتـانـت پـايـدارشـده اند. از نانو سوسپانسيون‌ها براي فرمولاسيون داروهايي كه هم در آب و هم در روغن نامحلول هستند  نيز مي‌توان استفاده كرد. استفاده از فناوري نانو درسوسپانسيون ها ، باعث فراهم آوردن امكان استفاده از اين داروها بدون نياز به استفاده ازحلال‌ها مي‌شود.‌ به كمك اين فناوري ، دارو در حالت بلوري مدنظر نگهداري شده در حالي كه اندازه نانو ذرات آن كاهش يافته و اين نكته باعث افزايش سرعت حل شدن و افزايش جذب دارو مي‌شود.
از نانوسوسپانسيون‌ها براي انتقال مقادير زيادي از داروهاي كم محلول در آب به مغز همراه با كاهش عوارض جانبي داروها نيز مي‌توان استفاده كرد. نانو سوسپانسيون‌ها در انواع مختلف ، روش‌هاي تجويز دارند از جمله: روش‌هاي تزريقي ، خوراكي ، موضعي ‌، ريوي و انتقال هدفمند دارويي.
از نانوسوسپانسيون‌هاي خوراكي به طور اختصاصي براي افزايش سرعت و جذب داروها استفاده مي‌شود. علاوه بر افزايش سرعت اثر داروها ، كاهش دفع داروها ، افزايش دز موثر دارو و كاهش تحريك پذيري معده نيز گزارش شده است. براي دارورساني به ريـه‌هـا ، افشـانـه‌هـا داراي ذرات ريـز دارويـي هستنـد ، اما از مشكلات اين سيستم‌هاي دارورســــانـــي ، تـــوزيـــع نـــاهـمـگـــون ذرات دارويـــي در قـطـــرات حـــامـــل آن‌هـــا اســـت. نانوسوسپانسيون‌ها اين مشكل را با افزايش تعداد ذرات در هر قطره  برطرف ساخته اند و بدين ترتيب ، سرعت اثر داروها و ميزان جذب آن‌ها نيزافزايش يافته است. در مجموع نانو سوسپانسيون‌ها نه تنها مشكل حلاليت دارو را برطرف كرده اند ، بلكه با تغيير خواص دارويي دارو ، باعث بهبود كارايي و عوارض جانبي آنها نيز شده اند.

‌دارو رسانی هوشمند
بسياري از داروها نه تنها خواص درماني مناسبي ندارند بلكه عوارض جانبي زيادي نيز از خود نشان مي‌دهند ، زيرا علاوه بر نقطه اثر ويژه خودشان ، در نواحي ديگر بدن نيز موثرند .
براي اين‌كه يك دارو از لحاظ درماني مؤثر بماند  لازم است تا رسيدن به محل اثر محافظت شود و ويژگي‌هاي زيستي و شيميايي آن حفظ شود. Paul Ehrlich در قرن 19 ، حاملان دارو را به عنوان جعبه‌هاي جادويي بيان كرد كه مي‌توانند دارو را دقيقاً به همان سلول هدف منتقل كرده و به سلول‌هاي مجاور آسيبي وارد نكنند. فناوري نانو ، امكانات زيـادي را بـراي تـوسـعـه و بـهـبـود كـيـفـيت انتقال دارو فراهم كرده است به طوري كه سيستم‌هاي حامل دارو ، حلاليت پايداري كنترل دز و نيمه عمر حضور دارو را در گردش خون بهبود بخشيده اند.
حاملان دارو بايد به راحتي در گردش خون جا به جا شوند ، از طرفي هم بايستي به اندازه كافي كوچك و انعطاف پذير باشند تا اولا بتوانند به سادگي به سلول مورد نظر برسند و ثانياً توانايي آزاد سازي دارو در سلول و يا بافت هدف را داشته باشند. همچنين زمان آزاد سازي دارو نيز مهم است ، زيرا اگر دارو خيلي سريع آزاد شود امكان جذب كامل آن وجود ندارد يا ممكن است با تحريك لوله گوارش ، عوارض جانبي داشته باشد. دارو رساني هوشمند به اين معناست كه دارو بتواند به طرف سلول‌هاي ويژه اي هدف گيري كند و از سدهاي بيولوژيك بگذرد و در پاسخ به علائم خارجي و فيزيولوژيك ، مقدار آزاد سازي آن كنترل شود.

امــروزه يـكــي از صـنــايـع پـرسـود و پـر رونـق ، صـنـعـت دارو و دارو رسـانـي اسـت. بـا توجه به سرمايه‌هاي عظيمي كه دولت‌ها و شركت در اين حـوزه قـرار داده انـد و بـا تـوجه به نيازهاي روز افـــزون بـــه داروهـــاي جـــديـــد يـــا ســـامــانــه‌هــاي دارورساني نوين ، توجه به اين حوزه و به ويژه كاربرد فناوري نانو در اين حوزه ضروري به نظر مي‌رسد.
اكـثـر مـتـخـصـصان داروسازي به دنبال يافتن راه‌هايي هستند تا از طريق آن داروها را به دقت بـه‌ مـحـل اثـر اصلي خود برسانند تا بيشترين اثر درماني آن‌ها بروز كند.
در حـال حـاضر اكثر داروها از طريق جذب سـيـسـتـمـيـك بـه مـحـل اثـر خـود ارائـه مي‌شوند. پايه‌هاي اين نگرش بر اين مبنا است كه اگر مقدار كـافـي از دارو وارد سـيـستم گردش خون شود ، بالاخره مقداري از آن به محل اثر خود اعم از ايـنـكـه مـحـل اثـر در بـافـت ، عضو يا سلول‌‌ باشد خواهد رسيد. به طور مثال برخي از داروهاي ضد سرطان از اين طريق بر روي سلول‌هاي در حال تقسيم تأثير مي‌گذارند ، اما در همان حال ممكن اسـت بـه سـلـول‌هـاي سـالـم نـيـز بـه نـوعـي مـانند سـلول‌هاي سرطاني آسيب برسانند. البته براي  رويـارويـي بـا ايـن مـشـكـل و كـاهـش هزينه‌هاي مربوط به ارائه داروهاي جديد ، بايد آن‌ها را به طـور اخـتـصـاصـي بـر روي اهـداف تـعـيـيـن شده طـراحـي كـرد. در مواردي حتي دارو را به آنتي بادي اختصاصي سلول گرفتار مورد نظر متصل مـي‌كـنـنـد تـا داروي پيوند يافته بتواند به راحتي مسير اتصال خود به سلول‌هاي هدف را به طور اختصاصي پيدا كند. برخي از محققان نيز نقاط ورودي را در مسير متابوليك بيماري‌ها پيدا كرده اند و بر مبناي آن داروها را طراحي و ارائه مي‌كنند.

‌فلرن‌ها
نوع ديگري از ذرات كه در دارورساني مي‌توانند مورد استفاده قرارگيرند ، فلرن‌ها هستند كه يكي از آلوتروپ‌هاي كربن بوده  و شامل حلقه‌هاي 5 ضلعي و 6 ضلعي از اتم كـربـن هستنـد. ايـن تـركيبـات بـه عنـوان حـامل‌هاي دارويي بسيار موثرواقع مي‌شوند. باكي‌بال شناخته شده ترين فلرن است كه شبيه توپ فوتبال است و از 20 شش ضلعي و 12 پنج ضلعي ساخته شده است. محققان مؤسسه C Sixty ‌از ماكرو مولكول‌هاي درماني به صورت فلورن‌ها استفاده مي‌كنند. فلرن‌ها از نظر ساختاري شبيه توپ فوتبال هستند و به عنوان آنتي اكسيدان و داراي قدرت جذب راديكال‌هاي آزادي هستند كه در طي بيماري هائي مانند بيماري‌هاي اعصاب ، حملات قلبي و ديابت افزايش مي‌يابند. انواعي از مـواد ، داراي اكسيـژن فعـال و راد يكال‌هاي آزاد هستند كه مي‌توانند الكترون‌هاي غيرمزدوج خود را در تماس با مولكول‌هاي حياتي مانند اسيدهاي نوكلئيك قرار ‌دهند و بــه ايــن وسـيـلــه سـبــب تـخـريـب سلـولـي و مـرگ سلـول (Apoptosis) شـونـد. محققـان C Sixty معتقدند كه فلرن‌ها به صورت يك "اسفنج راديكالي"‌ عمل  كرده و مي‌توانند كه الكترون‌هاي تخريب شده را در ميان بگيرند. در عمل ، فلرن‌ها در آب نامحلول هستند لذا لازم است تا به نوعي محلوليت آن‌ها افزايش يابد.

‌ليپوزوم‌ها
ليپوزوم‌ها در دارورساني با استقبال زيادي روبرو شده‌اند. اين مواد مي‌توانند به طور كروي مواد داروئي را در بر گرفته و احاطه كنند. تاكنون بسياري از تركيبات از جمله ضدسرطان‌ها و آنتي بيوتيك‌ها توسط ليپوزوم‌ها مورد استفاده قرار گرفته اند. در مقابل نـيـز شـركـت‌هـائـي مانند Anosys وجود دارند كه توانسته‌اند از ليپوزوم‌ها به صورت حامل‌هاي دارويي استفاده كنند. اغلب سلول‌ها براي انتقال پيام و سيگنال مهم خود به سلول ديگر از حامل‌هايي به نام Dexosomeها استفاده مي‌كنند. در سيستم ايمني ، اين سلول‌هاي دندانه‌دار ، عوامل ويروسي و عفونت زا را حس مي‌كنند. در حقيقت اين شركت توانسته است Dexosomeهاي مصنوعي براي هدف قراردادن سرطان را بسازد. محققان Anosys به كمك اين روش خواهند توانست نوعي ايمني اكتسابي بر عليه انواعي از سرطان‌ها ايجاد كنند.

روش‌های دارورسانی
روش‌هاي متعددي براي آزادسازي و دارو رساني به منظور افزايش تأثير دارو و كاهش اثرات جانبي آن‌ها نيز وجود دارند كه مورد تحقيق هستند. به طور مثال كاربرد پـوشـش‌هـايـي كـه تحت تابش نور فعال مي‌شوند و براي كاربرد داروهاي خاص در استخوان‌ها به كار گرفته مي‌شود ، از اين موارد هستند. اين نوع داروها عمدتاً به علت نوع پوشش دادن آن ها ، غيرمحلول باقي مي‌مانند و در استخوان‌ها جذب مي‌شوند. اين پـوشـش‌ها پس از قرار گرفتن در معرض نور و تابش به فرم محلول درآمده و اجازه مي‌دهند تا دارو به محل اثر خود رسيده و تأثير كند.
برخي شركت‌ها از نانوبلور‌ها (معمولا ژرمانيوم و سيليكون) براي نشان‌داركردن فلورسانت مواد استفاده مي‌كنند ، در حالي كه امروزه شركت‌هايي چون Evident Technologies , Quantom Dots و Kereos از مـزايـاي ويژه نقاط كوانتومي براي تحقيقات خود استفاده مي‌كنند.
نانولوله‌هاي كربني نوعي ديگر از ذراتي هستند كه مي‌توانند در دارورساني هوشمند مورد استفاده قرار گيرند. نانولوله‌ها داراي ساختاري استوانه اي شكل ازاتم‌هاي كربن در اندازه‌هاي نانومتري است كه برحسب روش تهيه آن مي‌توانند تك ديواره (صندلي ، زيگزاگ وكايرال) تا چند ديواره باشد و به خاطر خواص ساختماني منحصر به فرد آن‌ها دانشمنـدان عـلاقـه زيادي به استفاده از آن‌ها به عنوان حاملان دارو دارند.
بـــا اسـتـفـــاده از فـنـــاوري نـــانــو ، داروهــا را در پـوشش‌هاي خاص از جنس نانوپوسته (شيشه پوشيده شده با طلا) قرار مي‌دهند و محموله‌هاي مذكور را به بدن تزريق مي‌كنند. اين مواد در خون گردش كرده و در موضع مورد نظر به آن‌ها طول موج خاصي تابيده مي‌شود كه موج خروج مواد دارويــي از بـسـتـه‌هـاي مـذكـور دقيقـاً در مـوضـع مطلوب مي‌شود. از آنجا كه حامل‌هاي دارويي اندازه كوچكي دارند ، مي‌توانند پس از تحريك توسط طول موج مناسب وارد سلول شوند و در صورت نياز سلول مواد خود را آزاد كنند. بدين تـرتـيـب داروهـا نه تنها در ارگان هدف بلكه در سـلــول‌هــاي هـدف عـمـل مـي‌كـنـنـد و عـوارض جـانبـي بـه حـداقـل ممكـن مـي‌رسـد. از خواص مـحـمـــولـــه‌هـــاي دارويـــي نـــانـــونــي مــي‌تــوان بــه سازگاري آن‌ها با بدن ، قابليت جذب مجدد و قابليت اتصال آسان به دارو اشاره كرد.

‌فاكتورهای مؤثر بر اكتشافات دارويی مبتنی بر فناوری نانو

افــــزايــــش حـــلالـيـــت: از مـــزايـــاي عـمـــده سيستم‌هاي دارورساني مبتني بر نانو ، تأثير سريع آن‌هـا اسـت. ‌ايـن مـسـئـلـه تـاحـدودي مـربـوط به فناوري‌هاي كپسوله‌‌كردن و به دنبال آن افزايش سرعت حل ماده در مايعات بدن است. در همين راستا مي‌توان به اين نكته اشاره كرد كه ذرات 10 ميكروني سطحي معادل 2 تا 5 مترمربع به ازاي هــرگــرم دارنــد در حــالــي كــه نــانـوذرات 3 تـا 5 نــانــومـتــري داراي سـطـحــي مـعـادل 400 تـا 500 مــتـــرمـــربــع بــه ازاي هــرگــرم هـسـتـنــد. شــركــت داروسازي Elan روش‌ روكش‌دهي پيشرفته‌اي را دارا است كه از كنترل گسترده‌اي بر روي اين نــوع ذرات بــرخــوردار اســت. ‌افـزايـش كـارايـي داروها نسبت به دوز در سيستم‌هاي دارورساني مـبـتـنـي بـر نانو نياز كلي مصرف دارو را كاهش مـي‌دهـد و احـتـمـالا بـاعـث كـاهـش هـزيـنـه‌هـا و عوارض ناخواسته در بدن مي‌شود.

كاهش هزينه‌های توسعه: ‌تحقيق و توسعه فـنــاوري نـانـو نيـازمنـد روش‌هـاي جـديـد آنـاليـز است. توسعه اين روش‌ها و تجاري‌شدن آن‌ها بـاعـث افـزايـش بـازده و بهبود وضعيت صنعت دارورسـانـي خــواهــد شـــــد. از آن جـــمـــلـــــه شناساگرهاي زيستي مبتني بر نانوذرات هستند كه در تست‌هاي بررسي كارايي و ميكروآرايه‌ها كـاربـرد دارنـد. بـرخـي شـركـت‌ها از نانوبلور‌ها (مــعـمــولا ژرمــانــيــوم و سـيـلـيـكــون) بـــــراي نشان‌داركردن فلورسانت مواد استفاده مي‌كنند در حـالـي كـه امـروزه شـركـت‌هـايـي چون Evident Technologies , Quantum Dots و Kereos از مزاياي ويژهِ نقاط كوانتومي براي تحقيقات خود استفاده مي‌كنند.

هدفمندسازی بيشتر: ‌افزايش كارايي داروها نسبت به دوز در سيستم‌هاي دارورساني مبتني بر نانو نياز كلي مصرف دارو را كاهش مي‌دهد و احـتـمــالا بــاعــث كــاهــش هــزيـنـه‌هـا و عـوارض ناخواسته در بدن مي‌شود.

ســودمـنـدی بيشتـر بـرای بيمـاران: ‌از ديگـر مـزايـاي فـنـاوري نـانـو كـه بـاعـث تـقـويت صنايع داروســـازي مـــي‌شـــود ، مــشــتـــري‌هـــا هــســتــنـــد. داروهاي مبتني بر فناوري نانو شايد پاسخي به نياز روزافزون به مصرف راحت‌تر داروها باشند. به عنوان مثال چندين داروي جديد براي انتقال به ريـه فـرمولاسيون مي‌شوند كه الزاماً بافت ريه محل اثرگذاري آن‌ها نيست. آزاد شدن كنترل شده و افزايش تأثير دارو ، كاهش عوارض جانبي و سميت دارويي ، هدف قراردادن بافتي خاص يا توده اي بدخيم و همچنين بهبود قابليت پذيرش بيماران از ويژگي‌هاي منحصر به فردي است كه صنايع دارويي با استفاده از فناوري نانو به دنبال تحقق آن هستند. در ادامه به بررسي بخشي ديگر از داروسازي نوين با كمك فناوري نانو پرداخته مي‌شود.

نانو داروهای ضد سرطان
سرطان به عنوان يك از مهلك ترين و مرگبارترين بيماري‌هايي است كه بشر با آن مواجه است. با ورود مواد شيميايي گوناگون به زندگي بشر و آلودگي روز افزون زيست محيطي ، آمار سرطان نيز افزايش يافته است. در اين ميان اگر چه داروها و روش‌هاي درماني زيادي براي سرطان ارائه شده ولي به دليل آسيب‌هاي جدي كه اين داروها به ديگر قسمت‌هاي بدن مي‌رساند ، عوارض جانبي درمان سرطان نيز از ديگر مشكلات همراه سرطان است. لذا براي اولين بار در سال 1906 ايده ساخت دارويي كه بدون آسيب به سلامتي ساير بافت‌ها و جوارح بدن به هدف خود برسد ، توسط پل ارليخ مطرح شد. وي اسم اين داروي فرضي را «گلوله جادويي» ناميد.
محققان كشور نيز طي ماه‌هاي اخير موفق به ساخت نانو داروي ضدسرطان سيناد اكسوزوم شدند. در اغلب موارد هدف از ارائه و مصرف چنين سيستم‌هاي دارويي بالا بردن اثر درماني ، كاهش عوارض جانبي ، نگهداري مقدار دارو در يك دز مطلوب ، بهينه كردن مصرف دارو و رساندن دارو به بافت مورد نظر بدون آسيب به ديگر قسمت‌هاي بدن است. بسياري از داروهايي كه ظرفيت بالاي درماني دارند ، به خاطر عوارض جانبي يـا مشكـل تـوليـدشـان بـه شكلـي كـه بـه راحتي قابل واگذاري به بيماران باشد ، توسعه نمي‌يابند.
در ايـن گـونـه مـوارد فنـاوري نـانـو راه كـارهـايـي را بـا تركيب اجزاي فعال داروها با مولكول‌هاي دوام آور يا با فناوري‌هاي جديد توليد دارو به صورت پودرهاي خيلي ريزتر ارائه داده است. به عنوان مثال برخي از شركت‌ها در حال حاضر داروهاي تنگي نفس و مسكن را به صورت پودري با ابعاد نانومتري توليد مي‌كنند كه با استنشاق آن نسبت به روش‌هاي سنتي جذب سريع‌تري از دارو به بدن صورت مي‌گيرد.
اين نانو داروي ماده دوكسوروبيسين كه براي درمان سرطان استفاده مي‌شود و در واقع يك سم سلولي است كه چون انتخابي عمل نمي‌كند ، غلظت آن در بافت‌هاي سالم و توموري تقريباً برابر است. درون نانو كپسول‌هاي ليپوزومي محبوس مي‌شود تا هم اثرات جانبي آن كاهش يابد هم اثرگذاري دارويي آن بالا رود. قطر اين نانو دارو در حدود 100 نانومتر است و علاوه بر اين‌كه كوچكي آن براي ورود به بافت پر عروق تومورها مناسب است ، توانايي انتقال يك حجم قابل توجه از دارو را نيز دارد. همچنين حلاليت بهتر دارو ، سميت كمتر ، مدت زمان بيشتر باقي ماندن در سلول هدف و تسهيل ورود به داخل سلول از ديگر مزاياي آن عنوان شده است.
 ‌ويواژل داروي ضد ويروس ايذر بر پايه دندريمر است. دندريمر نوعي پليمر است. پليمرها مي‌توانند به صورت خطي يا شبكه‌اي باشند كه دندريمر يك پليمر شبكه‌اي به حساب مي‌آيد. در يك دندريمر ، زنجيره‌هاي مولكولي پليمري شده شبكه اي كه هر كدام شعبـه‌هـاي جـديدي مي‌سازند در نهايت يك مغز يا هسته مركزي را شكل مي‌دهند. درمان‌هاي جديد سرطان از راه فناوري‌هاي نانومواد مغناطيسي در حال توسعه هستند. ‌اين درمان‌ها بر اساس نانو ذرات آهن مغناطيسي است كه با تغيير يك ميدان مغناطيسي اعمال شده قابل گرم شدن  است. اين حرارت باعث مي‌شود كه سلول‌هاي سرطاني كه از سلول‌هاي معمولي به دما حساس تر هستند از بين بروند.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

حصول اطمينان از اين كه دارو به بافت يا بخش مورد نظر بدن بيمار هدايت شود و همچنين اطمينان از ميزان داروي استفاده شده ، دو نمونه از مهم ترين مسائل پزشكي نوين هستند. اين امر به طور خاص براي درمان سرطان اهميت دارد. چون داروهاي شيمي درماني براي سلول‌هاي عادي و سرطاني مانند سم عمل مي‌كنند.

به خاطر ناسازگاري برخي مواد با بدن و دفع سريع آن‌ها توسط سامانه ايمني بدن ، داروها به طـور مـوقـت در داخل يك ساختار هماهنگ با سامانه ايمني بدن قرار مي‌گيرند و در هنگام نياز در مـوضـع بـيـماري به سرعت از داخل آن آزاد مي‌شوند.
در دارورساني تمام تلاش محققان بر ساخت روبات‌هايي است كه در داخل بدن بتوانند وارد شوند. خود را به موضع مناسبي برسانند و سلول زيان بار را نابود كنند. آن‌ها بايد كاري كنند كه اين روبـات‌هـا بـا سـامـانه ايمني بدن ، امواج گرمايي اداره كننده گردش خون و تعادل بدن ، هماهنگ و سازگار باشند.

‌انتقال دارو از پوست
قـورت دادن يـك قـرص مـعـمـولا كار آساني است اما هنوز هم خيلي‌ها فراموش مي‌كنند كه داروهاي خود را به موقع و به اندازه مصرف كنند و مقدار دارو يا دز دارو در خون افت و خيز دارد. چسب‌هاي دارويي كه به پوست مي‌چسبند ، از اين مشكلات جلوگيري مي‌كنند. اين چسب‌ها در سال 1990 براي ترك اعتياد مورد استقبال قرار گرفت. مجموعه اي از اين چسب‌ها چند هفته كه مورد استفاده قرار مي‌گرفت ، مقدار نيكوتين بدن را به تدريج كاهش مي‌داد و با اين كار فرد به مرور اعــتــيـاد خــود را از دســت مـي‌داد. امــروزه چسـب‌هاي پوستي براي انتقال استروژن براي درمـان بيمـاري‌هـاي هـورمـون ، نيتـروگليسيـرين براي گلودرد ، اسكوپولامين براي بيماري‌هاي حركتي و دريازدگي ، فنتانيل براي كنترل درد و كلونيدين براي فشار خون بالا مورد استفاده قرار مي‌گيرد. سال‌ها تحقيقات به بررسي احتمالي و حد تحقق دارورساني تراپوستي (دارورساني از پوست) اختصاص يافته است. اولين مدل موفق براي انتقال تراپوستي در سال 1979 ايجاد شد.

‌انواع چسب‌های پوستی
برچسب‌های ميكروسوزنی: اين برچسب‌ها دارو را در يك مايع يا پليمر نگهدارنده ذخيره مي‌كنند.
چسب تک لايه: يك چسب پليمري كه به پوست مي‌چسبد و دارو را دربر مي گيرد.
چسب چند لايه: چسب چندلايه غشايي دارد كه نرخ تغذيه دارو را به ويژه داروهايي كه بايد خيلي كند به پوست تغذيه شوند.
مسأله اصلي در چسب‌هاي درماني ، انتقال آسان و مؤثر دارو از طريق دو سد اصلي پوست يعني استراتوم كورنئوم و اپيدرميس است كه استراتوم كورنئوم اهميت بيشتري دارد. استراتوم كورنئوم 10 تا 15 ميكرومتر ، اپيدرميس 10 تا 50 ميكرومتر و لايه درميس 2 تا 3 ميليمتر ضخامت دارد. معمولا دارو يا ناقل انتقال تراپوستي نمي‌تواند به آساني از استراتوم كورنئوم عبور كند. فناوري نانو نقش برجسته اي در اين موارد دارد. داروهاي نانومتري ، مي‌توانند به صورت مستقيم و مؤثر به اپيدرميس انتقال داده شوند. اندازه كوچك‌تر داروها ، نفوذپذيري را آسان مي‌كند.

ردياب نانو دارو
طرح فيلتر غيرخطي براي رديابي نانو دارو در بدن حيوانات كه در مركز رشد دانشگاه علوم پزشكي اجرايي شد ، به ثبت خارج رسيد.
اين طرح با عنوان "فيلتر غيرخطي براي تصويربرداري پزشكي" با هدف ارتقاي سطح كيفي دستگاه‌هاي ساخته شده در عرصه تصويربرداري پزشكي هسته اي در مركز رشد مركز تحقيقات تجهيزات پزشكي دانشگاه تهران اجرايي شد.
اين طرح در واقع تهيه الگوريتمي ‌براي پردازش سيگنال‌هاي هسته اي است و عموماً تجهيزاتي مانند SPECT و PET كه اين الگوريتم در آن‌ها كاربرد دارد ‌از دستگاه‌هاي با فناوري بالا محسوب مي‌شوند. اين دستگاه‌ها در مطالعات ‌دارويي براي رهگيري نانو داروها در بدن حيوانات آزمايشگاهي كاربرد دارد.
تصـويـربـرداري از حيـوانـات كـوچـك شـاخه جديدي از تصويربرداري است كه با استفاده از دستگاه اسپكت حيواني HiReSPECT امكان‌پذير خـواهـد بـود. عملكرد اين دستگاه بدين ترتيب است كه راديو دارو يا نانو داروي مورد نظر در رگ موش تزريق مي‌شود و سپس دستگاه با سيستم آشكارسازي خود تعدادي تصوير دو بعدي از زواياي مختلف در بازه 360 درجه از موش تهيه مي‌كند. سپس يك نرم‌افزار كامپيوتري با استفاده از داده‌هاي به‌دست آمده ، يك تصوير سه‌بعدي از نـحــوه و مـيــزان پـراكنـدگـي دارو در مـوش را بازسازي خواهد كرد.
‌ايـن دسـتـگـاه ، مـخـصوص تصويربرداري از حيوانات كوچك مانند موش و خرگوش است. زمـــانـــي كـــه دارويـــي تـــولــيــد مــي‌شــود ، قـبــل از كاربردهاي كلينيكي بايد مراحل پيش كلينيكي و تست بر روي حيوانات آزمايشگاهي را طي كند. بـراي ايـن مـنـظور نياز به سيستم تصويربرداري است كه كيفيت بالايي داشته باشد.
‌از اين رو دستگاهي كه براي تصويربرداري از حيوان كوچك مورد استفاده قرار مي‌‌گيرد ، بايد داراي قـابـلـيـت بـسـيار بالايي در تفكيك مكاني باشد.
درواقع دستگاه تصوير برداري اسپكت جهت تـصـويربرداري از مراحل درمان و تزريق راديو دارو به بدن حيوانات زنده ، جهت درمان و توليد دارو‌هاي جديد مورد استفاده قرار مي‌گيرد و در تحقيقات بنيادي در زمينه توليد راديو دارو‌هاي مـخـتـلــف ، مـحـصــولــي اسـتـراتـژيـك بـه حـسـاب مي‌آيد.

نانو داروی ترميم‌كننده زخم
اين نوآوري يك پوشش‌دهنده پوستي است كــه شــامـل نـانـوذرات پكتيـن حـاوي مـواد فعـال ترميم‌كننده زخم و همچنين مواد آنتي‌باكتريال است. اين پوشش‌دهنده زخم از پليمرهايي با بار مثبت يا منفي تشكيل شده است كه سطح زخم را پـوشـانـده و از آن مـحافظت مي‌كند. آزادسازي مواد فعال ترميم‌كننده زخم و مواد ضد ميكروبي از نــانــوذرات بـه صـورت كـنـتـرل شـده صـورت مي‌گيرد و باعث تسريع در بهبود زخم مي‌شود.
در اين مطالعه روشي بسيار ساده براي تهيه نانو ذرات پكتين حاوي مواد فعال ترميم‌كننده زخم بـه كـار گـرفتـه شـده است. اين روش بر خلاف برخي روش‌هاي تهيه نانو ذرات بدون استفاده از حلال‌هاي آلي يا روش‌هايي مانند سونيكاسيون يا هموژنايزر كه باعث تخريب برخي مواد فعال مثل پپتيدها و پروتئين‌ها مي‌شود ، نانوذراتي با اندازه مناسب تهيه مي‌كند. رهايش كنترل‌ شده مواد فعال از اين محصول ، مزيتي مهم نسبت به ساير محصولاتي است كه رهايش كنترل‌ شده ندارند. با توجه به اين‌كه مواد فعال در اين مطالعه درون نانو ذرات قرار گرفته‌اند ، رهايش مواد فعال به صورت كنترل‌ شده و تقريباً به صورت درجه صفر صورت مي‌گيرد.
ايـن محصـول به صورت ليوفيليزه (خشك كردن در خلاء) تهيه مي‌شود ، بنابراين مشكـل عـدم پـايـداري و تخـريب سريع به خصوص براي پپتيدها و پروتئين‌ها كه در محصولات ديگر وجود دارد ، ديده نمي‌شود. استفاده از اين محصول بسيار راحت بوده و حتي مي‌تواند توسط خود بيمار نيز مورد استفاده قرار گيرد و منجر به كاهش هزينه‌هاي پرستاري و بستري بيمار شود. همچنين تهيه اين محصول بسيار راحت و كم هزينه است. اين محصول مي‌تواند به راحتي توسط فرايند فيلتراسيون استريل شود و نسبت به ساير محصولاتي كه با روش‌هاي ديگر استريل مي‌شوند ، هزينه كمتري براي توليد نياز دارد.

نانو كپسول‌های گنبدی در دارو رسانی
محققان در سال‌هاي اخير با اين چالش دست به گريبان بوده‌اند كه بتوانند تأثير عوامل درماني را از طريق رسانش آن‌ها به سلول‌هاي خاص درون بدن افزايش داده و در عين حال تأثير منفي آن‌ها را روي سلول‌هاي سالم به كمترين مقدار خود برسانند.
در اين زمينه استفاده از روش‌هاي جديدي كه از نانو مواد مهندسي شده براي انتقال داروهـا و رسـانـش مستقيـم آن‌هـا به سلول‌ها بهره مي‌برند ، نويد بخش بوده است. با وجودي كه سامانه‌هاي رسانشي مختلفي از اين دست براي كاربردهاي باليني مورد تأييد قـرار گرفته‌اند ، اما مشكل تمام اين سامانه‌ها محدوديت اندازه و ناكارآمدي آن‌ها در هـدف‌گيـري دقيـق بـافـت‌هـا اسـت. نانو ذرات گنبدي در سيتوپلاسم تمام سلول‌هاي پستانداران يافت شده و يكي از بزرگ‌ترين كمپلكس‌هاي ريبو نوكلئو پروتييني شناخته شده در مقياس زير 100 نانومتر به‌ شمار مي‌رود. اين نانوذرات بشكه‌اي شكل با دارا بودن فضاي داخلي بزرگ و توخالي ، گزينه‌هاي مناسبي براي طراحي حامل‌هاي رسانش دارو به‌ شمار مي‌روند. گنبدهاي نو تركيب ، غير ايمني‌زا بوده و متحمل تغييرات مهندسي زيادي شده‌اند كه از آن جمله مي‌توان به هدفگيري گيرنده سطح سلول و كپسوله كردن محدوده وسيعي از پروتيين‌ها اشاره كرد.
حفره داخلي يك نانو ذره گنبدي آن قدر بزرگ است كه مي‌تواند صدها مولكول دارو را در خود جاي دهد. از سوي ديگر خود اين ذرات‌گنبدي به اندازه يك ميكروب هستند و بنابراين مي‌توانند به راحتي همراه با محتواي خود وارد سلول‌هاي هدف شوند.
محققان با هدف ايجاد يك ذره گنبدي كه بتواند تركيبات درماني را در خود كپسوله كند ، راهكاري براي بسته‌بندي نانوذره ديگري به نام نانوديسك درون حفره داخلي ذره گنبـدي ارائه كرده‌اند. با كپسوله كردن نانو ديسك‌هاي حاوي دارو درون حفره ذره گنبدي ، اين نانو ديسك‌ها و محتواي آن‌ها از محيط بيروني محافظت مي‌شوند.
به‌ علاوه ، با توجه به فضاي داخلي بزرگ ذره گنبدي ، مي‌توان چندين نانو ديسك را درون آن كپسوله كرد كه اين كار غلظت موضعي داروي رها شده را افزايش داده و شانس درمان را افزايش مي‌دهد.

نانو تكنولوژی در انتقال دارو
فناوري نانو جنبه‌هاي مختلف دنياي امروز را تحت تأثير خود قرار داده است. انتقال كنترل شده دارو به اندام هدف ، يكي از كاربردهاي مهم نانو فـنـــاوري اســت. مــي‌تــوان داروهــا را بــه كـمــك حامل‌هاي مختلف به اندام هدف رساند. استفاده از حامل‌هاي مختلف به عنوان ناقل‌هاي دارو در حـــال گـسـتــرش اســت. بــا روش‌هــاي مـعـمــول مصرف دارو ، نظير مصرف خوراكي و تزريقي ، دارو به سراسر بدن توزيع خواهد شد و تمام بدن تحت اثرات دارو قرار خواهد گرفت و عوارض جـانبـي دارو بـروز خـواهـد كـرد. بنـابـرايـن بـراي دسـت‌يـابـي بـه يـك اثـر خـاص ، نـيـاز بـه مصرف مـقــاديــر زيــادي از دارو اســت. بــا نــانـو فـنـاوري مي‌توان به دارورساني هدفمند دست يافت و زمان ، مكان و سرعت آزادسازي دارو در بدن را كنترل نمود. سيستم‌هاي دارورساني جديد عوارض جانبي كمتر ، كارايي بيشتر و راحتي بيمار را به دنبال خواهند داشت.

‌نانو حامل‌ها
حامل‌هاي مختلفي را مي‌توان به عنوان ناقل‌هاي دارو در دارورساني مورد استفاده قرار داد. از آنجا كه دارو نقش درماني دارد ، بايد تا رسيدن به محل هدف در بدن محافظت شود و خواص شيميايي و بيولوژيكي خود را حفظ كند. برخي از داروها به شدت سمي بوده و مي‌توانند سبب اثرات جانبي منفي شده و اگر حين آزاد شدن تخريب شوند ، اثر درماني آن‌ها كاهش مي‌يابد. به عنوان مثال ؛ در شيمي‌درماني داروهاي مصرفي تا حدي سـمـي‌انـد و افـزايـش مـقـدار آن‌ها مي‌تواند اثر معكوس بگذارد و حتي به مرگ بيمار بيانجامد. به بيان ديگر ، اگر دارو بتواند مستقيماً به بافت هدف برسد و بر روي ساير قسمت‌هاي بدن تأثير نگذارد ، به مراتب مؤثرتر خواهد بود. در ادامه به برخي از حامل‌ها دارو اشاره خواهد شد.

‌مايسل
يكي از حامل‌هايي كه به طور گسترده در دارورساني هدفمند به كار مي‌رود ، مايسل است. مايسل‌‌ها از تجمع خودبخودي كوپليمرهاي آمفي‌فيلي در محلول‌هاي آبي به وجود مي‌آيند. شكل زیر ، مولكول آمفي‌فيلي را نشان مي‌دهد.

در حقيقت مايسل‌ها داراي يك سر آب‌دوست (قطبي) و يك دم آب‌گريز (غيرقطبي) هستند كه در محلول‌هاي آبي به صورت خودبخودي تجمع مي‌يابند. مايسل‌ها در محيط آبي به نحوي جهت‌گيري مي‌كنند كه انتهاي آب‌گريز مايسل‌ها از محلول آبي رانده شده و ايجاد يك فاز آب‌گريز داخلي يا هسته آب‌گريز كنند. در حالي كه انتهاي آب‌دوست مايسل‌ها به طرف خارج ، يعني محلول آبي متمايل شده و يك تاج آب‌دوست را به وجود خواهند آورد. شكل زیر ، مايسل را نشان مي‌دهد.

 
از اين رو ، مي‌توان داروهاي آب‌گريز را با قرارگيري آن‌ها در داخل مايسل به بافت هدف رساند و اثرات جانبي موجود را كاهش داد. مي‌توان از مايسل‌ها به عنوان ناقل‌ها ، جهت رساندن دوز زياد داروهاي ضدسرطاني به تومورها و بافت هدف استفاده كرد و در عين حال اثرات جانبي آن‌ها را به حداقل رساند. شكل زیر ، قرار گيري دارو در مايسل را نشان مي‌دهد.

در نهايت محتويات مايسل‌ها (داروي موجود در آن ها) تحت شرايط محيطي ويژه ، نظير دما ، نور UV ، اعمال ميدان مغناطيسي يا pH در بافت هدف آزاد خواهند شد. شكل و اندازه مايسل به طول زنجير پليمري ، نوع شاخه يا گروه متصل به زنجير ، نوع الكتروليت ، غلظت يوني ، استحكام يوني ، دماي موثر و pH بستگي دارد.

ليپوزم‌ها
يكي ديگر از ناقل‌هايي كه به طور گسترده در دارورســانــي هـدفمنـد بـه كـار مـي‌رود ، ليپـوزوم اسـت. لـيـپـوزوم‌هـا از نـوعي وزيكول با دو لايه لـيـپـيـدي ، مـشابه آنچه كه در غشاء سلولي ديده مي‌شود ، تشكيل شده‌اند. شكل زیر يك ليپيد را نشان مي‌دهد.

به طور كلي ، دو لايه ليپيد در فاز آبي به گونه‌اي جـهـت‌گـيـري مـي‌كنند كه بخشي از فاز آبي در داخـل مـحـفـظه كروي محصور شود و ليپوزوم حـاصـل شـود. در ايـن مـيـان ، لـيپيدها گروهي از تـركـيـبـات شـيـمـيـايـي با زنجيره آلكيلي غيرقابل ‌انـحـلال در آب و گـروه قـطـبـي مـحلول در آب هستند. بنابراين ، بخشي از اين مولكول آب‌گريز و بخش ديگر آب‌دوست است كه به مولكولي با چـنـيـن خـاصـيـت دوگـانـه ‌، مـولـكـول آمـفي‌فيلي مي‌گويند. به شکل زیر توجه کنید.

بــه طــور كـلــي لـيـپــوزوم‌هـا تـوانـايـي رسـانـدن داروهـاي آب‌گـريـز ، آب‌دوسـت و آمفـي‌فيلـي (دوگانه‌دوست) را دارند. در حقيقت ، داروهـاي آب‌گـريـز در بخش غيرقطبي ليپوزوم قرار مي‌گيرند. حال آن كه داروهاي آب‌دوسـت در فـاز آب داخلـي ليپـوزوم قـرار خـواهند گرفت و داروهاي آمفي فيلي (دوگانه ‌دوست) در حد فاصل بخش آب داخلي و بخش آب‌گريز قرار خواهند گرفت.

نانو ذرات
نــاقـل ديگـري كـه در دارورسـانـي هـدفمنـد كـاربـرد فـراوان دارد ، نـانـو ذرات شـامـل نانوكپسول و نانواسفر است. اين ناقل‌ها قادر هستند كه دارو را جذب و كپسوله كرده و به ايـن تـرتـيـب دارو را عـلـيه تخريب آنزيمي و شيميايي محافظت نمايند. نانوكپسول‌ها سيستم‌هاي وزيكولي هستند كه دارو را در حفره‌اي محصور كرده و با يك غشاء پليمري احاطه مي‌كنند. در حالي كه در نانواسفرها ، دارو به صورت فيزيكي و يكنواخت در ماتريس پليمري پراكنده شده و در حقيقت دارو در درون نانواسفر به صورت پراكنده قرار گـرفـته است. در سال‌هاي اخير ، توجه قابل ملاحظه‌اي به نانوذرات پليمري زيست ‌تخريب ‌پذير ، به عنوان سيستم‌هاي مناسب براي دارورساني اختصاص يافته است. در شكل زیر ، دارو كه به صورت ذرات كروي قرمز رنگ نشان داده شده است ، در درون نانوكپسول و نانواسفر جاي گرفته است.

درخت‌سان‌ها
يكي ديگر از ناقل‌هاي مورد استفاده در دارورساني درخت‌سان (دندريمر) است. دندريمرها، ماكرومولكول باريك، شاخه شاخه و متقارن هستند كه از يك هسته مركزي، واحدهاي منشعب شده به صورت درخت، و تعدادي گروه عاملي تشكيل شده‌اند. هسته مركزي و واحدهاي داخلي آن، محيط داخل حفره براي قرارگيري دارو را به وجود مي‌آورند. با اتصال گروه‌هاي عاملي هدفمند به سطح اين ماكرومولكول‌ها، مي‌توان حلاليت و رفتار شيميايي آن‌ها را كنترل كرد. در شكل زیر ، دارو كه به صورت ذرات كروي قرمز رنگ نشان داده شده است ، در منافذ موجود در درون دندريمر جاي گرفته است.

كريستال مايع
ناقل ديگري كه در دارورساني هدفمند مورد استفاده قرار مي‌گيرد ، كريستال‌هاي مايع است. كريستال‌هاي مايع از لحاظ مولكولي بين حالت جامد و مايع قرار دارند ، در نتيجه هم‌زمان خصوصيات جامد و مايع را دارا هستند. دارو مي‌تواند در بين مولكول‌هاي كريستال مايع كپسوله شده (قرار گيرد) و با تغيير فاز در نتيجه اعمال محرك ، دارو از سيستم آزاد خواهد شد.
نانوفناوري در دارورساني از جمله موارد رو به گسترش است. نانوذرات مختلف دارويي با تغيير ناقل‌ها حاصل خواهند شد و امكان ايجاد تغيير در خصوصيات دارويي را به وجود خواهند آورد. به طور كلي ، بازار نانودارو رساني به طور شگفت‌انگيزي رو به جلو مي‌رود. از اين رو ، با استفاده از نانوفناوري مي‌توان به دارورساني هدفمند دست يافت و با مصرف كمتر دوز دارو و كاهش اثرات جانبي ، راحتي بيمار را بدست آورد.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

فلوسيتومتری يک تكنولوژی بيوفيزيک بر‌ اساس ليزر است كه  برای جدا سازی ، شمارش سلول ، تشخيص بيوماركر و مهندسی پروتئين با عبوردادن سلول ها به صورت تک‌تک از مقابل ليزر استفاده می‌شود. اين دستگاه ، امكان آناليز چندپارامتری هم‌زمان مشخصه‌های شيميايی و يا فيزيكی را تا هزاران ذره در هر ثانيه فراهم می‌كند.

هدف
فـلـوسـيـتـومـتـری بـه سرعت ، چندين جزء از سـلــول را بــه صــورت هـمــزمــان كـمــی كـرده و سلول‌ها و اجزای آن‌ها را در حالت محلول (به عـنـــوان مـثــال در خــون ، شـسـتـشــوی مـثــانــه ، يــا ديگـر مايعات بدن) می‌شمارد -يا در برخی از مـوارد از هـم جـدا مـی‌كند-‌ . كاربردهای بالينی فـلــوسـيـتــومتـرهـا شـامـل تشخيـص و شمـارش زيـرمـجـمـوعـه‌های  لنفوسيت T انسان و انجام شـمـارش‌های افتراقی سلول‌های سفيد خون ، مـطـالـعـات اتوآنتی بادی پلاكت ، آناليز نشانگر سـطــح سـلــول ، آنـالـيـز رتـيـكـولـوسـيـت و آنـالـيـز بــاكـتــريــايــی اســت. فـلــوسـيـتــومـتـرهـا همچنيـن آنيوپلوئيدی (هر گونه انحرافی از مضرب دقيقی از تعداد هاپلوئيد كروموزوم ها ، چه كمتر و چه بيشتر) را با  اندازه گيری داخل سلولی و آناليز DNA ،‌ تشخيص می‌دهند.
پزشكان مي‌توانند از نتايج اين مطالعات در كنار داده‌های بالينی ديگر برای تشخيص و پيش بـيـنـی لـوسـمـی ، لـنـفوم ، اختلالات نقص ايمنی مـانـنـد عـفـونت HIV ، بيماری‌های خودايمنی و نــاهـنـجــاری‌هــای جـنـيـنـی و نـيـز بـرای ارزيـابـی مــوفـقـيــت فــرايـنــدهــای پـيــونــد اسـتـفــاده كـننـد. داده‌های فلوسيتومتری همچنين در تحقيقات ســـرطـــانـــی بــرای انــدازه‌گـيــری تـكـثـيــر ، انـجــام ســنــجــــش‌هــــای انــكــــوپــــروتــئــيــــن و ارزيـــابـــی مـقـــاومـــت‌هـــای داروئـــی اسـتـفــاده مــی‌شــونــد. فلوسيتومتری به صورت معمول در تشخيص اخـتـــلالات ، بـــه ويــژه ســرطــان خــون اسـتـفــاده مـــی‌شـــود ؛ امـــا كـــاربـــردهـــای زيــاد ديـگــری در تحقيقـات پايه ، عمل بالينی و آزمايشات بالينی هم دارد. يک كاربرد معمول آن مرتب كردن فيزيكی ذرات بر اساس خواص آن‌ها است به نحوی كه جمعيت موردنظر خالص‌سازی شود.

تاريخچه
مختـرع اولين نمونه‌های فلوسيتومترهای امروزه به ويژه جدا كننده‌های سلول ، Mack Fulwyler بود. وی مقاله مرتبط با اين موضوع را در 1965 منتشر كرد. اولين دستگاه فلوسيتومتر بر اساس فلورسنس در 1968 توسط Wolfgang Gohde از دانشگاه مونستر توسعه يافت. در آن زمان ، دانشمندان روش‌های جذبی را به روش‌های فلورسنس ترجيح می‌دادند. خيلی طول نكشيد كه دستگاه‌های فلوسيتومتر شامل سيتوفلوگراف توسعه يافتند.

عنوان  فناوری
اسم اصلی فناوری فلوسيتومتر ، "سيتوفتومتری پالس" بود. در پنجمين كنفرانس بنياد مهندسی امريكا روی سيتولوژی اتوماتيک در فلوريدا در 1976 توافق شد كه همه از اسم فلوسيتومتر استفاده كنند و اين نام به سرعت مرسوم شد.

اصول عملكرد
فلوسيتومتری شامل سه سيستم پايه است: جزء مايع كه سلول‌ها را به محفظه آناليز منتقل می‌كند ، سيستم نوری با وسايل تشخيص و آناليز داده و اجزای نمايشگر (شكل 1) يک پرتو نوری تک طول موج (معمولا نور ليزر) ، به سمت يک  جريان  مايع متمركز شده به صورت هيدروديناميک هدايت می‌شود. تعدادی آشكارساز پس از نقطه  برخورد جريان مايع  با ليزر قرار دارند: يكی  در امتداد  شعاع نوری (پراكنده كننده فروارد forward  scatter يا FSC) و چند تا عمود بر آن (پراكنده كننده جانبی side scatter يا SSC) و يک يا چند آشكارساز فلورسنس. هر ذره معلق با اندازه 0/2‌ تا 150 ميكرومتر كه از شعاع نور عبور می‌كند ، نور ليزر را پراكنده می كند. مواد شيميايی فلورسنت موجود در ذره يا متصل شده به آن ، می‌توانند تحريک شده و نوری با طول موج بيشتر از منبع نوری ساطع كنند. اين تركيب از نور فلورسنت و نور پراكنده شده ، توسط آشكارسازها و با تحليل نوسانات  (يكی برای هر پيک انتشار فلورسنت) تشخيص داده می‌شود و سپس می‌توان انواع مختلفی از اطلاعات در مورد ساختار فيزيكي و شيميايي هر ذره مجزا را استخراج كرد. FSC با حجم سلول همبسته است و SSC وابسته به پيچيدگي داخلی ذره (يعنی شكل هسته ، مقدار و نوع  دانه ها در سيتوپلاسم يا زبری غشا) است. چرا كه نور در اثر برخورد با اجزای داخلی سلول پراكنده می‌شود. برخی از فلوسيتومترهای موجود در بازار ، نياز به فلورسنس ندارند و تنها از پراكنده كننده‌های نور برای اندازه گيری استفاده می كنند. بيشتر فلوسيتومترها ، تصاويری از فلورسنس هر سلول ، نور پراكنده شده و نور منتقل شده تشكيل می‌دهند.

ايمنوفلورسنس پايه اغلب سنجش‌های سيتومتريک فلو است. اين تكنيک متكی بر اسـتـفــاده از رنـگ‌هـا و فلئـوروكـروم‌هـا (flurochromes) بـرای نشـانـه گـذاری كـردن ساختارهای خاص بر روی سلول است. فلئوروكروم  به اجزای خاصی در سلول مانند DNA ، RNA يا پروتئين‌ها (آنزيم‌های سلولی ، نشانگرهای سطح غشا ، ديگر آنتی ژن ها) متصل می شود. زمانی كه در معرض نوری با طول موج خاص قرار می‌گيرند ، اين فلئوروكروم‌ها ، فلورسنت می‌شوند و نور را با طول موج بيشتر از نور تابشی كه جذب می‌كنند ، ساطع خواهند كرد.
دو يـا چـند فلئوروكروم می‌توانند به صورت هم‌زمان برای برچسب گذاری  دو تركيب سلولی (به عنوان مثال يكی برای برچسب گذاری DNA هسته و ديگری برای برچسب گذاری آنزيم‌های سيتوپلاسمی) استفاده شوند. به علاوه چند فلئوروكروم می‌توانند برای برچسب گذاری ماده سلولی مشابهی استفاده شوند. اجزای سلولی می‌توانند هم چنين با رنگ ametachromatic برچسب گذاری شوند.
سلول‌هايی كه قرار است آناليز شوند با معرف‌های خاصی تركيب شده و سپس به صورت اتوماتيک در يک جريان مايع معلق می‌شوند. اين جريان در يک محيط مايع تـحـت فـشـار بـه مـحـفـظـه آنـالـيـز مـنـتـقـل می‌شود. قبل از ورود به محفظه ، به صورت هـيـدروديـنـامـيک متمركز شده و يک جريان لايه ای و آرام ايجاد می كند. اين باعث می‌شود كه سلول‌ها به يک مسير دقيقاً تک ‌سلولی از ناحيه سنجش نوری عبور كنند. در اين ناحيه ، سيستم تشخيص ، هر سلول را با نرخ شمارش تا 10 هزار سلول در ثانيه آناليز می‌كند.
همين طور كه سلول‌ها از محفظه آناليز (فلوسل) عبور می‌ كنند ، يک پرتو نوری تک رنگ با چگالی بالا از يک ليزر به آن‌ها تابانده می‌شوند. طول موج تابيده شده توسط ليزر بايد در بازه انرژی تحريكی رنگ/فلئوروكروم‌های انتخابی قرار بگيرد تا فلورسنت رخ دهد. مرسوم ترين ليزرها ، ليزرهای آرگون هستند كه يک تابش قوی در طول موج nm488 می‌كنند. هليم-نئون (nm 633) ، هليم-كاديم (nm 325) و ديود قرمز (nm 635) انواع ديگری از ليزرها هستند كه معمولا در فلوسيتومتری استفاده می‌شوند.
علاوه بر انطباق انرژی ، مهم است كه طول موج تابيده شده توسط ليزر از طول موج انـرژی فـلـورسـانـس قـابل تميز باشد. (جدول 1 را برای مشاهده ليستی از رنگ‌ها و fluorochromهای مرسوم ببينيد.)

هـمـيـن طـور كـه نـور از داخـل جـريـان  سـلـول‌هـا می‌گذرد ، دستگاه ، فلورسنس و پراكندگی نوری را كه تابيده مي‌شود اندازه گيری می كند. پراكندگی نور معياری از مقدار نور ليزر منعكس شده و شكسته شده از طريق سلول در مقايسه با نور منتشر شده از رنگ‌های فلورسنت است. شدت پراكندگی نور در جهت  مقابل (fSc) معمولا متناسب با سايز سلول است ؛ در حالی كه پراكندگی نور در زاويه عمود به نور تابيده شده ، معمولا با ساختارهای داخلی سلول (به عنوان مثال نسبت هسته به سيتوپلاسم ، دانه دانه بودن سيتوپلاسم) مرتبط است. پراكندگی نور می‌تواند برای تفكيک سلول‌های زنده از مرده در يک جمعيت همگن از لنفوسيت‌ها استفاده شود.
مجموعه نور فلورسنت ساطع شده از رشته نمونه معمولا در زاويه 90 درجه نسبت به باريكه نور تابيده شده قرار دارد. تشخيص فلورسانس بر اساس اختصاصی بودن يک رنـگ فـلوورسنت به قسمت منحصربه فردی از سلول است. اين تعامل به تحليل و جـداسـازی زيـرجـمـعـيـت‌هـای لـنـفـوسـيـت ، انـدازه گـيـری زيـرمجموعه ای از جمعيت‌ لنفوسيت‌های T ، ارزيابی كينتيک سلولی در جمعيت‌های سلولی نئوپلاستيک و طبيعی ، انـــدازه گـيـــری آنـتـــي‌ژن‌هـــای سـطـحـــی سـلــول (نشـانگـرهای تومور ، گيرنده ها) ، و جداسازی سلـول‌هـا بر اساس مشخصه‌های غشای آن‌ها كمک می‌كند.
فـلــوسـيـتــومـتــرهــای چـنــد لـيـزری در آنـاليـز سيگنال‌های فلورسانسی كه از لحاظ طول موج تحريک جدا از هم هستند ، استفاده می شوند. در اين حالت ، می توان سيگنال‌های جداگانه را با استفاده از نيمه آينه‌ها در جهات مختلف هدايت و ارسال كرد ، به نحوی كه هيچ تداخل سيگنالی رخ ندهد. با اين حال در برخی دستگاه‌ها زمانی كـه نور سلول را ترک می‌كند ، تمام سيگنال‌ها تركيب می‌شوند. اين متكی به چيدمان آينه‌های دورنگ نما (dichroic) و فيلترهای جداسازی و اصلاح سيگنال‌ها است. آينه‌های دورنگ‌نما بـرای منعكس كردن نور بالای يک طول موج خــاص و در عـيــن حــال ردكــردن نـور بـا طـول موج‌های پايين تر از آن حد ، طراحی شده‌اند. مــی‌تـوان هميـن طـور كـه نـور وارد لامـپ‌هـای تقويت‌كننده‌ نوری (pmt) می‌شود ، فيلتر كردن بيشتری را هم اعمال كرد. اين آشكارسازهای pmt نــور ســاطــع شـده تـوسـط سـلـول‌هـا را بـه پالس‌های الكترونيكی تبديل می‌كنند و سپس اين پالس‌ها برای ديجيتال شدن و تحليل‌های كامپيوتری ، تقويت می‌شوند.

بـرخـی از فلوسيتومترها ، قابليت جداسازی سلول (Sorting) را دارند و می‌توانند انواع خاصی از سلول‌ها در نمونه را جداسازی و تحليل كنند. هــم‌زمــان بــا خــروج رشـتــه نـمــونــه از مـحـفظـه تــشــخــيـــص ، يـــک كـــريــســتــال پـيــزوالـكـتــريــک (كريستالی كه در آن ، نيروی مكانيكی متناسب با ولتاژ اعمال شده توليد می‌شود) ، ارتعاش كرده و  جـريـان يـكـنواخت نمونه را به يک سری قطره تبديل می كند كه از بين دو صفحه انحراف قطبی شـده عـبور می‌كنند. بر اساس انتخاب از پيش تعيين شده ، سلول‌های مجزا كه بار خالص مثبت يا بار خالص منفی دارند به سمت مخزن جمع آوری مــربــوطــه مـنـحــرف شـده و بـقـيـه مـايـع و سلول‌ها  دور ريخته می‌شوند.
يک نوع ديگر فلوسيتومتر جدا كننده سلول يک مكانيزم مكانيكی برای  جدا كردن دارد كه در آن لوله گيرنده سلول هايی كه خارج می شوند ، بـــه سـمـــت چـــپ و راســـت  حـــركـــت كــرده و سلول‌های موردنظر را می گيرد. اين نوع تكنولوژی مرتب سازی وابسته به تشكيل قطره نيست و در يک محيط بسته اتفاق می‌افتد و بنابراين تشكيل بخارات و ريسک آلودگی ناشی از نمونه‌های خطرناک بيو را كم می‌كند.
فلوسيتومترهای مدرن می‌توانند چند هزار ذره را در هر ثانيه به صورت زمان حقيقی تحليـل كننـد و می‌توانند به صورت فعال ، ذرات با ويژگی های خاص را جدا كنند. فلـوسيتومتر مشابه ميكروسكوپ است ، با اين تفاوت كه به جای توليد تصويری از سلول ، به صورت اتوماتيک پارامترهای مجموعه با خروجی بالا (برای تعداد زيادی سلول) را كمی می‌كند. برای آناليز بافت‌های جامد ، بايد آن‌ها را ابتدا در حالت محلول تک سلولی آماده كرد.

فلوسيتومتر پنج جزء اصلی دارد:
فلوسل: كه سلول‌ها را در مايع هم راستا می‌كند ، به نحوی كه به صورت تک به تک پشت سر هم از مسير پرتو نوری عبور كنند.
سيستم اپتيكی و ليزر: كه معمولا از سيستم‌های نوری و اندازه گيری امپدانس (يا هدايت) لامپ‌ها (جيوه ، زنون) ؛ ليزرهای با توان بالا و خنک شونده با آب (آرگون ، كريپتون ، ليزر رنگی) ؛ ليزرهای توان پائين خنک شونده با هوا (آرگون nm 488 ، هليم-نئون قرمز nm 633 ، هليم نئون سبز ، HeCd) UV)) ؛ ليزرهای ديودی (سبز ، قرمز ، بنفش و آبی) كه سيگنال‌های نوری می‌دهند.
آشكارساز و سيستم تبديل آنالوگ به ديجيتال: كه FSC و SSC و نيز سيگنال‌های فلـورسنـس نـور را بـه سيگنال‌های الكتريكی (قابل پردازش توسط كامپيوتر) تبديل می‌كنند.
يک سيستم تقويت الكترونيكی: خطی يا لگاريتمی
يک كامپيوتر برای آناليز سيگنال ها

دريافت سيگنال سلول‌ها
جمع آوری سيگنال از نمونه‌ها با استفاده از فلوسيتومتر ، دريافت يا Acquisition ناميده می‌شود. دريافت ، به واسطه ی كامپيوتری كه به صورت فيزيكی به فلوسيتومتر متصل شده است و نرم افزاری كه واسطه ديجيتال با سيتومتر است ، انجام می‌شود. نرم‌افزار می‌تواند پارامترها (مانند ولتاژ ، جبرانسازی و غيره) را برای نمونه در حال تست تنظيم كند و همچنين برای اطمينان از اين كه پارامترها به صورت صحيح تنظيم شده اند ، می تواند در نمايش اطلاعات اوليه سلول همزمان با اخذ داده‌های سلول كمک كند. بطور کلی فلوسيتومترهای اوليه ، دستگاه‌های تجربی بودند ؛ اما پيشرفت‌های تكنولوژيک امكان اسـتفـاده وسيـع از آن‌هـا بـرای اهـداف بـالينـی و تحقيقاتی را فراهم كرده اند. به خاطر اين توسعه ، بازار قابل توجهی مربوط به ابزار دقيق ، نرم افزار آناليز و نيز معرف‌های مورد استفـاده در مـرحلـه دريـافـت مـاننـد آنتی بادی‌های برچسب گذاری شده به صورت فلورسنت ايجاد شده است.
دسـتـگـــاه‌هـــای مــدرن مـعـمــولا چـنــد لـيـزر و آشكارساز فلورسنس دارند. ركورد فعلی برای يک دستگاه تجاری چهار ليزر  و 18 آشكارساز فـلــورسـنــس اســت. افــزايــش تـعــداد لـيــزرهــا و آشـكــارســازهــا ، امكـان بـرچسـب گـذاری چنـد آنتی‌بادی به صورت همزمان را فراهم می‌كند و مـی‌تـوانـد با دقت بيشتری جمعيت هدف را با مـاركـرهــای فـنـوتـيـپ آن‌هـا شنـاسـايـی كـنـــد. دسـتـگـــاه‌هــای خــاصــی حـتـی مـی‌تــوانـنــد از سلول‌های مجزا هم تصاوير ديجيتال تهيه كنند و بــه ايــن وسـيـلــه امـكــان آنــالـيــز مـكــان سـيـگـنـال فـلــورسـنــت داخــل يــا روی سطـح سلـول‌هـا را می‌دهد.

آناليز داده
داده توليدشده با فلوسيتومترها را می‌توان با رسم يک هيستوگرام يک بعدی نمايش داد يا اين كه به صورت دو يا حتی سه بعدی رسم كـرد. نـواحـی روی اين نمودارها را می‌توان بر اساس شــــدت فــلــــورســنــــس ، بــــا ايــجــــاد يـــک ســـری زيرمجموعه به نام gate به صورت متوالی جــدا كـــرد. پــروتكـل‌هـای خـاصـی بـرای ايجـاد gateها برای اهداف بالينی و تشخيصی به ويژه در رابطه با هماتولوژی وجود دارند.
نمـودارهـا اغلـب بـا مقيـاس لگـاريتمـی رسـم می‌شوند. از آنجا كه طيف‌های تابشی نورهای فـلـورسـنـت مـخـتـلـف بـا هـم هـمـپـوشـانی دارند ، سـيـگـنـال‌هـا در آشـكـارسـازهـا بـايـد بـه صورت الكترونيكی و نيز محاسباتی جبرانسازی شوند. داده جمع آوري شده با استفاده از فلوسيتومتر را مـــي‌تـــوان بـــا نـــرم افــزارهــايــی مــانـنــد WinMDI (يـک نرم‌افزار رايگان) ، Flowjo ، FCS Express ، VenturiOne ، CellQuest Pro يا Cytospec تحليل كرد. بعد از جمع آوری داده ، نيازی نيست كه اتـصال به فلوسيتومتر باقی بماند. به اين دليل ، آناليز معمولا روی يک كامپيوتر جداگانه انجام می‌شود.
 

آناليز محاسباتی
پيشـرفـت‌هـای اخيـر در شنـاسـايی اتوماتيک جـمـعـيـــت سـلـــولـــی مـــورد نـظــر بــا اسـتـفــاده از روش‌های محاسباتی ، روش ديگری به عنوان جـايگـزيـن برای استراتژی سنتی gate پيشنهـاد مـــی‌كـنـنــد. سيستــم‌هـای شنـاسـايـی اتـومـاتيـک ، می‌توانند به يافتن جمعيت‌های پنهان و كمياب كمک كنند.

برچسب‌ها
بـرچسـب‌هـای فلـورسنـت: بـازه وسيعـی از فلئـوروفـورهـا می‌توانند به عنوان برچسب در فلوسيتومتری استفاده شوند. فلئوروفورها يا به صورت ساده "فلئورها" ، معمولا به يک آنتی بادی متصل می‌شوند كه يک ويژگی هدف را داخل يا روی سلول شناسايی می‌كند. همچنين می‌توانند به يک ذره شيميايی كه ميل تركيبی با غشای سلول يا ساختار ديگری در سلول دارد ، متصل شوند. هر فلئوروفور ، يک طول موج تابش و پيک تحريک خاص دارد و طيف‌های انتشار اغلب با هم همپوشاني دارند. در نتيجه تركيب برچسب‌هايی كه می‌توانند استفاده شوند ، وابسته به طول موج لامپ (ها) يا لـيــزر(هــا)ی مــورد اسـتـفــاده بــرای بــرانـگـيـخـتــن فـلـئــوروكــوروم‌هــا و نـيــز وابـستـه بـه آشكارسازهای موجود است. ماكزيمم تعداد برچسب‌های فلورسنت قابل تفكيک حـدود 17 تـا 18 عـدد است و اين سطـح پيچيـدگـی بـاعـث مـی‌شـود نيـاز بـه بهينـه سـازی پـرزحـمتی برای محدودكردن اغـتـشــاشــات و نـيــز نـيــاز بــه الـگـوريتـم‌هـای deconvolution پيچيـده بـرای جـداسـازی طيف‌هايی كه با هم تداخل دارند ، باشد.
نقاط كوانتومی: نقاط كوانتومی به خاطر پيک‌های انتشار باريک تر ، گاهی به جاي فلئوروفورهای سنتی استفاده می‌شوند.
‌برچسب گذاری ايزوتوپ: يک روش برای غلبه بر محدوديت برچسب گذاری فلورسنت ، متصل كردن ايزوتوپ‌های لانتانيدها (lanthanide) به آنتی بادی‌ها است. اين روش از نظر تئوری می‌تواند امكان استفاده از 40 تا 60 برچسب قابل تمايز را فراهم كند و عملا كاربری آن ، برای 30 برچسب نشان داده شده است. سلول‌ها وارد پلاسما شـده ، يـونـيـزه می‌شوند و اسپكترومتری جرمی برای شناسايی ايزوتوپ‌های مرتبط استفاده می‌شوند. گرچه اين روش امكان استفاده از تعداد بيشتری برچسب را فراهم می‌كند ، در حال حاضر ظرفيت عبوردهی كمتری نسبت به فلوسيتومتری سنتی دارد. همچنين سلول‌های آناليزشده را از بين می برد و لذا امكان ريكاور كردن آن‌ها با جدا سازی وجود ندارد.

پارامترهای اندازه گيری
در ادامه ليستی از اين پارامترها نوشته شده است كه البته دائماً اين ليست در حال توسعه است:
- ‌تأييد تشخيص لوسمی لنفوسيتی مزمن
- ‌پيچيدگی مورفولوژيک و حجم سلول ها
- ‌رنگدانه‌هاي سلول مانند كلروفيل يا phycoerythrin
- ‌محتواي كلی  DNA سيكل سلولی ، كينتيک سلولی ، تكثير ، پلوئيدی ، آنيوپلوئيدی و غيره)
- ‌محتوای كلی RNA
- ‌تغييرات تعداد كپی DNA (با تكنولوژی BACs-on-Beads يا Flow-FISH)
‌- مرتب سازی و آناليز كروموزوم (ايجاد كتابخانه ، رنگ كردن كروموزوم)
‌- بخش بندی و بيان پروتئين
- ‌تغييرات پروتئين ، فسفوپروتئين ها
‌- مـحـصــولات تــراريـختـه (transgenic) در داخل بدن ، به ويژه پروتئين فلئورسنت سبز يا ديگر پروتئين‌های فلئورسنت مرتبط
- ‌آنتـی ژن‌هـای سطح سلول (خوشه ای از نشانگرهای افتراق (CD))
- ‌آنــتـــــی ژن‌هـــــای درون ســلــــولــــی (انــــواع cytokines ، واسطه‌های ثانويه ، غيره.)
- ‌آنتي ژن‌های هسته ای
- ‌فعاليت آنزيمی
- PH ، كـلـسـيـم يـونيـزه شـده داخـل سلـولـی ، منيزيم ، پتانسيل غشا
- ‌سياليت غشا
- ‌آپوپتوز (كمی سازی ، اندازه گيری تخريب DNA ، پـتـانـسـيـل غـشـای مـيـتـوكندری ، تغييرات نفوذپذيری ، فعاليت (caspase)
- ‌زيست پذيری سلول
- ‌مــانـيـتــور كــردن نـفــوذپـذيـری الـكـتـريـكـی سلول‌ها
‌- بـــــررســـــی مـــشــخــصــــه‌هــــای مــقــــاومــــت چنددارويی (MDR) در سلول‌های سرطانی
- Glutathione
- تــــركــيــبــــات ويــــروســــی (آنــتــــی ژن‌هـــای سطح/DNA ، غيره.)
- چــســبــنــــدگـــی سـلـــول (بـــه عـنـــوان مـثـــال چسبندگی سلول پاتوژن-ميزبان)

كاربردها
ايـن تـكـنـولـوژی كـاربـردهـايـی در زمينه‌های مـخـتـلـف شامل بيولوژی مولكولی ، پاتولوژی ، ايـمـنـولـوژی ، زيـسـت شـنـاسی گياهی و زيست شـنـاسـی دريـايـی دارد. كـاربـردهـای وسيعی در پـــزشــكـــی (بــه ويــژه در پـيــونــد ، هـمــاتــولــوژی ، ايـــمـــنـــــولــــوژی تــــومــــور و شــيــمــــی درمــــانــــی ، تـشـخـيـص‌هـای پـيـش از تولد ، ژنتيک و مرتب سازی اسپرم برای انتخاب جنسيت از قبل) دارد. در زيـسـت شـنـاسـی دريـايـی ، مـی‌تـوان خواص اتوفلورسنت پلانكتون فتوسنتز را با فلوسيتومتر به منظور توصيف ساختار اجتماعی و فراوانی اســتــخــــراج كــــرد. در مــهــنــــدســــی پـــروتــئــيـــن ، فلوسيتومتر در تركيب با نمايشگر باكتريائی و نـمــايـشـگــر مـخـمــر بـرای شنـاسـايـی گـونـه‌هـای پـــروتـئـيـنــی cell surface-displayed بــا خــواص موردنظر استفاده می‌شود.

مشكلات گزارش شده
تحليل با استفاده از فلوسيتومتری نيازمند اين اسـت كـه سـلـول‌هـا به صورت مجزا در حالت محلول قرار داشته باشند (يعنی هر سلول به وسيله يک ماتريس مايع احاطه شده باشد ، بدون اين كه سلول‌های همسايه در كنار آن جمع شده باشند.) خون ، مغز استخوان و كشت‌های سلولی به راحتی ، محلول‌های تک سلولی تشكيل می‌دهند. اما بافت جامد غيرلنفوئيد نياز به پردازش با استفاده از آنزيم يا عوامل (chelating) برای از بين بردن پيوندهای بين سلول‌ها دارد. متأسفانه اين پردازش ، باقيمانده‌های سلولی (استرومای سلولی ، سيتو پلاسم و نوكلئوپلاسم آزاد) هم توليد می‌كند كه در طول تحليل ، اغتشاش ايجاد می‌كنند. با اين وجود می‌توان با استفاده از تمايز و جبران الكترونيكی داده ها ، تأثير اين باقيمانده‌ها روی نتايج نهائی را از بين برد.
برای اين كه فلوسيتومتر بتواند به صورت مؤثری كار كند ، نقطه تقاطع پرتو ليزر و جبران سلولی بايد در رابطه با مسير تشخيص ، دقيقاً حفظ شود. اين پيكربندی خاص نياز دارد كه عملكرد به صورت روزانه بررسی شود تا از عملكرد مناسب دستگاه ، اطمينان حاصل شود.

توصيه‌های خريد
توصيه‌های  ECRI
با توجه به كاربردهای متنوع بالينی دستگاه فلوسيتومتر ، خريداران بايد نيازهای خود را ارزيابی كرده و دستگاه مناسب را بر اساس نيازهای خاص خود انتخاب كنند.
در حــالــت كـلــی ECRI تــوصـيــه مــی‌كـنــد كــه فـلــوسـيـتـومتـرهـا بـايـد قـادر بـه انجـام immunophenotyping باشند. قابليت‌های ديگر (به عنوان مثال پيوند ، DNA S-phase و ميكروبيولوژی) اختياری هستند و بايد مطابق با نيازهای مكان خاصی كه قرار است دسـتـگـاه در آن اسـتـفـاده شـود ، در نـظـر گـرفـتـه شـونـد. نيازمندی‌های طول موج برای فلوسيتومترها بر اساس تعداد رنگ‌های مورد استفاده در آناليز متفاوت است. زمانی كه با دو يا سه رنگ كار می‌شود ، طول موج nm 488 نياز است. زمانی كه با چهار يا شش رنگ كار می شود ، طول موج بالاتر نزديک به nm 560 يا nm 640 ترجيح داده می‌شود. ECRI تـوانـایی خـوانـدن دو تـا سـه رنـگ را بـه عنوان يک نيازمندي اصلی در نظر می‌گيرد. دستگاه‌هايی كه می‌توانند چهار رنگ را تشخيص دهند ، ترجيح داده می‌شوند و آناليز شش رنگ هم بايد اختياری در نظر گرفته شود.
ECRI توصيه می‌كند كه قابليت جدا سازی سلول به عنوان يک ويژگی اختياری در نظر گرفته شود. خريداران نياز دارند ارزيابی كنند كه آيا قابليت جدا سازی برای كار و نيازمندی‌های خاص آن‌ها الزامی است يا نه. 

ملاحظات ديگر
از آنجا كه عملكرد فلوسيتومتر نياز به آموزش خــاص دارد ، تـوليـدكننـدگـان معمـولا آمـــوزش رايگـان ارائـه مـی‌دهنـد. بـا ايـن وجـود اپـــراتـــورهـــا بـــرای حـــرفـــه ای شـــدن ، نــيـــاز بـــه آمـوزش‌هـای اضـافـی و تجـربـه طـولانـی كار با دستگاه را دارند. بـه هـمـيـن دلـيـل در بـرخـی مـراكـز ، تـكـنـولـوژيـسـت‌هـای خـــاصـــی بـــرای كــار بــا فــلــــوســيـتـــومـتـــر در نـظـــر گـــرفـتـــه مـــی‌شـــونـــد. بيمارستان‌ها همچنين بايد در اين زمينه كه نتايج چگونه مورد استفاده قرار خواهند گرفت و اين كـه چـه تست‌هايی بايد انجام شود ، با پزشكان ارتـبــاط داشـتــه بــاشـنــد. در هـنـگــام خــريـد يـک فلـوسيتـومتـر ، بـايد نيازمندی‌های پرسنل را نيز مدنظر قرار داد (به عنوان مثال آيا نياز به استخدام يک پزشک يا تكنولوژيست باتجربه هست؟)
قيمت دستگاه بسته به سخت افزار و نرم افزار كــامـپـيــوتــر ، بـرنـامـه‌هـای مـوجـود در دستگـاه و موجود بودن واحدهای آماده سازی اتوماتيک نمونه و ديگر لوازم جانبي متفاوت است. از  آنجا كـه مـدل‌هـای بـا  قـابـلـيـت جـدا سازی سلول و بدون آن موجود هستند ، آزمايشگاه‌ها بايد تعيين كنند كه آيا به اين قابليت در حال حاضر نياز دارند يا ممكن است در آينده به آن نياز پيدا كنند. قيمت ايـن دسـتـگـاه‌هـا بـسـتـه بـه گزينه‌ها و پيكربندی دستگاه متغير است.
از آنـجـا كــه فـلـوسـيـتـومـتـرهـا ، دسـتـگـاه‌هـای open-platform ای هستند ، معرف‌ها را می‌توان از تــولـيــدكـنـنــدگــان مـتـنــوعــی خــريــداری كــرد.  معيارهای ديگری كه در خريد بايد در نظر گرفته شوند ، گزينه‌های مربوط به چاپگر و كامپيوتر ، گزينه‌های نرم افزار DNA و ايمنوفلورسانس و ويژگی هايی مانند محدودكردن خطرات بيو و سردسازی هستند.
در ادامه يک آناليز PV/LCC نمونه در آمريكا برای محاسبه هزينه تهيه يک فلوسيتومتر نوشته شده است:

فرضيات
- هزينه‌های عملكردی براي سال‌های يک تا پنج در نظر گرفته می‌شوند.
- ضريب كاهش دلار %5/3‌ است.
- نرخ تورم برای هزينه‌های پشتيبانی 3% و برای مواد مصرفی 3% است.

هزينه‌های Capital
- سيستم: صد و چهل هزار دلار
- كل هزينه‌های Capital: صد و چهل هزار دلار

هزينه‌های عملكردی
- قرارداد سرويس ، دو تا پنج سال = چهارده هزار دلار در سال
- دستمزد و هزينه‌ها براي يک FTE = چهل هزار دلار در سال
- معرف‌ها = 105 هزار دلار در سال
- كل هزينه‌های عملكردی = 145 هزار دلار براي سال اول ؛ 159 هزار دلار برای سال دوم تا پنجم.
- $127‚805=PV
هزينه‌های ديگری كه در آناليز بالا وارد نشده اند و بايد برای برنامه ريزی بودجه در نظر گرفته شوند ، شامل موارد مرتبط با گزينه‌های زير می‌شوند:
- ارتقاء نرم افزار كه در گارانتی يا در قرارداد سرويس در نظر گرفته نشده اند.
Utilities -
 - Contributions  to  overhead
همان طور كه در مثال بالا از آناليز PV/LCC نشان داده شد ، هزينه  خريد اوليه فقط كـســری از هـزينـه كلـی عملكـرد در طـول پنـج سـال اسـت. بنـابـرايـن بـه جـای ايـن كـه تصميم‌گيری در مورد خريد تنها بر اساس هزينه اوليه يک سيستم فلوسيتومتر گرفته شود ، خريداران بايد هزينه‌های عملكردی در طول عمر آن را نيز در نظر گرفته و بررسی كنند.

مراحل توسعه
كـاربـردهـای بـالـيـنـی فـلـوسـيـتـومـتـر در اواسـط دهـه 1970 شـروع شـد. پيشرفت در سيستم‌های الكترونيكی و افزوده شدن ميكروپروسسورها به فلوسيتومترهای فعلی امكان ارزيابی حداقل هشت تا نه پارامتر سلولی را می‌دهد ؛ دو پارامتر پراكندگی نور ، سه يا چهار پارامتر chromogenic و سه پارامتر ايمنوفلورسانس.
به علاوه امروزه بسياری از فلوسيتومترها ، مجهز به دو يا چند ليزر هستند كه می‌توانند بـرای بـرانـگـيـختن يک بازه از رنگ‌ها و فلئوروكروم‌ها استفاده شوند. اين پيشرفت تكنولوژی برای اپراتورها امكان استفاده همزمان از 11 رنگ ايمنوفلورسانس را فراهم می‌كند.
به منظور بهبود دادن كلاس بندی ، دريافت و آناليز داده ، نرم افزار آناليز داده  به طور دائم به روز شده و توسعه داده می‌شود. به علاوه استفاده از سيستم‌های آماده سازی اتـومـاتيک نمونه ، موجب استانداردسازی آماده سازی و فراهم كردن كنترل كيفيت خوب می‌شود و زمان آماده سازی را  از يک تا دو ساعت به 10‌ دقيقه يا كمتر كاهش مـی‌دهـد. محققـان نشان داده‌اند كه تكنولوژی فلوسيتومتر با استفاده از منابع نوری ارزان قيمت هــلــيــــم-نــئـــون و تـكـنـيـــک هـــای رنـــگ آمـيـــزی فـلـورسـانـس می‌توانند ابزاری حساس ، از نظر هزينه مقرون به صرفه و سريع برای تشخيص ، توصيف و شناسايی باكتری ها باشند.  ‌امروزه ، يــكـــی از مـــرســوم تــريــن كــاربــردهــای بــالـيـنــی فلوسيتومتر انجام شمارش لنفوسيت 8/CD4CD در خــون محيطـی از بيمـاران بـا HIV مثبت برای سـطــح بـنــدی و بـرای نـظـارت دوره ای اســت. تـحـقيقـاتـی بـا هـدف مطـالعـه پلاكت‌ها به ويـژه بــــرای تــشــخــيـــص آنــتـــی بـــادی ضـــدپـــلاكــتــی مـــرتــبـــط بــا بـيـمــاری هــای خــود ايـمـنــی انـجــام مـی‌شـونـد. يـكـی ديـگـر از زمينه‌های تحقيقاتی مورد علاقه ، فعال سازی پلاكت است كه زمانی كه خون با پروتز رگ يا سطح يک وسيله پزشكی مـانـنـد واحـد هـمودياليز يا بای پس شش-قلب تـمـاس پـيدا می كند ، اتفاق می‌افتد. آناليز DNA سـلــول تــومـور  و نـيـز بـسـيـاری از كـاربـردهـای ميكروبيولوژی بالينی ديگر برای فلوسيتومتر با افزايش مداوم استفاده از اين دستگاه ، در حال بررسی است.
محققـان شـروع به بررسی امكان استفاده از فلوسيتومترها به عنوان آشكارسازهای ويروس كـــرده انـــد. ويـــروس‌هــا بـسـيــار كــوچــک‌تــر از بـاكتری‌ها يا سلول‌های سرطانی با قطر 100 تا 250 نــانــومـتــر هـسـتـنــد. انـدازه كـوچـک آن هـا ، تفكيک كردن سيگنال‌های نور پراكنده شده از آن‌هـا از نـويـز پـس زمـيـنـه را مـشـكـل مـی‌سازد. هـــم‌زمـــان بـــا تـــلاش مــحـقـقــان بــرای افــزايــش حساسيت فلوسيتومترها ، نقش اين دستگاه‌ها به عنوان آشكارساز ويروس پررنگ تر می‌شود. 

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

امروزه با پيشرفت فناوري اطلاعات در علوم پزشكي و شبكه‌هاي كامپيوتري ، ديگر نيازي به كليشه‌هاي قديمي براي گرفتن تصاوير راديولوژي و صرف هزينه خريد و نگهداري اين فيلم‌ها احساس نمي‌شود. چرا كه سيستمي به نام سيستم ارتباط و بايگاني تصويري يا (PACS (Picture Archiving and Communication System ، امكان انتقال ، ذخيره ، بازيابي و نمايش تصاوير پزشكي در نقاط مختلف را ايجاد كرده است. دستگاه‌هاي تصويربرداري ، يك شبكه كامپيوتري ، پايگاه‌هاي داده يا بانك اطلاعاتي و ايستگاه‌هاي نمايش تصوير يا مشتري (Client)ها ، چهار جزء اصلي تشكيل دهنده يك سيستم PACS بيمارستاني هستند. سيستم PACS مي‌تواند تصاوير حاصل از روش‌هاي مختلف تصويربرداري تشخيصي مانند MRI ، CT SCAN ، سونوگرافي ، راديوگرافي ، آنژيوگرافي ، پزشكي هسته‌اي و ... را به صورت تصاوير ديجيتالي ذخيره و بازخواني كند. اين سيستم امكان كمك به پزشكان دور از مركز درماني را از طريق تله راديولوژي فراهم مي‌كند تا از متخصصان متبحر ليكن دورتر در تشخيص و درمان استفاده شود. با كاهش هزينه‌هاي ذخيره‌سازي كه به صورت الكترونيكي انجام مي‌شود (نسبت به بايگاني‌هاي فيلم و كليشه) ، كمك قابل توجهي به مديريت بيمارستاني مي‌كند. با ارسال تصاوير از طريق شبكه ، زمان دستيابي پزشك معالج به نتيجه تصويربرداري به حداقل رسيده است.

تصويربرداري از اندام‌ها و ارگان هاي بدن در تـشـخـيـص بـيـمـاري بـه پـزشـكـان كمك شاياني مي‌كند تا در تصميم گيري نوع درمان بيماران موفق عمل كنند. تصميم براي درمان با مشاهده تغييرات حاصل شده در عضو بدن ، با تصميمي كه بر اساس علائم و اظهارات بيمار گرفته مي‌شود بسيار متفاوت خواهد بود. به ويژه در بيماري‌هاي استخواني و تومورها حائز اهميت است. بنابراين كيفيت تصويرگرفته شده ، تعداد تصاوير ، ابعاد تصاوير ، سرعت انتقال تصاوير براي پزشك معالج و نوع بايگاني تصاوير براي دسترسي سريع و مجدد ، همه فاكتورهاي مهمي هستند كه در تصويربرداري پزشكي مد نظر بوده‌اند. با ظهور تجهيزات پزشكي ديجيتال و پيشرفته و نيز گرايش عرصه علوم پزشكي به جنبش نـرم افـزاري ، همچنيـن لـزوم تلاش بيمارستان‌ها به سوي يكپارچه سازي اطلاعات بهداشتي و درماني در بيمارستان‌هاي كشور ، بخش‌هاي پاراكلينيكي بيمارستان‌ها به ويـژه تصـويـر بـرداري پـزشكـي بـراي كمـك بـه تشخيـص راديـولـوژيسـت‌هـا و درمان متخصصان گام‌هاي اساسي در استفاده از فناوري اطلاعات برداشته است. بي شك تلاش‌هاي مهندسين نرم افزار و سخت افزار ، تحليلگران سيستم‌ها و كارشناسان علوم پزشكي در اين پيشرفت‌ها چشمگير بوده است. بسياري از روش‌هاي تصويربرداري جديد از جمله راديوگرافي ، سونوگرافي و CT-Scan ديجيتالي شده اند. سيستم ارتباط و بايگاني پزشكي (PACS) ، از پيشرفته‌ترين سيستم‌ها در اين عرصه به شمار مي‌رود. براي اولين بار در سال 1982 در كنفرانس تصويربرداري پزشكي IEEE ، سيستمي معرفي شد كه امكان ذخيره ، نمايش و انتقال تصاوير و اطلاعات ديگر را انجام مي‌داد. اين سيستم در همان سال از سوي انجمن راديولوژي امريكا تأييد شد و در سال 1984 نيز در اروپا مورد توجه كنگره راديولوژي اروپا (European Congress of Radiology) (ECR) قرار گرفت. اين سيستم PACS ناميده شد. سيستم بايگاني و بازيافت تصويري مبتني بر رايانه كـه مـي‌تـوانـد تصـاويـر حـاصـل از روش‌هـاي مختلف تصويربرداري تشخيصي را به صورت تصاوير ديجيتالي ذخيره و بازخواني كند. اين سيستم متشكل از ايستگاه‌هاي نمايشي و ويرايشي تصاوير ديجيتالي در شبكه‌هاي داخلي در بيمارستان يا حتي خارج از بيمـارستـان اسـت كـه دستـرسـي پـزشك به تصاوير ذخيره شده و در نتيجه كاهش وابستگي پزشك به متخصصان راديولوژي را فراهم مي‌كند.

سيستم PACS
در اين تحقيق ابتدا به هدف استفاده از سيستم PACS اشاره كرده ، سپس مقايسه‌اي بين اين سيستم با روش‌هاي تصويربرداري آنالوگ ارائه مي‌شود. اجزاي تشكيل‌دهنده سيستم و ساختار آن را تشريح كرده ، مزاياي آن ذكر مي‌شود و نهايتاً به نتيجه حاصل پرداخته مي‌شود.

هدف استفاده از PACS
مشكـلات فـراوان در سيستـم تصـويـربـرداري كليشـه‌اي وجـود دارد كـه عـلاوه بـر نارضايتي پزشكان و راديولوژيست‌ها و نيز بيمار به خاطر كيفيت ، كميت و نياز به تكرار تصاوير ، مديريت بيمارستان را از نظر هزينه و حفظ و نگهداري فيلم‌ها به چالش كشيده اسـت ؛ لـذا هـدف اصـلـي اسـتـفـاده از سيستم PACS ، ارتقاي بازده‌ مؤثر كاري در كنار قابليت‌هاي تشخيصي پزشكان است. استفاده از استانداردهاي روز در نگهداري و انتقال تصاوير نيز از اهداف مهم به شمار مي‌رود. همچنين هزينه خريداري و نگهداري ايـمـن فيلم‌ها از نظر مديريتي قابل ملاحظه است. تكنولوژي سيستم تصويربرداري پزشكي، در كنار دستگاه تصوير برداري ، از تعدادي رايانه تحت يك شبكه تشكيل شده كه به طور اختصاصي براي ذخيره ، بازيابي ، توزيع و نشان دادن تصاوير استفاده مي‌شود. در واقع تصاوير پزشكي در يك استاندارد يا قالب (Format) مستقل ذخيره مي‌شوند كه DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) مهمترين قالب آن است. بـيـشـتـريـن تـصـاويـري كـه از طـريـق PACS آرشـيـو و طـبـقـه‌بـنـدي مـي‌شـونـد ، تـصـاوير اولتراسوند ، MRI ، CT ، اندوسكوپي ، ماموگرافي و اشعه ايكس هستند‌. اين سيستم در واقع جايگزين hardcopy- مانند بايگاني فيلم‌هاي راديولوژي براي مديريت تصاوير پزشكي كه در طول زمان ممكن است خراب ‌شوند ، مي‌شوند و توانايي‌ها و قابليت‌هاي سيستم‌هاي رايج را بالا مي‌برد. ازطرفي هزينه بسيار بالاي فيلم‌هاي راديولوژي و نيز نگهداري آن‌ها هميشه از مهمترين مشكلات مديران بيمارستان‌ها بوده است. بنابراين PACS مي‌تواند با حذف فيلم هزينه خريداري را كم كند و با ايجاد آرشيو الكترونيكي بايگاني فيزيكي را حذف كند.

مقايسه PACS با سيستم كليشه
در سيستم آنالوگ ، تصويربرداري از بيمار انجام و روي كليشه‌هاي راديولوژي چاپ مي‌شود. راديولوژيست كليشه‌ها را مشاهده كرده و گزارشي از تشخيص خود را روي برگه كاغذ ثبت و به پزشك معالج ارسال مي‌كند. گاهي كليشه حاضر براي تشخيص نهائي كافي نبوده و كمكي به پزشك معالج نمي‌كند. برخي اوقات هم اتفاق مي‌افتد كه كليشه بنا به دلايلي گم شده يا دچار مشكل فيزيكي مي‌شود كه براي ادامه درمان بايد تكرار شود. حال با توجه به ورود مقداري اشعه زيانبار در هر نوبت تصوير برداري به بدن بيمار و ايجاد عوارض متعدد ، تكرار تصويربرداري مشكلات خاص خود را دارد و اگر در اين ميان بيمار يك خانم حامله يا يك كودك خردسال باشد ، مشكل عوارض بسيار حاد و خطرآفرين خواهد بود. چه بسا به خاطر جلوگيري از ورود اشعه ايكس به بدن جنين در شكم مادر ، از انجام تصويربرداري از بدن مادر مصدوم صرف نظر شده و سلامت جسمي مادر به دليل ناتواني در تشخيص دچار بحران مي‌شد اما در استفاده از سيستم آرشيو ديجيتالي ، مشكل و خطرات ناشي از پرتونگاري به بيمار نيز در نتيجه عدم لزوم تكرار پرتونگاري ، به مراتب ازبين خواهد رفت. يكي از سيستم‌هايي كه از 25 سال پيش استفاده از آن در اروپا و امريكا و چند سالي است در ايران آغاز شده است ، همين سـيـسـتـم PACS اسـت كـه تـمـامـي ايـن مـشـكـلات را مـرتـفـع سـاخـتـه است. با يك بار تـصــويـربـرداري از اعضـاي بـدن بيمـار چنـديـن تصوير از بعدهاي مختلف و با كيفيت مناسب گرفته شده و در هارد ديسك كامپيوتر ذخيره و بــايـگــانــي مــي‌شــود. تـصــاويـر در مـانـيـتـورهـاي Medical Diagnosis با كيفيت مناسب در معرض ديـد متخصصـان راديـولـوژي قـرار مـي‌گيـرند تا گزارش مناسب و كاملي تهيه كنند. نسخه‌اي از تصاوير نيز به بيمار در يك CD تحويل مي‌شود تا در مــواقــع لــزوم بــه پــزشـك معـالـج ارائـه دهـد. هــمــچــنــيـــن تـصــاويــر گــرفـتــه شــده و گــزارش راديــولــوژيـســت روي آن ، بــه شـكـل online در كمترين زمان ممكن از طريق شبكه در دسترس پزشك معالج در بخش‌هاي بستري يا اتاق عمل است.

اجزاء تشكيل دهنده يا ساختار يک سيستم PACS
اين سيستم براساس ايده و روش هاي جديد كامپيوتري بنا نهاده شده و متشكل از چهار جزء اساسي است. هركدام از اين اجزاء با تجهيزات خاصي كار مي‌كنند. اين اجزاء عبارتند از:

- دستگاه‌هاي تصويربرداري پزشكي
- ايستگاه‌هاي كار (station)
- شبكه كامپيوتري
- پايگاه‌هاي داده و بانك‌هاي اطلاعاتي

اين اجزاء در مجموع تشكيل يك سيستم را مي‌دهند كه وظيفه تصويربرداري ، ايجاد بانك اطلاعاتي ، جريان اطلاعات در شبكه و بايگاني تصاوير پزشكي را بر عهده دارند.

دستگاه‌های تصويربرداری پزشكی
دستگـاه‌هـاي تصـويـربرداري متنوعي وجود دارد. MRI ، CT-Scan ، CR و ... كـه بـا سيستـم PACS ارتــبـــاط دارنـــد. يـــك دســتــگـــاه اســكـــن تـومـوگـرافـي كامپيوتري را در نظر بگيريد. اين دستگاه از يك ميز براي قرار گرفتن بدن بيمار ، يك كانتري كه سر بيمار در آن قرار مي‌گيرد ، يك منبع توليد اشعه ايكس ، سيستمي براي آشكار كردن تشعشع خارج ‌شده از بدن و يك ژنراتور اشعه ايكس تشكيل شده است. همه اين‌ها داخل يك اتاق مخصوصي قرار دارد كه ديوارهاي اين اتـاق عـايـق و درب ورودي آن سـاختـه شـده از لايه‌هاي سربي است.
تصويربرداري از تمام نقاط بدن به كمك اشعه X و بــا پــردازش كــامـپـيــوتـري CT-Scan انـجـام مـي‌گيـرد و اختـلافـات بسيـار جـزئي در جذب اشعـه X را نشـان مـي‌دهـد. ايـن سيستـم قـادر به آشكار ساختن دانسيته‌هاي مختلف در نسوج نـرم اسـت. در تـرومـاهـا ، شكستگي‌هاي حاد و شكستگي‌هاي موئي ، تومورها نقش تشخيصي مهمي ايفا مي‌كند.
اصول كار يك دستگاه تصويربرداري مانند دستگـاه سـي تـي اسكـن به طور خلاصه چنين است: پس از اين‌كه بدن بيمار بر روي ميز و سر آن در كــانـتـري قـرار گـرفـت و شـرايـط دستگـاه بر‌حسب ناحيه مورد تصوير برداري تنظيم شد ، يــك دسـتــه پــرتــو ايـكــس تــوســط كــولـيـمــاتــور (محدودكننده دسته اشعه) به صورت يك باريكه در آمــده و از بــدن بـيـمــار رد مــي‌شــود (پــالــس مي‌شود). مقداري از انرژي اشعه هنگام عبور از بـدن جـذب و بـاقـيـمـانـده اشـعـه بـا عـنـوان پـرتـو خـروجـي كه از بدن بيمار عبور مي‌كند ، توسط آشكـار سازي كه مقابل دسته پرتو ايكس قرار دارد ، اندازه‌‌گيري شده و بعد از تبديل به زبان كامپيوتري در حافظه كامپيوتر ذخيره مي‌شود. بلافاصله پس از اين‌كه اولين پالس اشعه به طرف بيمار فرستاده و اندازه‌گيري شد و لامپ اشعه ايكس يك حركت چرخشي بسيار كم انجام داد ، دسـتـه پـرتـو ايكـس دوبـاره پـالـس شـده ، مجـدداً انــدازه‌گـيـري مـي‌شـود و در حـافـظـه كـامـپـيـوتـر ذخيره مي‌شود. اين مرحله بسته به نوع دستگاه چند صد يا چند هزار بار تكرار مي‌شود تا تمام اطلاعات مربوط به عضو مورد نظر در حافظه كامپيوتر ذخيره شود. كامپيوتر ميزان اشعه‌اي را كــه هـر حجـم معينـي از بـافـت جـذب مـي‌كنـد ، اندازه‌‌گيري مي‌كند. اين حجم بافتي را واكسل (Voxel) مي‌نامند كه مشابه چند ميليمتر مكعب از بافت بدن است. در سي ‌تي ‌اسكن يك لايه مـقـطـعي از بدن به اين واكسل هاي ريز تقسيم مي‌شود كه با توجه به مقدار جذب اشعه‌اي كه تـــوســط هــر كــدام از ايــن واكـســل‌هــا صــورت مـي‌گـيرد ، يك شماره نسبت داده مي‌شود. اين شـمــاره‌هـا نـيـز بـر روي تـصـويـر كـه بـر صـفـحـه تلويزيون مانند كامپيوتر مي‌افتد ، يك چگالي با معيـار خـاكستـري (از سفيـد تـا سيـاه) اختصاص داده مي‌‌شود. نمايش هر كدام از واكسل‌ها را بر روي مانيتور يك پيكسل (Pixel) مي‌گويند. يعني واكسل‌ها حجم سه بعدي و پيكسل‌ها دو بعدي هستند و هر چه تعداد پيكسل‌ها بر روي مانيتور بيشتر باشد ، تصوير واضح‌تر و قابل تفكيك‌تر است. اعدادي كه با توجه به مقدار جذب اشعه به هر بافت اختصاص داده مي‌شود را اعداد سي ‌تي يا اعداد هانسفيلد مي‌نامند. به طور مثال بافت چربي كمتر از بافت عضلاني و بافت عضلاني كمتر از بافت استخواني اشعه را جذب مي‌كند. بنابراين به طور مثال استخوان 400+ ، آب صفر و چربي 50 و هوا 500 است كه هر چه مقدار اين اعداد كمتر باشد ، بر روي فيلم سي‌تي اسكن آن قسمت طبق معيار خاكستري بيشتر به سمت سياهي تمايل دارد و برعكس هرچه عدد سي‌تي مثل استخوان بالا باشد ، تصوير به سمت سفيدي تمايل دارد. گاهي براي مشخص‌‌تر شدن اعضايي كه داراي چگالي شبيه به هم هستند ، از مواد كنتراست‌زا استفاده مي‌شود. از كاربردهاي تصوير برداري با اين دستگاه‌ها به مواردي اشاره مي‌شود.
تشخيص بيماري‌هاي مغز و اعصاب ، بيشترين استفاده از سيستم PACS را در بين بخش‌هاي بيمارستاني بخش اعصاب دارد. چون سي ‌تي اسكن مي‌تواند تفاوت بين خون تازه و كهنه را به تصوير بكشد ، به همين دليل براي نشان دادن موارد اورژانس بيماري‌هاي مغزي بهترين كاربرد را دارد.
بيمارهاي مادرزادي مانند بزرگي يا كوچكي جمجمه -تشخيص تومورهاي داخل جمجمه‌اي و خارج مغزي- خونريزي در قسمت‌هاي مختلف مغز و سكته‌هاي مغزي‌ تشخيـص بيمـاري اعضـاي داخـل شكمـي مانند كبد ، لوزالمعده ، غدد فوق كليوي و بررسي بيماري‌هاي ريه.
اتاق كنترل: ‌در كنار اتاقي كه دستگاه تصويربرداري در آن وجود مستقر هست ، يك اتاقك ساخته شده كه مانند اتاق فرمان عمل مي‌كند. اين اتاق از طريق يك پنجره كاملا شيشه‌اي كه شيشه آن از جنس مخصوص بوده و عايق اشعه است ، مشرف به اتاق تصويربرداري است. كارشناس راديولوژي براي ايمن بودن از اشعه بايد در خارج از اتاق تصويربرداري و در همين اتاقك مستقر شود و ضمن مشاهده بيمار و ارتباط صوتي با بيمار ، كنترل دستگاه تصويربرداري را در دست داشته و عمل تصويربرداري را انجام مــي دهــد. يــك دسـتـگــاه كــامـپـيــوتــر بــراي بـازسـازي تصـويـر و كنسـول عمليـاتـي كـه تكنولوژيست راديولوژي بر آن قرار مي‌گيرد ، در اين اتاق وجود دارد. اين كامپيوتر متصل به دستگاه تصويربرداري ونيز از طريق شبكه متصل به server مخصوص PACS جهت استفاده از بانك اطلاعاتي و همچنين بايگاني تصاوير گرفته شده در آن است. متصدي اين كامپيوتر همزمان مي‌تواند تصاوير گرفته شده را در بانك اطلاعاتي اضافه و علاوه بر بايگاني فايل‌ها در server و كپي روي CD در صورت نياز از تصاوير گرفته شده و حتي بايگاني در server ، به وسيله پرينترهاي مخصوص روي كليشه چاپ كند.

ايستگاه های كار (Work Stations)
هر ايستگاه كار عبارت از يك دستگاه كامپيوتر با مختصات مناسب است كه مسئول نمايش اطلاعات و تصاوير پزشكي از طريق شبكه داخلي بيمارستان است. براي دو محل ايستگاه‌هاي كاري تعريف شده است. يكي براي راديولوژيست در بخش راديولوژي ، جهت مشاهده تصاوير و نوشتن گزارش پيوستي و يافته‌هاي خود روي تصاوير و ديگري براي بخش‌هاي بستري و اتاق عمل كه با يك دستگاه كامپيوتر در هر بخش ، پزشك معالج مـقـيـم در بـخـش بـسـتـري يـا اتـاق عـمـل تـصـاويـر خـواسـتـه شـده از بيمار و نيز گزارش راديـولوژيست را مشاهده براي درمان بيمار اقدامات درماني را انجام مي دهد. براي راديـولـوژيست‌ها استفاده از مانيتورهاي مخصوص (Medical Diagnosis Monitor) كه داراي قابليت نمايش تصاوير با كيفيت بهتر هستند ، ضروري است. اين ايستگاه‌هاي نمايشي و ويرايشي تصاوير ديجيتالي در هر يك از بخش‌هاي متصل به شبكه‌هاي محلي يا داخلي در بيمارستان يا حتي شبكه اينترنت خارج از بيمارستان دسترسي پزشك به تـصـاويـر ذخيره شده و در نتيجه كاهش وابستگي پزشك به متخصصان راديولوژي ، دسترسي همزمان جراحان در بيمارستان‌هاي مختلف و مشاوره متمركز درباره مقايسه روش‌هاي درماني متعدد را فراهم مي‌كند. يك دستگاه از اين ايستگاه‌هاي كاري در اتاق گـزارش واقـع در بـخـش راديـولوژي وجود دارد كه مخصوص راديولوژيست جهت مشاهده تصاوير گرفته شده است ، ويرايش تصاوير با tools نرم افزار PACS و درج گزارش از يافته‌هاي خود روي تصاوير يا پيوست تصاوير است. ايستگاه كاري ديگري در بخش راديولوژي در قسمت پذيرش است كه متصدي پذيرش مي‌تواند از تصاويرگرفته شده براي بيمار CD تهيه و تحويل دهد. ايستگاه‌هاي كاري متعددي در قسمت‌هاي مختلف يك بيمارستان بسته به سياست‌هاي مديريتي مي‌تواند تعبيه شود.

شبكه كامپيوتری
امروزه در كشورهاي پيشرفته تقريباً هر بيمارستاني و در كشورهاي در حال توسعه بيمارستان‌هاي درجه يك مجهز به يك شبكه داخلي جهت استفاده كليه بخش‌ها و واحدهاي بيمارستاني از سيستم يكپارچه اطلاعات بيمارستاني (HIS) در كنار شبكه جهاني اينترنت هستند. در كشور ايران نيز گام‌هاي اساسي در اين راستا برداشته شده و علي رغم مشكلات خاص اين قضيه بيمارستان‌ها تا حدودي مجهز به شبكه داخلي و استفاده از HIS شده‌اند يا به دنبال راه اندازي آن هستند. يكي از قسمت‌هاي پاراكلينيكي HIS سيستم راديولوژي است كه مي‌تواند سيستم PACS را به طور كامل پشتيباني كند. بنابراين در يك بيمارستان وجود يك شبكه حتي در صورت نبود HIS براي سيستم PACS ضـروري اسـت تـا ارتـباط بين بخش راديولوژي با بخش‌هاي بستري و ساير قـسمت‌هاي مرتبط را براي استفاده از تصاوير پزشكي برقرار نمايد. البته اين شبكه مي‌تواند از طريق اينترنت با بيرون از بيمارستان نيز ارتباط برقرار كند عملكرد شبكه PACS از دستگاه‌هاي تصويربرداري شروع مي‌شود. اين تجهيزات تصاوير را به وسيله نرم افزار PACS PLUS به Server منتقل مي‌كنند. شبكه داخلي تصاوير را از سيستم PACS به مراكز مختلف داخل بيمارستاني منتقل و در اختيار افراد مجاز قرار مي‌دهد. از طرفي همين سيستم به شبكه جهاني اينترنت مي‌تواند وصل شده و تصاوير گرفته شده را به خارج از بيمارستان منتقل و در اختيار افراد بي شماري كه بتوانند به اين سيستم دسترسي داشته و مجوز استفاده از آن را بگيرند ، قرار مي‌گيرد. هرشبكه ، داراي اجزائي است و هـمـيـشه يك دستگاه Server براي ارائه خدمات به كليه دستگاه‌هاي Client در نقاط مختلف شبكه بايد وجود داشته باشد كه عبارت از يك دستگاه كامپيوتر با مشخصات بسيار بهتر و توانائي پردازش بالاي اطلاعات است كه محل ذخيره اطلاعات نيز است. Server بـه وسـيـلـه چـنـد دستگاه switch كه به صورت ترمينال خطوط ارتباطي عمل مي‌كنند ، ارتباطات را با قسمت‌هاي ديگر شبكه برقرار مي‌كند. اين در حالي است كه سرعت انتقال به نوع رايانه‌ها و رسانه برقراركننده ارتباط بين اجزاي سيستم بستگي دارد. نوع كابل شبكه مورد استفاده كه فيبر نوري بهترين آن است ، نوع سويچ‌ها ، نوع كــارت شـبـكــه بــه كــار رفـتــه در كــامپيـوتـرهـاي ايـسـتـگـاه‌هـاي كاري ، كيستون‌ها و ... از جمله فــاكـتــورهــايــي هـسـتـنــد كــه در سـرعـت انـتـقـال اطلاعات بسيار مؤثر هستند. سيستم PACS در يـك شبكـه به طور اوليه از يك وسيله دريافت كـنـنــده تـصــويـر (دروازه الكتـرونيكـي) ، سيستـم مـديـريـت اطـلاعـات (يـك رايانه مخصوص كه جريان ورود اطلاعات را به درون شبكه كنترل مـي‌كـنند) ، وسيله ذخيره تصاوير (بايگاني‌هاي بزرگ و كوچك) ، شبكه انتقال (كه مناطق پهن و مـحـلي را پوشش مي‌دهد) ، پايگاه‌هاي نمايش (شـامـل يـك رايـانـه ، نـمـايـشـگـر مـتـن ، نـمـايشگر تصاوير و يك خط اتصال‌براي استفاده كننده به منظور استفاده از آن‌ها) و گاهي در مواقع لزوم ، تجهيزاتي كه تصاوير را روي hard-copy ذخيره كند ، تشكيل شده است. البته امروزه PACS هاي تحت وب بيشتر رايج هستند ؛ به اين صورت كه از ايـنـتـرنـت بـه عنوان مرتبط كننده اصلي خود استفاده مي‌كنند. در شبكه اينترنت نيز سرعت انتقال به فاكتورهاي مهم ديگري بستگي دارد. پـهـنـاي بـانـد شـبـكـه ايـنـترنت ، شكل استفاده از Dial-up يا ADSL از مهمترين فاكتورها است.

پايگاه‌های داده و بانک‌های اطلاعاتی
نكته مهم در مورد سيستم PACS ، شبكه انتقال آن اسـت كـه از يـك Server مـركـزي (كه پايگاه داده‌ها را ذخيره مي‌كند) تشكيل شده است. اين پــايـگـاه حـاوي اطـلاعـات تـصـاويـري اسـت كـه تـــوســـط دسـتـگــاه هــاي تـصــويــربــرداري  MRI ، CT-Scan ، CR و ... مـرتبـط بـا سيستم PACS ، گرفته شده و از طريق (LAN (Local Area Network يــا (WAN (Wide Area Network روي Server ذخـيـره و در طـول شـبكه دريافت مي‌شوند كه اطلاعات اصلي در Server در بانك اطلاعاتي وجـــود دارد. ســـاخـتــار ايــن بــانــك اطــلاعــاتــي مي‌تواند به صورت Access و SQL و ... باشد. روي Server تـصـاوير با فرمت خاص خود كه مطابق با استاندارد DICOM است و معمولا با نام تـاريـخ اخذ تصوير همراه با يك شماره پرونده بستري يا سرپائي بيمار ذخيره مي‌شود. علاوه بر آن فـايـل‌هـاي مـورد نـيـاز بـراي نـرم افزار PACS PLUS نـيـز وجـود خـواهـد داشـت. از امـكانات بــانــك اطــلاعــاتـي مـانـنـد ايـجـاد Account بـراي كاربران مجاز نيز استفاده مي‌شود.

ساختار سيستم PACS
تجهيزات مدرن راديولوژي ، امروزه به طور مستقيم تصاوير بيماران را وارد سيستم PACS در قالب تعريف شده مي‌كند. يك سيستم كامل PACS ، بايد شامل يك نقطه دسـتــرســي (Access Point) بــه تـصــاويــر و اطــلاعـات همـراه بـاشـد. همچنيـن بـايـد بـا سيستم‌هاي اطلاعاتي بيمارستاني ديگر HIS و به ويژه به سيستم‌اطلاعاتي راديولوژي (RIS) نيز مرتبط باشد. ارتباط PACS با RIS بسيار حائز اهميت است چرا كه اين دو سيستم ، مكمل هم در كامل كردن ‌سيستم مكانيزه كل بخش راديولوژي هستند. هرچه ارتباط ميان سيستم‌هاي اطلاعاتي مختلف گسترده‌تر باشد ، اطلاعات قوي‌تر و قابل اعتمادتر مي‌شوند. به طور مثال ، خطر ورود اشتباه اطلاعات بيماران را كم مي‌كند ؛ زيرا قالب استاندارد DICOM كه براي اين منظور به كار مي‌رود ، مي‌تواند مشخصات بيمار را نيز دريافت كند. استاندارد DICOM يك استاندارد جهاني در انتقال تصاوير پزشكي است و سيستم‌هاي مورد استفاده در بيمارستان‌ها و مراكز بهداشتي مانند HIS و PACS بايد از اين استاندارد استفاده كنند تا فرمت تصاوير در نرم افزار مورد استفاده قابل فهم و استفاده باشد. سيستم PACS از نرم افزار PACS PLUS بهره مي‌برد كه از استانداردهاي لازم بـرخوردار هست. زماني كه دريافت اطلاعات يك بيمار كامل شد ، سيستم ‌PACS ، داده‌هاي تصويري جاسازي شده را با فهرست سوابق برنامه‌ريزي شده روي شبكه مـقـايـسـه مـي‌كـنـد و در صـورت وجـود هـرگونه تناقضي ، آن را مشخص مي‌كند. هر اطلاعاتي ، تنها با مشخصات همان فرد ، ذخيره مي‌شود. وقتي راديولوژيست خواندن تصاوير بيمار مفروض را به پايان رساند ، سيستم  PACS آن را به عنوان «خوانده شده» علامت‌دار مي‌كند كه به اين ترتيب از دوباره‌خواني جلوگيري مي‌شود. گزارش پزشك به عكس متصل شده و از طرف ديگر خط اتصال ديده مي‌شود. در بيشتر موارد سيستم PACS با سيستم اطلاعاتي بيمارستان (HIS) و سيستم اطلاعاتي راديولوژي (RIS) مرتبط است تا برقراري ارتباط بين تصاوير با اطلاعات مربوط به بيماران و امكان استفاده از سيستم‌هاي تله راديولوژي براي انتقال و دريافت تصاوير و اطلاعات بيمار از مناطق دور را تسهيل كند. همكاري اين سيستم‌ها مي‌تواند ارتباط بين بخش‌هاي مختلف درماني را بهبود بخشيده و كارايي و كيفيت مراقبت از بيمار در بيمارستان‌ها را افزايش دهد. سيستم‌هاي ذخيره و بازيابي تصويري به طور كلي از ابزارهاي ارتباطي رايانه ميزبان ، ابـزارهـاي بـايگاني تصوير و ايستگاه‌هاي نمايش كه به شبكه ارتباطي متصل است ، تـشـكـيــل شـده اسـت. اسـتـفـاده از سـيـسـتـم‌هـاي ذخـيـره و بـازيـابـي تـصـويـري تـنـهـا بـه تصويربرداري محدود نخواهد بود ، بلكه از سيستم‌هايي كه براساس PACS عمل مي‌كند در جراحي هم استفاده مي‌شود و به اين ترتيب شبكه‌هاي اطلاعاتي كه معمولا از خطاها و اشتباهات كمتري برخوردار است ، راه اندازي مي‌شود. يك PACS خوب كاملا به طور قطعي ، به راديولوژيست اجازه مي‌دهد تا تصاوير پي در پي را با كمترين حركت و جنبش نسبت به حالتي كه بايد در حالت آزاد نمونه‌هاي دقيق را مورد بررسي قرار دهد ، به وسيله ابزارهاي ديجيتالي كه ازطريق صفحه كليد هدايت مي‌شود و با انگشتان به اجرا در مي‌آيد تفسير كند.
براي راه اندازي سيستم در يك مركز ، توجه به ساختار يك سيستم PACS بسيار حائز اهميت است. در اين ساختار بايد موارد مهمي را مد نظر قرار داد كه به نمونه‌هائي از آن اشاره مي‌شود.

بررسی فضای فيزيكی مورد نياز جهت نصب

سخت افزار و لوازم جانبی سيستم PACS
در اين جهت دستگاه‌هاي تصويربرداري موجود بررسي مي‌شوند. اگر اين دستگاه آنالوگ باشد ، بايد از كيت مخصوصي كه شبيه يك كارت شبكه نسبتاً بزرگ است در كــامـپـيــوتــر مـتـصــل بــه دستگـاه تصـويـربـرداري اســتـفــاده كــرد. دسـتـگــاه‌هــاي تـصــويــربــرداري ديجيتال كامل بوده و نياز به كيت مذكور ندارد. دستگاه‌هاي ديجيتال بهترين گزينه براي استفاده از سيستم PACS است.

- بـررسـي تـجـهـيـزات پـزشـكـي و گـروه‌هـاي كاري  Groups Work كه توسط كميته استاندارد جهاني فرمت دايكام DICOM ارائه داده شده در اين مركز درماني از قبيل دستگاه CR راديولوژي RI ، CT-Scan ، US ، آندوسكوپي ، ميكروسكوپي و ...
- سيستم PACS بايد امكان ارسال و دريافت تصاوير ديجيتال پزشكي با فرمت دايكام DICOM را بـه ايستگـاه‌هـاي Work Stations داخـل مـركـز درماني داشته باشد (از قبيل بخش‌ها، اطاق عمل و غيره ... ) در ايستگاه‌هاي  Work Stations از دو نوع Viewer استفاده مي‌شود:

الف) Viewer كه اين نرم افزار فقط تصاوير را نشان مي‌دهد و در اكثر ايستگاه‌هاي Work  Stations نصب مي‌شود.
ب) Viewer كــــه اجــــازه پـــردازش تــصـــاويـــر ديـجـيـتـال پـزشكـي بـا فـرمـت دايكـام DICOM را مــي‌دهــد كــه ايــن نــرم افــزار بــر اســاس نـيــاز و ضرورت تهيه مي‌شود.

- سيستم PACS بايد امكان ارسال و دريافت تصاوير ديجيتال پزشكي با فرمت دايكام DICOM را بـه خـارج مركز درماني را از طريق اينترنت داشته باشد.
- سيستم PACS بايد امكان اتصال به HIS/RIS تـحـت پـروتـكـل HL7 (پـروتكل استاندارد انتقال اطلاعات علوم پزشكي) را بر اساس گروه كاري داشته باشد.
- سيستم PACS بايد امكان پروتكل آموزش باليني براي دانشجويان و كاركنان علوم پزشكي را داشته باشد.
- سـيـسـتـم PACS بـايـد امـكـان رايـت بـر روي CD يا DVD را براي ارائه به بيمار به جاي كليشه داشته باشد.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

با بهره برداري از اين سيستم مشكلات مرتبط با تصويربرداري مرتفع مي‌شود. بايگاني و ذخيره فيلم‌ها در انبارهاي مخصوص نياز به فضاي فيزيكي مخصوص دارد. اين فضا بايد داراي نور مناسب و غير مضر براي فيلم‌ها و دما و حرارت مناسب باشد. سيستم ايمني مناسب نيز براي جلوگيري از آتش سوزي و از بين رفتن فيلم‌ها بايد در نظر گرفته شود. گم شدن فيلم‌ها يا خراب شدن آن‌ها و نياز به درخواست مجدد فيلم از طرف پزشك معالج يا نياز به اين فيلم‌ها براي آموزش دانشجويان علوم پزشكي از مشكلات سيستم كليشه‌اي است. از طرفي حجم و هزينه بالاي فيلم‌ها همواره مديران را نگران مي‌كند. سيستم PACS با الكترونيكي كردن تصاوير ، سيستم Film Less را معرفي و از اين مشكلات جلوگيري مي‌كند.

يكي از دغدغه‌هاي مديران بيمارستان هزينه مـادي و مـعـنـوي حـضـور راديـولـوژيـست‌ها در بـيـمـارستان ، در ساعات غير اداري است كه به شكل آنكالي انجام مي‌گيرد. در مواقع اورژانس يا قبل از عمل جراحي حتي در نيمه شب ، از بيمار تصاويري اسكن شده و بايد توسط متخصص راديولوژي تفسير شود. براي اين كار يا بايد با پزشك متخصص راديولوژي تماس گرفته شود تـا در هـمان موقع در بيمارستان حضور يابد يا ايـنـكـه فـيـلـم‌هـاي گـرافي توسط فردي به منزل راديولوژيست ارسال شود و فرد مذكور منتظر بـمـاند تا راديولوژيست تفسير خود را گزارش كرده و توسط آن فرد به بيمارستان عودت داده شود. در اين مدت پزشك معالج و تيم جراحي در انتظار هستند و گاهي مشكلاتي در تأخير عمل بـراي بـيـمـار پيش مي‌آيد كه تبعات قانوني هم دارد. سيستم PACS اين مشكل را حل كرده و فقط به راديولوژيست تلفني اطلاع داده مي‌شود تا ايشان در منزل خود از طريق خط اينترنت وارد سيستم بيمارستان شده و از روي مانيتور خود تـصــاويــر مـربـوطـه را مـشـاهـده و حـتـي بـا ابـزار نرم‌افزار PACS PLUS روي تصوير مانور داده و يـافتـه‌هاي خود را تايپ كند. در كمترين زمان ممكن پزشك معالج در اتاق عمل يا اورژانس گزارش را مشاهده و با توجه به تشخيص حاصل به درمان يا عمل مي پردازد. سيستم PACS امكان آموزش از راه دور يا تشخيص از طريق اينترنت و تلويزيون را فراهم مي‌سازد و به پزشكان كمك مي‌كند كه در هر كجا كـه هستنـد ، هـم‌زمـان به اطلاعات مشابه و به روز شده دست يابند كه در اصطلاح ، تله‌راديولوژي ناميده مي‌شود. سيستم‌هاي PACS ، با كاهش هزينه‌هاي ذخيره‌سازي كه به صورت الكترونيكي انجام مي‌شود (نسبت به بايگاني‌هاي فيلم) ، مزاياي زيادي دارنـد. بـا ‌استفـاده از سيستـم‌هـاي انفورماتيك تصويربرداري PACS مي‌توان تصاوير راديولوژي را بايگاني و از آن براي ارسال تصاوير به هر نقطه اي از دنيا استفاده كرد ؛ بنابراين بايد از سيستم‌هايي استفاده كرد كه در آن‌ها خروجي تصوير به صورت ديجيتال اسـت. گستـرش استفـاده از سيستـم PACS از بزرگ شدن مراكز و جاي‌گيري بيشتر بايگاني فيلم‌ها جلوگيري مي‌كند كه اين مزيت ، به نفع مراكز كوچك است. تهيه تصوير روي CD يا DVD و ارائه آن به بيمار ، كمك مي‌كند تا بيمار ادامه درمان خود را به مراكز ديگري ببرد و اين درحالي است كه حمل و نگهداري فيلم و كليشه براي بيمار بسيار مشكل است و گاهي مفقود يا مخدوش شدن فيلم اتفاق مي‌افتد. گاهي اتفاق مي‌افتد كه بـراي درمـان بيمـار از مشـاوره متخصصـي در خـارج از كشـور استفـاده مـي‌شـود. تلـه راديـولـوژي و سـيـسـتـم PACS تصاوير را سريع و در بهترين حالت ممكن در اختيار متخصص مربوطه در آن سوي كشور قرار داده و روند بهبود بيماري را بهتر مي‌كند. در واقع با پيشرفت علم پزشكي و تجهيزات وابسته به آن كه هر كدام دنيايي از تصاوير را ايجاد مي‌كنند ، نياز به سيستم‌هايي مانند PACS كاملا احساس مي‌شود تا به اقتصاد دنـيــاي پــزشـكــي نـيـز كمـك رسـانـد. از طـرفـي ، تــشــخــيـــص ســـريـــع‌تــر و دقـيــق‌تــر بـيـمــاري را امــكـــان‌پـــذيــر مــي‌ســازد و در وقــت و هــزيـنــه صـرفـه‌جـويـي بـسياري مي‌كند. در واقع هدف اصــلـــي اســتــفـــاده از ســيـسـتــم PACS ، ارتـقــاي بازده‌ مؤثر كاري در كنار قابليت‌هاي تشخيصي پزشكان است.

ارتباط اين سيستم با HIS
اين سيستم نيز همانند بسياري از برنامه‌هاي اقـماري HIS بايد قابليت اتصال به آن را داشته بـاشـد تـا در خـدمت پزشكان و تيم پزشكي در بـيـمـارسـتـان قـرار گيرد. در اين يكپارچه‌سازي سيستم PACS اطلاعات هويتي و شماره پرونده بيمار را از HIS دريافت كرده و ذخيره مي‌كند تا براي تيم پزشكي قابل تشخيص باشد.
تــصــــويــــربــــرداري ديــجــيــتـــالـــي مـــوقــعــيـــت خارق‌العاده‌اي داشته و بر بسياري از موانع اوليه مـثـل كـارهـاي صنعتـي نـاكـافـي ، تنگنـاي تـوليـد ، قيمت فوق العاده به ويژه فيلم و ميل كم مشتريان غـلـبـه كـرده اسـت. افـزايـش تـصـاويـر بايگاني و سـيـسـتـم‌هـاي ارتـبـاطـي (PACS) مـحـركي براي پذيرش تكنولوژي ديجيتالي تكميلي است كه در نـصـف كـردن قـيـمـت‌هـا و افـزايـش كـيـفـيت تصاوير مؤثر خواهد بود و به راحتي مي تواند جـــايــگـــزيـــن فــيــلـــم در تـصــويــربــرداري شــود. هـمـين‌طور تأخير زماني و ناكارآمدي ذاتي در توليد فيلم را حذف كرده و به بيمارستان اجازه مي‌دهد تا در فضا و كاركنان راديولوژي صرفه جـــويـــي كــنـــد. مـشـكــلات تــأخـيــر در گــزارش راديـولـوژيـسـت روي فـيـلـم‌هـا عـلاوه بـر ايـجاد تــأخـيــر در تـشـخـيـص پـزشـك و درمـان بـيـمـار ، مــوجــب تــأخـيــر در پــرداخــت هـزينـه از طـرف سازمان‌هاي بيمه نيز مي‌شود كه سيستم PACS اين مشكلات را حل مي‌كند. اخذ رضايت تيم تشخيص و درمان پزشكي ، بيمار و سازمان‌هاي ذيـربـط ، مـديـريـت هزينه‌هاي مالي و انساني و روي آوردن بــه سـيـسـتــم‌هــاي مـكــانـيــزه ، هـمـه عواملي هستند كه امروزه مديران بيمارستان‌ها و حتي مراكز كوچك را به چالش كشيده و استفاده از سيستم PACS را يك ضرورت اجتناب ناپذير كرده است.

تصوير برداری و ارتباط ديجيتالی در پزشكی DICOM
 DICOMمخفف Digital Imaging and Communications in Medicine است كه به معناي تصويربرداري و ارتباط ديجيتالي در پزشكي است و نمايانگر سال‌ها تلاش براي خلق استانداردي اساسي و جهاني در مورد تصاوير ديجيتال پزشكي است. همچنين اين محصول تمام ابزار ضروري براي ارائه دقيق تشخيص و پردازش اطلاعات حاصل از تصاوير پزشكي را تهيه مي‌كند. DICOM فقط يك تصوير يا فرمت فايلي نيست بلكه يك انتقـال دهنـده ، ذخيـره كننـده و نمـايـش دهنـده سـاختـار پـروتكـل‌هـا است و به منظور پوشش‌دهي تمام جنبه‌هاي عملي تصاوير ديجيتال پزشكي ، طراحي شده است.
PACS در سيستم‌هاي پزشكي شامل نرم افزارها و سخت افزارهاي ضروري است كه به منظور كنترل و اداره تصاوير پزشكي طراحي و استفاده مي‌شوند. اين سيستم شامل وسايل تصويربرداري ديجيتال (از قبيل اسكنرهاي توموگرافي كامپيوتري و اولتراسوند و حتي راديوگرافي ديجيتال) ، آرشيوهاي ديجيتالي تصاوير (فضايي كه تصاوير گرفته شده ذخيره مي شوند) و Workstation (امكان هاي مشاهده تصاوير) است. سيستم هاي PACS در ارتباط مستقيم با DICOM هستند. هر نرم افزار PACS با DICOM مخصوص به خود قابليت اجرا دارد.
استاندارد DICOM كه حدود 20 سال پيش طراحي شد ، نقشي اساسي در ارزيابي هاي پزشكي ، تضمين بهترين تشخيص و بهترين ارائه را بازي مي‌كند. DICOM ، با تدارك و تهيه موارد زير نمادي از پزشكي معاصر را ايجاد مي‌كند:

1- ايجاد يک استاندارد جهانی از پزشكی ديجيتال
دستگـاه‌هـاي تصـويـربـرداري ديجيتـالـي ، تصـاويـر DICOM را تهيـه كرده و از طريق شبكه‌هاي PACS ارتباط برقرار مي‌كنند.

2- ايجاد كيفيت بالا در تصاوير
براي مثال DICOM تا ميزان 65536 (16 بيت) رنگ سايه از خاكستري را براي نمايش تصاوير تك رنگ پشتيباني كرده و در نتيجه تفاوت بسيار كوچكي در تصاوير پزشكي قابل مشاهده خواهد بود.

3- پشتيبانی كامل پارامترهای گرفتن تصاوير و اطلاعات متفاوت
DICOM نه تنها تصاوير را ذخيره مي‌كند ، بلكه پارامترهاي متفاوت در رابطه با تصوير را ثبت مي‌كند. مثال: وضعيت بيمار ، ضخامت تصوير ، پارامترهاي اكسپوزر تصاوير و ...

4- رمز گذاری كامل داده‌های پزشكی

5- ايجاد شفافيت در توصيف وسايل تصويربرداری پزشكی و عملكرد آن‌ها
كار با وسايل پزشكي از طريق DICOM ، جايي براي خطا باقي نخواهد گذاشت.

توصيف تمام موارد مثل مشخصات بيمار از جمله نام ، زمان تولد ، سن ، جنس ، وزن ، وضعيـت كشيـدن يـا نكشيـدن سيگـار و نـوع بـررسـي نيـز بر طبق اطلاعات DICOM استـانـدارسازي مي‌شوند. بعد از اين‌كه اطلاعات به عنوان داده‌هاي DICOM گرفته شدند ، اين اطلاعات مي‌توانند بين دستگاه‌ها و نرم افزار‌هاي مختلف انتقال يافته و پردازش شوند. به عبارت ديگر انسان جهان اطراف خود را در حالت آنالوگ درك مي‌كند ولي كامپيوتر‌ها تصاوير را به فرمت ديجيتال كه نخستين پله مورد نياز براي راه اندازي هر نوع DICOM است ، شناسايي مي‌كنند.
تمـام سيستـم‌هـاي تصـويربرداري امروزي تصاوير را به صورت ديجيتال تحويل مي‌دهند. چنين مدل‌هايي شامل CT، MRI ، اولتراسوند و پزشكي هسته‌اي و راديوگرافي ديجيتال است.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

هدف اوليه از تدوين و ارائه استاندارد انتقال تصاوير پزشكي به روش ديجيتال ، تأمين امكان بازيابي تصاوير و اطلاعات همراه آن‌ها از تجهيزات تصويربرداري در يك قالب استاندارد بود كه ميان سازندگان تجهيزات تصوير برداري مشترك باشد. تحقق اين امر امكان بازيابي تصوير و اطلاعات آن را براي متخصصان مستقل از نوع تجهيزات و شركت سازنده فراهم مي‌آورد.

نـخـسـتـيـن دسـتـاورد در ايـن زمينه استاندارد مشترك كالج راديولوژي آمريكا و اتحاديه ملي تـولـيـد‌كنندگان الكتريك بود كه در سال 1985 ميلادي انتشار يافت و مختصات ارتباط نقطه به نقطه براي انتقال تصاوير را مشخص مي‌كرد.
تــحـــول ســريــع شـبـكــه‌هــاي كــامـپـيــوتــري و سيستم‌هاي بايگاني و ارسال تصاوير خيلي زود نشان داد كه استاندارد نقطه به نقطه كاربرد بسيار مـــحــــدودي خــــواهــــد داشــــت. بــــا تــــوجــــه بــــه اسـتـانـداردهـاي شبكه و اصول حاكم بر انتقال اطـلاعـات در شـبـكه‌هاي كامپيوتري و نيز مبنا قـرار دادن اسـتـاندارد ACR-NEMA ، كار بر روي اسـتــانــدارد ادامــه يــافــت تــا در نـهــايــت نـمــونــه استاندارد تصويربرداري و ارتباطات ديجيتال در پزشكي DICOM از سال 1993 ميلادي شروع به ارائه شد. در حال حاضر جديدترين نگارش اين استاندارد كه با عنوان 3 DICOM شهرت يافته و مـحـصـول سـال 2000 مـيـلادي اسـت ، گـسـترش كامل در سطح بين المللي يافته و از سوي سازمان استاندارد اروپا با عنوان اختصاري medicom به عنوان استاندارد شناخته شده است. در ژاپن نيز اتحاديه صنايع تجهيزات پرتو نگاري ژاپن اين استاندارد را براي ذخيره سازي و بازيابي تصوير به خدمت گرفته است.
هر چند كه استاندارد DICOM به دليل رواج كامل آن در جهان از سوي سازندگان تجهيزات تـصــويــربـرداري ، پـردازش تـصـويـر و مـديـريـت پرونده‌هاي پزشكي كاملا شناخته شده است و متخصصان راديولوژي و پزشكان در كشورهاي پيشرفته صنعتي نيز با آن آشنايي دارند ، اما در كشورهاي در حال توسعه هنوز هم بسياري از متخصصان و دانش آموختگان رشته پزشكي تا حدودي با استاندارد DICOM و كاربرد گسترده آن در جهان امروز و تسهيلاتي كه استفاده از اين استاندارد مي‌تواند به امر فراهم آوردن بستر مناسب براي بهبود تشخيص و مشاوره پزشكي عرضه كند بيگانه‌اند.
شايد علت اصلي آن باشد كه اين استاندارد نيز همانند ساير استانداردهاي موجود به تجهيزات به زبان تخصصي براي كارشناسان توليد كننده تجهيزات يا به عبارت ديگر براي مهندسان نوشته شده است و نه متخصصان تصوير برداري و پزشكان مجرب.
اصـولا استـانـدارد DICOM دو مبحـث اسـاسي را در مورد تصاوير پزشكي پوشش مي‌دهد:

1- خود تصوير و اطلاعات همراه آن و نحوه سامان دهی آن‌ها در قالب يک پرونده كامپيوتری
2- قراردادها و نحوه ارسال و دريافت پرونده‌های كامپيوتری بين اجزای مختلف سيستم در شبكه‌های كامپيوتری

مبحـث سـازگـاري نسبـي ميـان روش ذخيـره سـازي و بازيابي تصاوير پزشكي در تجهيـزات سـاخـت تـوليـد كننـدگان مختلف را تضمين مي‌كند و موضوع دوم انتقال صحيح اين پرونده‌هاي كامپيوتري حاوي تصاوير بر روي شبكه‌هاي كامپيوتري را اطمينان بخش مي‌سازد.
بر اساس استاندارد ، پرونده كامپيوتري حاوي تصوير مشتمل بر چهارگونه اطلاعات است:

1- مشخصـات بيمـار كـه شـامـل اطـلاعاتي كه نظير نام و نام خانوادگي ، سال تولد ، جنسيت ، شماره پرونده و مواردي نظير آن را در بر مي‌گيرد.
2- اطلاعات تفسيري نظير نوع تصويربرداري ، تفسير متخصص تصويربرداري از محتـواي تصـويـر و مشخصـات مـركـز تصـويـربرداري ، تاريخ تصويربرداري را شامل مي‌شود‌.
3- اطلاعات مربوط به تصوير همانند سياه و سفيد بودن يا رنگي بودن تصوير ، ثابت بودن يا متحرك بودن تصوير و ابعاد تصوير
4- اطلاعات شدت روشنايي نقاط مختلف تصوير است.

در هر چهار بخش ، هر يك از اجزاي اطلاعاتي برچسب شناسايي منحصر به فرد خود را دارد كه با آن شناخته مي‌شود و مشخص مي‌كند مشخصات ثبت شده مربوط به كدام جزء اطلاعاتي است.
استـانـدارد DICOM انعطاف پذيري قابل ملاحظه‌اي را براي سازندگان تجهيزات تصويرپردازي در نظر گرفته است. زيرا اين آزادي عمل را به آن‌ها مي‌دهد كه به صورت اختياري برخي اطلاعات را همراه تصوير ذخيره كنند و از ذخيره سازي مابقي اطلاعات صـرف نظـر كننـد. بـر هميـن اسـاس بـراي اطـلاع رسـاني مناسب به كاربران در مورد قابليت‌هاي هر دستگاه توليد كننده تصاوير DICOM و مقايسه مناسب ميان تجهيزات مختلـف ، مطـابـق استـاندارد سازندگان تجهيزات ملزم هستند اطلاعات سازگاري با بخش‌هاي مختلف استاندارد را در قالب گواهي يا بيانيه انطباق با استاندارد در اختيار مشتريان قرار دهند.

تسهيلات
ذخيـره‌سـازي تصـاويـر پـزشكـي بـه صـورت پـرونـده كـامپيـوتـري بـه ويـژه در قالب استاندارد DICOM تسهيلات بسياري را براي متخصصان فراهــم مي‌آورد.

1- امكان نسخه‌برداري دقيق و سريع به هر تعداد از تصوير بدون قرار دادن مجدد بيمار در فرايند تصويربرداري پزشكي.
2- بايگاني تصوير در محل‌هاي مختلف (نزد بيمار ، پزشك ، مركز تصوير برداري و مركز درماني)
3- ارسال تصوير از طريق شبكه‌هاي ارتباطي بدون افت كيفيت
4- فراهم كردن امكان پردازش كامپيوتري تصاوير
5- بسترسازي براي بهره گيري از نظر تشخيصي و مشاوره‌اي متخصصان ساكن در ساير شهرها و كشورها از جمله اين تسهيلات محسوب مي‌شود.

به دلايل فوق ، استاندارد DICOM بخش تفكيك ناپذير سيستم‌هاي بايگاني و انتقال تصوير (PACS) ، راديولوژي از دور (Teleradiology) و پزشكي از دور (Telemedicine) به شمار مي‌آيد. امروزه در اغلب كشورهاي پيشرفته صنعتي نه تنها تصاوير پزشكي بيمـاران كـه بـر اسـاس استـانـدارد DICOM تهيـه مـي‌شـود در هر مركز درماني بر روي شبكه‌هاي كامپيوتري قرار دارد و از بخش‌هاي مختلف مركز قابل دسترسي است ، بلكه در بسياري موارد شبكه‌هاي شهري و ملي وجود دارند كه امكان دسترسي به تصاوير از مراكز درماني مختلف را فراهم مي‌سازند. تمامي اين قابليت‌ها موجب شده است كه در جوامع پيشرفته صنعتي استاندارد DICOM در امور پيشگيري از بيماري ، درمان ، آموزش و تحقيقات پزشكي نقش به سزايي را ايفا كنند.

‌تاريخچه DICOM
حالت استاندارد در سال 1983 توسط كميته مشتركي از دانشكده راديولوژي آمريكا (ACR) و انجمن توليدكنندگان بين المللي الكتريكي (NEMA) شكل گرفت. هدف اوليه در ايــن پــروژه دســت يــابــي بــه تـصــاويــر ديـجـيـتــال پــزشكـي مستقـل از دستگـاه‌هـاي تصويربرداري بود.
انـجـمـن فـيـزيـك پـزشـكي آمريكا (AAPM) استانداردي براي ثبت تصاوير بر روي نوار‌هاي مغناطيسي توليد كردند. اولين نسخه از اين استاندارد كه ACR-NEMA ناميده مي‌شد ، در سال 1985 منتشر شد. همانند هر نسخه ابتدايي 1.0 ACR-NEMA خطـاهايي داشت و خيلي زود آشكار شد كه اين استاندارد به كار و تلاش مداوم بيشتري نيازمند است.
بــه هـمـيــن دلـيــل گــروهــي بــه مـنـظـور بهبـود قـسـمـت‌هـايي خاص از اين استاندارد در حال پـيـشـرفـت تـشكيل شد كه نتيجه آن نسخه دوم 2.0 ACR-NEMA بود كه در سال 1988 منتشر شد. توانايي اين وسيله براي ارتباطات پزشكي بسيار مـحـدود بـود. بـراي پـاسـخ بـه اين نيازمندي ها ، نسخه سوم استاندارد ACR-NEMA تهيه شد و در سال1992 به فرم ساده اي ارائه شد. اين نسخه سوم ACR-NEMA DICOM يا 3.0 DICOM ناميده شد و اين نسخه با نام DICOM معروف شد.

جزئيات DICOM
به دليل اين‌كه تمام DICOM در فرمت ديجيتال است ، داده‌هاي كامپيوتر همانند زندگي روزمره با يك سيستم اعشاري مواجه است. يعني در يك فـــرمـــت دوتـــايــي (Binary) ذخـيــره و پــردازش مي‌شوند. دوتايي يا بر پايه 2 ، به اين معنا است كه هر مقداري تنها با 2 رقم ارائه مي‌شود: 0 و 1. يك بيت ، رقمي است در سيستم دو تايي ، در نتيجه هر بيت تنها مي‌تواند يكي از دو تا مقدار ممكن را دارا باشد: 0 و 1. يك بايت  به سادگي از 8 بيت تشكيل شده است. اگر تمام تركيب‌هاي ممكن از 8 رقم دو تايي نوشته شود ، 256 رقم دوتايي خواهد شد. به عبارت ديگر يك بايت مي‌تواند مـقادير 0 تا 255 را ذخيره كند. هر سخت افزار كامپيوتر داده‌ها را به صورت بايت ذخيره كرده ، مـي‌خواند و مي‌نويسد. مانيتورها از يك بايت براي هر رنگ اصلي (قرمز ، آبي  يا سبز) استفاده مي‌كند تا 26 سايه خود را ارائه دهند. در نتيجه فــقـــط يـــك بـــايــت ، بــراي ارائــه Gray Scale در راديولوژي در دسترس است.
اين بدان معنا است كه 256 سايه از خاكستري را بر روي هر مانيتور از انواع ‌قديمي خـواهـيـد داشـت. مـانـيتورها و سخت افزارهاي مخصوص راديولوژي با اختصاص بايت‌هاي بيشتر به سايه رنگ‌هاي Gray Scale ، بر اين محدوديت‌ها غلبه كرده است.
يك بايت همچنين گزينه‌هاي كافي را در اختيار گذاشته تا تمام كاراكتر لاتين را ذخيره كنيد ؛ پس يك بايت اغلب به عنوان يك واحد كاراكتر منفرد نمايش داده مي‌شود. براي مثال ، به منظور ذخيره 12 كاراكتر ، يك كامپيوتر از 12 بايت حافظه استفاده مي‌كند ، يك بايت به ازاي هر كاراكتر. حجم‌هاي بزرگ داده مثل تصوير ، مي‌تواند نيازمند ميليون‌ها بايت براي ذخيره سازي باشد. در نتيجه سيستم دوتايي ، بايت‌ها را در تعداد بزرگتر شمارش مي‌كند. 1024 = 102 ‌به صورت 1 كيلو بايت يا  KB نوشته مي‌شود و 1024 كيلو بايت يعني 1 مگا بايت و به همين ترتيب ادامه دارد.

فرمت متنی در مقابل فرمت دو تايی
بر طبق فرمت داده‌ها ، هر داده مي‌تواند هم به صورت متن و هم به صورت فرمت دوتايي ذخيره شود. فرمت متني عمدتاً براي اسامي ، تاريخ‌ها و ديگر متن‌ها به كار مي‌رود. فرمت دوتايي به منظور رمز گذاري مقادير عددي تكي يا ترتيب‌هاي عددي (پيكسل‌هاي تصاوير و مشابه آن) مورد استفاده قرار مي‌گيرد. فرمت دو تايي اين مزيت را دارند كه اعداد را با حالت فشردگي بيشتر و به صورت كامپيوتر گرا ذخيره كنند و اين عامل باعث مي‌شود تا انتخاب‌هاي بيشتري براي داده‌هاي ديجيتالي وجود داشته باشد. به عبارت ديگر رمزگذاري داده‌هاي دو تايي مرتبط با يك مسئله جدي و نامناسب است كه اين رمز گذاري وابسته به سخت افزار كامپيوتر است.
كامپيوترهاي مختلف از ترتيب متفاوتي در بايت‌ها به منظور ارائه يك سري اعداد مولتي بايت استفاده مي‌كنند. در مقايسه با مقادير عددي ، اطلاعات يا داده‌هاي متني هر كاراكتر بايت به طور مستقلي ذخيره مي‌شوند و در نتيجه بدون توجه به نوع سخت افزارشان هميشه به يك ترتيب خواهد ماند. بر اساس نوع داده ، DICOM از هر دو فرمت متني و دوتايي استفاده مي‌كند. اگر فايل DICOM را به هر روش به طور مثال Word باز كنيد ، با مخلوطي عجيب و سمبول‌هايي ناخوانا از زنجيره متني كه قبلا داشته ايد ، مواجه خواهيد شد كه قسمتي از اطلاعات عددي و رمزگذاري شده دو تايي در DICOM است.

تصاوير پزشكی در DICOM
حال نوبت به آن رسيده است تا دانسته شود كه DICOM چگونه با تصاوير پزشكي برخورد خواهد كرد. قطعاً تصاوير از خصوصيات معروفي شامل پهنا ، ارتفاع ، بيت‌هاي به ازاي هر پيكسل تشكيل يافته اند.
DICOM مـحـدوده گسترده اي از فرمت تصاوير را پشتيباني مي‌كند. اين فرمت‌ها مي‌تواند در دو گروه جاي داده شوند:

1- فرمت‌های ويژه DICOM: اين فرمت‌ها تنها تـوسـط DICOM مـورد استفـاده قـرار مي‌گيرند. آن‌ها عمدتاً از قديمي ترين‌ها تشكيل شده اند. آن‌هـا مشـابـه رديـف BMP بـا بستـه‌هاي پيكسل بايت‌هاي متفاوت هستند.
2- فــرمــت‌هـای اسـتـانـدارد مــسـتـقـل و پذيرفته‌شده توسط DICOM: اين فرمت‌ها شامل فـرمـت‌هـاي معـروفي از جمله JPEG , RLE , ZIP هـسـتـنـــد. هـمـــه ايـــن اسـتـــانـــداردهــا مــرتـبــط بــا تكنيـك‌هـاي فشـرده سـازي تصـاوير هستند كه آن‌هــا را در تـصــاويــر پــزشـكــي قــابــل اسـتـفــاده مي‌سازد.

تسهيل دوطرفه برای بيمار و پزشک با سيستم PACS
سيستم نرم افزار پكس (PACS) آرشيو و تبادل تصاوير ديجيتال پزشكي را به عهده دارد. اين نرم افــزار طــي بيسـت سـال گـذشتـه در كشـورهـاي پيشرفته جهان مورد بهره برداري قرار گرفته و استفاده از آن نتايج مثبتي را به همراه داشته است. از مـحــاســن ايــن نـرم افـزار آن اسـت كـه سـبـب صـرفـه‌جـويـي زمـانـي و مـالـي در گردش كاري بـيـمــارسـتـان مـي‌شـود. نكتـه مهـم‌تـر آن كـه ايـن سيستم يك تسهيل دوطرفه براي بيمار و پزشك ايجاد مي‌كند ؛ بيمار جهت ثبت سوابق قبلي و تـاريـخ‌هـاي مـراجـعـات گـذشـتـه اش بـه پزشك دغدغه اي نخواهد داشت و پزشك نيز در مدت زماني كوتاه به سوابق بيمار دست پيدا خواهد كرد و امكان مقايسه آزمايش روزانه بيمار با ساير آزمايشات گذشته او را خواهد داشت و طبيعتاً تـوان تـشـخيص صحيح تر و جامع تري را پيدا خواهد كرد.
فــرمـــت دايـــكـام ، فـــرمـت اســـتــانــدارد تصويربرداري پزشكي با ورژن‌ها و نسخه‌هاي مـتـفـــاوت اســت. ايــن فــرمــت سـبــب مــي‌شــود دستگاه‌هاي تصويربرداري مختلف از هر نوع و هر ماركي به راحتي تصوير دلخواه را از بيمار بگيرند و امكان پردازش تصوير بدون وابستگي به سخت افزار را فراهم كنند.
فــايــل‌هــاي بــا پـســونــد دايـكــام حــاوي كـليـه اطـلاعـات دسـتـگـاه‌هاي تصويربرداري ، بيمار ، بيمارستان و ... تحت عنوان هدر هستند و بدين تـرتـيب تصويري كه از بيمار گرفته مي‌شود به همراه اطلاعات فوق روي سيستم پكس آرشيو مي‌شود.
در فـرمـت دايـكـام كـليه جنبه‌هاي استاندارد لـحـاظ شـده اسـت. يـكـي از جـنـبـه‌هـا استاندارد مشاهده Viewing تصاوير است كه بايد با توجه به روش تــصـــويــربــرداري ، رزولــوشــن (تـفـكـيــك پذيري) خاصي را براي هر تصوير لحاظ كرد. به عــنـــوان مــثـــال تــصـــويــري كــه از يــك دسـتـگــاه ماموگرافي با آن حساسيت گرفته مي‌شود ، بايد از كـيـفـيـت بـالايـي بـرخوردار بوده تا پزشك قادر باشد به راحتي نقاط مشكوك را از نقاط نرمال تـشخيص دهد و اين امكان پذير نيست جز با كمك استانداردي كه قادر به اين تفكيك پذيري در كيفيت باشد.
هـدف از راه‌انـدازي نرم افزار پكس ، حذف چـرخـه‌ي پـرهـزيـنـه و كـم بـازده فـيـلـم و كليشه filming و گـزارش نـويسي ديجيتال است. نكته مهم آن است كه گزارش (Report) پزشك بايد به صـورت ديـجـيـتـال در سـيـسـتم ذخيره شود. در بيمارستاني كه از يك گردش كاري استاندارد در خصوص تصويربرداري پزشكي بيماران بهره مـــي‌بـــرد ، تــصـــاويـــر بـــه صـــورت ديــجــيــتــال از دسـتـگــاه‌هــاي تـصـويـربـرداري در اخـتـيـار قـرار گـرفتـه ، سپس روي تصاوير خام پردازش‌هاي مورد نياز توسط تكنولوژيست صورت مي‌گيرد (Modification) و در ســيــســتــــم پــكــــس آرشـيـــو مي‌شود. در ادامه پزشك راديولوژيست پس از رويت تصاوير روي مانيتورهاي مخصوص پزشكي با تفكيك‌پذيري به خصوص ، نظر اوليه خود را در قالب يك فايل صوتي (Dictation) به تصوير مي‌افزايد. فرايند تبديل فايل صوتي به متن و ذخيره سازي آن در سيستم پكس توسط كاربر منشي (Transcriber) صورت گرفته و در نهايت پزشك راديولوژيست مجدداً گزارش را بررسي و نهايي مي‌كند. مهم‌ترين دليل براي نصب نرم‌افزار پكس در سيستم‌هاي بيمارستاني ، سرعت عمل و ايجاد يك چرخه استاندارد است.
نرم افزار پكس يك نرم افزار پزشكي است و بسياري از كمپاني‌هاي بزرگ تجهيزات پزشكي ، در زمينه توليد و ارائه نرم افزار پكس فعاليت و رقابت مي‌كنند كه هركدام ويژگي‌هاي مختص خود را دارند.

از ويژگي‌هايي كه بايد درباره اين نرم افزار در نظر گرفته شود ، نگهداري است و اين مسئله مهم تر از خريد آن است ؛ چرا كه بدترين اتفاقي كه ممكن است براي يك نرم افزار پكس رخ دهد ، گم شدن اسناد يك بيمار است.
بعد از نصب نرم افزار پكس ، عملا دستگاه‌هاي تصويربرداري وابسته به سيستم پكس شده اند و آرشيو و دسترسي به تصاوير تنها از طريق پكس محقق مي‌شود. بدين ترتيب اگر به هر دليلي نرم افزار دچار وقفه شود ، پيامدهاي منفي بسياري خواهد داشت. در ايـن زمـان نقـش ديتـابيـس و چگـونگـي دسترسي به نرم‌افزار پكس حياتي است ؛ به‌گونه‌اي كه بازيابي اطلاعات را تضمين كند و نيز در صورت رخ دادن هر مشكل نرم افزاري ، قادر به دسترسي از طريق وب به عنوان سريع ترين راه دسترسي باشد. در اين حالت به‌راحتي رفع خطا صورت مي‌گيرد و سيستم مجدداً استارت مي‌شود.
بنابراين بحث پايگاه داده (Data Base) و دسترسي فراگير (Web Based) از اهميت بالايي برخوردار است. نكته ديگر آن كه يك نرم افزار پكس استاندارد بايستي قابل گسترش بوده و پاسخگوي نيازها و ماژول‌هاي مختلف تصويربرداري پزشكي باشد.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

MIPS ، نرم افزاری جهت پردازش تصاوير پزشكی

نرم افزار ارائه شده با عنوان Medical Image Processing Software) MIPS) نرم افزاري ويژه براي پردازش تصاوير پزشكي است. اين تصاوير توسط دستگاه هاي تصويربرداري نظير CT , PET , MRI , X-Ray تهيه مي شوند.

گــاهــي ايــن تـصــاويــر دسـتـخــوش تـغـييـرات نـامـطـلـوب مـي شـونـد كه سبب كاهش كيفيت تـصـويـر و در نـتـيجه كاهش دقت در تشخيص تـوسط پزشكان مي شود. لذا نياز به استفاده از نـرم‌افـزارهـايـي جـهـت بـهـبـود كـيفيت و تسهيل تشخيص و افزايش دقت احساس مي شود.
نرم افزارهاي موجود كه به اين منظور استفاده مي شوند، عمدتاً بسيار ساده بوده و قابليت هاي زيـادي بـراي پـردازش تصاوير پزشكي ندارند. MIPS بـــه گـــونـــه اي طـــراحـــي شـــده كــه داراي قـابـلـيت‌هايي متفاوت از نرم افزارهاي معمول نظير Paint Picture Manager، Photoshop و ... اســـت كـــه آن را بــراي كــاربــردهــاي پــزشـكــي اخـتـصــاصــي تـر  و اسـتـفـاده را بـراي پـزشـكـان راحت تر و مناسب تر كرده است.
صفحـه اصلـي ايـن نـرم افـزار داراي ظـاهري ساده و در عين حال گويا است و كاربر مي تواند بر حسب نياز ، از منوهاي در نظر گرفته شده در منوبار به راحتي استفاده كند.

File
مورد اول در منوبار File است كه با كليك بر روي آن ، زيرمنويي باز مي شود كه در داخل آن عنـاويـن Import data , Dicom read , Exit وجـود دارد.
در داخــــــل Import data ، Load first image و Load second image قرار دارند كه با كليك بر هر كدام كادري باز مي شود كه مي توان مسير تصوير مورد نظر را در آن انتخاب كرد. در برخي موارد نياز به دو تصوير است تا بر روي آن ها عملياتي از قبيل جمع و تفريق و .... انجام شود. در اين گونه موارد  علاوه بر تصوير اول ، تصوير دوم نيز بايد  Load شود.
مورد بعدي DICOM read است كه براي Load كردن تصاويري با فرمت dcm به كار مي‌رود.

Edit
منوي بعد Edit است كه با كليك بر آن زير منويي با عناوين Change format , Color bar , Fill image وجود دارد.
با كليك روي Color bar نوار رنگي مربوط به تصوير در كنار آن ديده مي شود. برخي از دستـورات MATLAB بر روي فرمت هاي خاصي انجام مي شوند كه براي اعمال اين دستورات بايد فرمت تصاوير را تغيير داد. در زير منوي Change format مي توان با انتخاب يكي از موارد Gray to indexed RGB to gray , To binary ، فرمت تصاوير را تغيير داد.
در زير منوي Fill image با انتخاب Grayscale image ، تصاوير Grayscale و با انتخاب Binary image تصاوير Binary به طور از قبل تعريف شده پر مي شوند.
با انتخاب Fill in specified polygon مي توان با استفاده از ماوس قسمت هايي از تصوير را تعيين كرد كه پر شوند.

Plot
در اين منو تصاوير Load شده به دو صورت دو بعدي و سه بعدي نمايش داده مي شوند كه اين كار با انتخاب D plot2 و D plot3 امكان پذير است.

Tools
با كليك روي اين منو ، زير منويي باز مي شود كه اكثر دستورات كاربردي كه ممكن است در طول پردازش يك تصوير مورد نياز باشد ، در آن قرار دارد.
مورد اول در اين زير منو Arithmetic operations است كه خود داراي چند بخش است كه عمليات جبري جمع و تفريق و ضرب را بر روي تصاوير انجام مي دهد.
مي توان با انتخاب مثلا Add constant تصوير را با يك عدد ثابت جمع كرد. همچنين با انتخاب Add two images دو تصوير را با هم جمع كرد و حاصل جمع دو تصوير را تحت عنوان added image مشاهده كرد.
مورد بعدي Crop است كه با انتخاب آن مي توان با استفاده ماوس قسمتي از تصوير را چيد و به صورت بزرگ‌تر مشاهده كرد.
عنوان بعدي Adjust intensity است كه با انتخاب يكي از موارد Default يا Manual مي‌توان هم به صورت از قبل تعريف شده و هم به صورت دستي شدت نور يك تصوير را بهبود داد.
مـورد بعدي كه در اين زير منو قرار دارد Display histogram است كه هيستوگرام مربوط به تصوير را نمايش مي دهد.
يكي ديگر از ابزارهايي كه ممكن است كاربرد داشته باشد Negative image است كه عكس ورودي را گرفته و به صورت منفي شده نمايش مي دهد. اين ابزار در تصاويري نظير ماموگرافي كاربرد زيادي دارد.
عنوان بعدي Rotate است كه با كليك روي آن كادري باز مي شود كه از كاربر زاويه چرخش را مي خواهد. با وارد كردن اين عدد، تصوير چرخش يافته تحت عنوان rotated image نمايش داده مي شود.
لبه يابي از مواردي است كه در پردازش تصوير كاربرد زيادي دارد اين امر در مورد تصاوير پزشكي نيز مورد نياز است. ابزاري با عنوان Edge در نظر گرفته شده كه لبه يابي را با روش هاي مختلف بر روي تصوير اعمال مي كند.
Zerocross , Canny, Prewitt , Roberts , Laplacian of Gaussian ازجمله اين روش ها است كه با انتخاب هر يك از موارد هم مي توان به طور دستي و هم از قبل تعريف شده ، لبه هاي تصوير را مشاهده كرد.
در طول تصويربرداري و بعد از آن ممكن است تصوير در معرض انواع نويز قرار گرفته باشد. براي رفع اين مشكل لازم است كه از فيلترهايي مختص هر نويز استفاده كرد. MIPS اين امكان را فراهم كرده كه با انتخاب Filters از منوي Tools و سپس با انتخاب نوع فيلتر تصوير را بازسازي كرد. فيلترهايي كه مد نظر قرار گرفته شده به قرار زير است:
Averaging , Median , Sobel , Laplacian of Gaussian
آخرين ابزار در نظر گرفته شده Extraction است كه شامل دو بخش Brain extraction و Skull extraction است كه با انتخاب هر مورد ، مي توان جمجمه يا مغز را از تصاوير مربوط به سر حذف كرد.

Help
آخرين منو Help است كه در آن توضيحاتي در مورد نحوه استفاده از نرم افزار بيان شده است و نيز با كليك روي About MIPS اطلاعاتي در مورد نرم افزارمشاهده مي شود.

انطباق تصاوير پزشكی
با استفاده از طراحي نرم افزاري انطباق تصاوير پزشكي با نام اختصاري BrainAfics ، تصاوير سيستم هاي PET-CT و PET-MRI و SPECT-CT و  SPECT-MRI قابل بازسازي است كه در اين روش هر يك از انواع تصويربرداري به صورت مستقل انجام شده و در نهايت خروجي آن ها به صورت ورودي به نرم افزار Brain Afics اعمال مي شود و فايل منطبق شده دو بعدي حاصل مي شود.
خروجي اين فايل دو بعدي و قابل چاپ بر روي فيلم راديولوژي است. فايل سه بعدي آن نيز مي تواند به صورت فيلم يا تصاوير ديجيتالي در اختيار پزشك معالج قرار گيرد.
دستگـاه هـاي PET-CT و PET-MRI و SPECT-CT، SPECT-MRI از پيشـرفتـه ترين تجهيزات تشخيصي پزشكي هسته اي هستند كه بـراي تشخيص عملكرد سيستم عصبي به كار برده مي شوند. از آنجايي كه اين سيستم ها علاوه بـر كـاربـردهـاي پـزشكي كاربردهاي نظامي نيز دارند توليد آن در كشور ضروري است.
در فـاز اول ، ايـن سيستـم بـراي بيماري هاي گــوش و حـلـق و بينـي تسـت شـد و همچنيـن اجراي آزمون هاي اوليه بر روي 70 بيمار مبتلا به وزوز گـــوش و تــعــيــيـــن مــيــزان تــأثـيــر پــذيــري درمـان‌هـاي مـخـتـلـف بر بهبود وزوز گوش در مركز تحقيقات گوش گلو بيني و جراحي سر و گردن دانشگاه علوم پزشكي ايران مورد ارزيابي قرار گرفت.
فاز بعدي اين سيستم براي انواع بيماري هاي سرطاني مورد استفاده قرار مي گيرد. نرم افزار كـنـونـي قـابـلـيـت انـطـبـاق تـصـاويـر نـاحـيـه سر و جـمـجـمـه را دارا اسـت. ايـن نـرم افـزار بـا ايجاد تـصـاويـري بـا دقـت بـالاي 94 درصـد مي تواند جراحان را در اتاق عمل در راستاي انتخاب و استفاده از متدهاي جراحي ياري رساند.

نرم افزارهای جديد برای دپارتمان های پزشكی هسته ای
يـك وسـيـله جديد در پزشكي هسته اي كل جريان كاري بيمار را از قديم تا آخرين نتايج به دسـت آمـده از پـزشكي هسته اي آن ، پشتيباني مي‌كند. اين وسيله شامل عملكردهايي خاص به مــنــظـــور تــهــيـــه ، خـــوانـــدن و گـــزارش تـمــامــي روش‌هـاي پزشكي هسته اي ، SPECT، PET و تصاويري از چندين مداليتي است كه تنها با يك كــلــيـــك دكـمــه از طــريــق يــك Workstation در دسترس خواهد بود. تصاوير و تشخيص ها در داخل بيمارستان يا خارج آن در اختيار پزشك مورد نظر قرار مي گيرد.
Impax در پــــزشــكـــي هــســتـــه اي كـــه نـــوع پيشـرفتـه‌اي از سيستـم PACS اسـت ، داده هـا و تصاوير را از ميان محدوده عظيمي از مداليته ها و دپارتمان ها با هم يكي كرده و آن ها را به داخل يك سكويي از فناوري اطلاعات ، تك تركيب مـي كـنـد. ايـن سـيـسـتـم تـأثـيـر زيادي را بر روي دپـارتـمـان پـزشكي هسته اي ، اداره برنامه هاي پيچيده مورد نياز داشته است از جمله يك منبع جـامـع بـراي planning و بـرنـامـه ريـزي در مـيان چندين دپارتمان. اين وسيله مي تواند با راه كار مديريت دپارتمان هاي hot lab براي خودكار و ديجيتالي كردن آماده كردن ، راديو داروها و ثبت ميزان دز تشعشعي نيز تركيب شود.
Impax در زمينه پزشكي هسته اي شامل يك Oasis براي Impax است كه يك بسته ي تركيبي با ويژگي هاي كامل از تصاوير پزشكي هسته اي براي پردازش و نمايش تصاوير در Impax workstation اســت. پــزشـكـان ديگـر مجبـور بـه تغييـر workstation يـا هـمـاهـنـگي ليست گزارش هاي بيماران به صورت دستي نيستند.

سيستم هوشمند بازيابی و دسته بندی تصاوير پزشكی بر اساس محتوا
امروزه بخش عظيمي از تصاوير پزشكي به فرم ديجيتال توليد و ذخيره مي شوند. اين امر سـبــب شــده اســت مــديـريـت پـايـگـاه هـاي داده پزشكي بزرگ ، به صورت يك چالش در علم پزشكي نمود پيدا كند. بازيابي تصاوير پزشكي يـك ابـزار ضـروري بـراي مـديـريـت پـايگاه داده تصاوير پزشكي است. يكي از مهمترين مراحل در بازيابي تصاوير ، دسته بندي تصاوير است كه سبب كاهش زمان بازيابي تصوير مي شود.
‌در پياده سازي اين سيستم ، ويژگي هايي از تصاوير استخراج مي شوند كه به بهترين وجه ، متمـايـز كننـده تصـاويـر از هـم بـاشنـد. به منظور دستـه‌بنـدي بهينـه تصـاويـر ، از يـك طبقـه بنـدي كننده استفاده مي شود.
بـازيـابي تصاوير بر اساس محتوا ، سال هاي زيـــادي اســـت كـــه بــه مـنـظــور مــديــريــت رشــد روز‌افزون داده هاي ديجيتال مورد استفاده قرار گرفته است. تصاوير پزشكي بخش بسيار مهمي از فـرايـنـد تـشـخيص بيماري در مراكز پزشكي هستند. در حال حاضر بسياري از بيمارستان ها ، سـوابـق بيماران و همچنين تصاوير آن ها را به صـورت كـامـلا ديـجيتالي نگهداري و استفاده مي‌كنند. رشد روز افزون اين داده هاي رقمي ذخيره شده ، نياز به مديريت اين داده ها و بازيابي اطلاعات از آن ها را به طور هرچه بيشتر قابل لمس مي سازد. امروزه مراكز راديولوژي بزرگ ، سـالانـه در حـدود ده هـا تـرابـايت تصوير توليد مـي‌كـنـنـد. بـه عـنـوان مـثـال ، بـخـش راديـولوژي بيمارستان دانشگاه ژنو ، در سال 2007 به تنهايي بيش از 70000 تصوير در روز توليد كرده است و اين تعداد به طور پيوسته در حال افزايش است. پايگاه هاي داده تصاوير پزشكي فعلي موجود در مراكز پزشكي توسط افراد متخصص با كلمات كليدي شاخص گذاري ، دسته بندي و بازيابي مي شوند. با توجه به اين نكته كه روش هاي بازيابي بر اساس متن ، از توصيف كامل اطلاعات بصري غني مربوط به محتواي تصاوير پزشكي ناتوان هستند ، بنابراين اهميت بازيابي تصاوير پزشكي بر اساس محتوا بيش از پيش احساس مي شود.
بازيابي تصاوير پزشكي بر اساس محتوا با مقايسه تصاوير بيماران متعدد و بازيابي حالت هاي مشابه از ميان آن ها ، مي تواند كمك شايان توجهي به متخصصان پزشكي در تشخيص نوع بيماري بيماران كند.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

آشنایی با ديسپنسر (Dispenser)

ديسپنسر وسيله‌ای است كه در خانواده پی پت‌ها و رقيق كننده‌ها قرار می‌گيرد. مدل‌های مختلفی از ديسپنسرها وجود دارد كه شامل مدل‌های مورد استفاده در كارهای شيميايی ، ايمنولوژی ، ميكروبيولوژی و فارماكولوژی می‌شود. در انستيتوها و مؤسساتی كه حجم انجام آزمايش‌ها بالا است ، نياز به روش‌های اتوماتيک بوده و از توزيع كننده‌های اتوماتيک استفاده می‌شود كه ميزان توزيع توسط برنامه‌های كامپيوتری كنترل می‌شود.

در اين مبحث ، در مورد ديسپنسرهای دستی كه به آن‌ها پی پت‌های تكرار كننده (Repeater pipettes) نـيــز اطــلاق مــی‌شــود صـحـبــت خواهیم کرد. بــه طــور معمـول از ديسپنسرهای دستی استفاده می‌شود.
ديسپنسر وسيله‌ای است چند منظوره كه در آزمايشگاه به منظور انجام فعاليت‌های زير مورد استفاده قرار می‌گيرد:

1- برای خارج كردن و توزيع مقداری از مايعات يا محلول‌ها در مواردی كه به دقت بالايی احتياج نيست.
2- برای توزيع مقادير مختلف مايعات و محلول‌ها كه در مخزن ذخيره ديسپنسر وجود داشته و حجم‌های توزيع از پيش تعيين شده است. (توزيع مكرر با مقادير ثابت نهايی)
3- برای مخلوط كردن محلول‌ها با خارج كردن و رها كردن پی در پی آن‌ها ، با استفاده از مكش و تخليه پی در پی آن‌ها
4- براي تيتر كردن محلول‌ها با استفاده از تخليه پی در پی محلول درون ديسپنسر تا رسيدن به نقطه انتهايی تيتراسيون
5- بـرای رقـيـق كـردن غلظت محلول‌ها توسط مخلوط كردن مقادير مشخصی از محلول و رقيق كننده
6- استفاده مشابه با پی پت
7- برای توزيع محيط‌های كشت در ظروف كوچک مخصوص كشت باكتری (پتری ديش)
ديسپنسرهای اتوماتيک مجهز به ابزارهايی بوده كه به حركت ظروف كشت و ذخيره كردن آن ها وقتی محيط‌های كشت توزيع شده ، به كرات مورد استفاده قرار می گيرند. استفاده دقيق (در حجم كم) از محيط‌های كشت با استفاده از سرنگ‌های يک بار مصرف پلاستيكی با سوزن 16 انجام می‌شود.
ديسپنسر معمولا می‌تواند برای برنامه‌هايی مانند فعاليت‌هايی كه سازنده ارائه كرده است ، برنامه ريزی شود.

اصول استفاده از ديسپنسر
به طور كلی ، ديسپنسرهای پيشرفته توسط ريز پردازنده‌ها كنترل می‌شوند و دارای اجزای زير هستند:
1- انتخابگر حجم: اين چرخ شستی برای تنظيم كردن حجم مورد نظر برای توزيع استفاده می‌شود. اين مقدار بر روی صفحه ديسپنسر مشخص می‌شود.
2- صفحه ديجيتال: اين قسمت حجم انتخاب شده ، آلارم‌ها و خطاهای ديسپنسر ، ميزان انرژی باتری و ... را نشان می‌دهد.
3- اهرم تعيين حجم: اين اهرم پيستون متصل به سرنگ را فعال می‌كند.
4- اهرم پر كننده: يک اهرم مكانيكی بوده كه به صورت دستی فعال می‌شود و بدين صورت ، مايع را به سمت مخزن می‌كشد.
5- اهرم تخليه: اين اهرم ، محلول مورد نظر را از ديسپنسر خارج می‌كند.
6- رابــط تــوزيــع: ايــن رابــط شــامــل سـيستـم درزگير و راهنما برای اطمينان از مناسب بودن تنظيمات است.
7- مقياس حجم: حداكثر ميزان توزيع ممكن بـا آداپـتـور مـشـخص شده را نشان می‌دهد. در بـرخـی مـوارد ، مـقـدار حـجـم بـاقـی مـانـده را نيز مشخص می‌كند.
8- مخزن ذخيره: مخزنی است كه مايع مورد نظر را نگهداری كرده و شامل مدل‌های متفاوتی است.
9- نـوک تـوزيـع: ايـن قـسـمـت مـحـلـول‌هـا را عـرضـه مـی‌كنـد. اين قسمت در انتهای آداپتور توزيع واقع شده است و بدون آن ، امكان استفاده از ديسپنسر وجود ندارد.
10- دكمه خاموش و روشن
11- باتری

اجزای ديسپنسر
بــرای انـجــام فـعــالـيــت‌هــای خــاص تــوســط ديسپنسر ، لوازم مناسب مورد نياز است.
- حجـم تـوزيع: ديسپنسرها برای استفاده در محدوده‌های حجمی از پيش تعيين شده ساخته شده‌اند. قبل از استفاده ، بايد نوع محلول استفاده شـده و ميـزان حجـم مـورد نظر برای توزيع نيز مشخص شود. شركت‌ها ، آداپتورها (مبدل)ی متفاوتی را عرضه می‌كنند. جدول زیر ، ظرفيت آداپتورهای مورد نظر برای حجم‌های معين را نشان می‌دهد.

نكات لازم در استفاده از ديسپنسر
بر اساس نوع ديسپنسر ، برخی از حداقل موارد لازم در زير نوشته شده است:

1- دقت شود كه ديسپنسری كه برای محلول مورد نظر طراحی شده است ، استفاده شود.
2- محيط كار پاكيزه ، دارای اندازه مناسب و با تهويه و نور مناسب استفاده شود.
3- دمای اتاق بايد پايدار بوده ؛ به نحوی كه محدوده تغييرات آن 0/5 درجه سانتيگراد بوده و بين 4 تا 40 درجه سانتيگراد باشد. متوسط دمای مورد نياز 20 درجه سانتيگراد است.
4- در صورت كار با مواد سمی و تركيباتی كه دارای خطر بيولوژيک هستند ، نكات ايمنی كاملا رعايت شود.
5- منحصراً از نوک‌های طراحی شده برای آن نوع از ديسپنسر استفاده شود.

نگهداری روزانه
1- تميز كردن ديسپنسر با استفاده از پارچه نم دار و شوينده‌های ملايم
2- ضد عفونی كردن ديسپنسر با ايزو پروپرانول 60%
3- جلـوگيـری از ورود رطـوبـت بـه درون قسمـت كنتـرل الكتـرونيكـی و (يا) ساير قسمت‌های دستگاه

تعويض باتری (در صورت نياز)
1- محفظه باتری باز شود. اين عمل با لغزش ساده كلاهک از موقعيت بسته به موقعيت باز صورت می‌گيرد.
2- باتری كهنه برداشته شده و بر اساس توصيه‌های انجام شده دفع شود.
3- باتری جديد كه دارای مشخصات مشابه باتری اصلی است ، جايگزين شود. قبل از گذاشتن باتری ، محل اتصال را با دستمال تميز كنيد.
4- درپوش محفظه باتری را ببنديد.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

خدمات روبات ها ديگر محدود به كارخانه‌ها و پژوهشكده‌های پيشرفته نبوده و می‌توان آن ها را در همه جا مشاهده كرد. يكی از عجيب‌ترين مكان‌ها برای ديدن يک ربات می‌تواند محيط يک بيمارستان باشد ، خدمات روبات ها در علم پزشكی سال‌هاست كه آغاز شده است.
در حوزه مهندسی پزشکی ، روبات هايی اختراع شده‌اند تا با تكيه بر دقت ، خستگی‌ناپذيری و خطای اندک آن ها آينده سالم‌تری به سياره زمين اهدا شود.
علم روباتيک به كمک جراحان ، پزشكان ، پرستاران و از همه مهم‌تر بيماران شتافته است. روبات‌های پزشكی امروزه علاوه بر درمان در پيشگيری از بيماری‌ها نيز به كار می‌آيند. اولين بار سال 1364 هجری خورشيدی بود كه پای روبات مكانيكی به اتاق عمل باز شد. در اين سال از رباتی به نام پوما برای نمونه‌برداری در يک عمل جراحی اعصاب كمک گرفته شد. اين روبات دارای يک بازوی مكانيكی ساده بود و به هيچ وجه پيچيدگی روبات های جراح امروزی را نداشت. امروزه روبات ها از مواد قابل انعطاف‌تری ساخته می‌شوند.

برای وارد كردن روبات در بدن  تا بتواند از داخل بدن انسان عكس برداری كند ، وضعيـت فيـزيـولـوژيـک بـدن را مشخص كند ، دارويي را تزريق كند يا حتی بخواهد جراحی انجام دهد بايد انعطاف‌پذيری آن بالا باشد تا بتواند در بدن مانور داده و به راحتي عمليات مورد نظر را انجام دهد. اندازه اين ميكروروبات ها بايد به حدی كوچک و ظريف باشد كه با كمترين بريدگی وارد بدن شود و حتي برخی مواقع بتواند در داخل شريان‌های خونی حركت كرده و لخته‌ها را پاكسازی كند. به عنوان مثالی ديگر می توان به پزشكان ايتاليايی اشاره كرد كه برای نخستين بار در جهان موفق شدند عمل پيوند كليه را توسط يک ربات انجام دهند. اين عمل جراحی در حالی انجام شد كه پزشكان و جـراحـان نـاظـر عمليـات تـوسـط روبـات جـراح بـودند تا در صورت بروز هر مشكل كوچكی ، ادامه جراحی را خود در دست گيرند.

حضور اشكال مختلف ربات ها در پزشكی
تا به امروز روبات هاي فراوانی در اشكال گوناگون برای خدمت در عرصه پزشكی ساخته و به كار گرفته شده‌اند كه از آن ميان می‌توان به روبات های جراح ، روبات های بـيـمــار ، روبـات هـای پـرستـار و امـداد ، بيـو و نـانـوروبـاتيـک ، روبـات هـای داروسـاز و داروفروش ، روبات پذيرش ، روبات درمانی و خيلی موارد ديگر اشاره كرد.
امروزه ربات بيمار جهت تمرين و آموزش برای دانشجويان و پزشكان جوان طراحی شده‌اند. اين روبات ها می‌توانند عكس‌العمل‌ هايی را كه يک بيمار واقعی در شرايط مشابه ممكن است انجام دهد ، شبيه‌سازی كنند. به عنوان مثال می‌توان به يک روبات بيمار اشاره كرد كه در كشور ژاپن برای آموزش دندان پزشكان طراحی شده است. اين ربات در مقابل درمانی كه دندانپزشک انجام می‌دهد ، واكنش‌هايی از خود نشان می‌دهد. به عنوان مثال ممكن است ربات احساس خفگی كرده يا عطسه يا سرفه كند ، زبانش را حـركت دهد و حتی دچار درد در فک شود و دانشجو بايد خود را با تمامی ‌اين شرايط انطباق دهد. زبان و دست‌های روبات از 2 درجه آزادی حركت برخوردارند. از اين‌رو روبات می‌تواند با آغاز به كار دانشجو ، ناآرامی ‌را‌ كه معمولا در بيماران ديده می‌شود شبيه‌سازی كند.
استفاده از روبات در جراحی مزايای فراوانی دارد كه از آن‌ جمله می توان به مواردی همچون دقت بالا و سرعت زياد كه بالطبع آن بيمار درد كمتری تحمل می‌كند و بهبود‌سريع‌تر حاصل مــی شــود اشــاره كــرد. در كـنــار آن مــی‌تــوان از صرفه‌جويی در وقت ، خونريزی و عفونت كمتر نيز نام برد. اما از ديگر سو جراحی به كمک علم روبـاتيـک تكنـولـوژی جـديـدی اسـت كـه هنوز توسط بيماران به رسميت شناخته نشده و هراس زيــادی بـرای سپـردن جـان خـود بـه دسـت يـک آدم‌آهـنـی وجـود دارد. بـه همين خاطر بيماران معمولا ترجيح می دهند جراحی به طور مستقيم تـوسـط پـزشـک انـجـام شـود. گران قيمت بودن روبات ها نيز يكی ديگر از معايب اين فناوری نوين به حساب می‌آيد.

اما يكی ديگر از كاربردهای جذاب روبات ها ، موضوع جراحی روباتيک از راه دور است كه اولـيـن بار توسط سازمان‌های فضايی دنيا و به منظور امدادرسانی فوری به فضانوردانی كه دور از سياره مادريشان در حال كشف فضا هستند ، مورد بررسی و آزمون قرار گرفتند. 
بنابراين با پيشرفت فناوری جراحی از راه دور مـی‌تـوان امـيـدوار بود كه بيماران ساكن مناطق محروم بتوانند خدمات جراحی پيشرفته مورد نـيـاز خـود را در دورافـتـاده‌تـرين روستاها و در خانه‌های بهداشت ، زير تيغ جراحی يک ربات متصل به ماهواره به دست آورند.
ربات كه توسط تيمی ‌از پزشكان جراح مستقر در شـهــرهــای بــزرگ هـدايـت مـی‌شـود ، حـكـم دستـان تـوانمنـد جراحان را خواهد داشت و با نظـارت بهيـاران و پـزشكـان عمـومی ‌مستقر در خــانــه‌هــای بـهــداشــت ، خــدمــات بـی‌نظيـری بـه بيماران روستايی ارائه خواهند داد.
پــيــشــــرفــــت هــــر روزه دانـــش روبـــاتــيـــک و كوچک‌تر و دقيق‌تر شدن پزشک های روباتيک بـاعـث شـده اسـت تـا امروزه برای تزريق دارو ، عــكــــس بــــرداری از احــشــــای داخـلـــی بـــدن و نمونه‌برداری از بافت‌ها از روبات هايی استفاده ‌شود كه اندازه آن ها بسيار كوچک و در حد يک يا چند سلول است كه به آن ها نانوربات می‌گويند. زيست سازگاری نانوروبات ها از اهميت بسياری برخوردار است ؛ به عبارتی اگر نانوروباتی وارد بدن می‌شود ، بايد از موادی تشكيل شده باشد كه به اعضای داخلی بدن آسيبی نرساند ، واكنش شيميايی با محيـط اطـراف خـود نـداشتـه و در دمای بدن قادر به انجام فعاليت باشد. محيط بدن مرطوب است ، بنابراين روبات ها بايد از موادی ساخته شوند كه كاملا با محيط بدن انطباق داشته باشند.
به عنوان مثال امروزه ربات هايی وجود دارند كه اندازه آن تنها يک ميلی‌متر است و در رگ‌های خونی شنا می‌كند و هرجا سلول‌های سرطانی پيدا كند ، با استفاده از بازوهای روباتيک خود به ديواره رگ وصل می‌شود تا پزشكان بتوانند از طريق رديابی مغناطيسی محل وقوع توده‌های سرطانی را به راحتی شناسايی كنند.
در ادامه آن ها می‌توانند با ارسال فرامين راديويی از روبات بخواهند تا سلول‌های سرطانی را محاصره كرده و از بين ببرد. ساخت اين ميكروروبات مهاجم در مرحله تحقيق و نمونه‌سازی اوليه قرار دارد.
اتـصــال روبــات هــای پــزشــک بــه شبكـه جهـانـی اينتـرنـت و آگـاه شـدن از آخـريـن دسـتـاوردهـای دنـيای تحقيقات پزشكی ، توانايی كار كردن در 24 ساعت شبانه‌روز ، دسـتـرسـی بـه خـدمـات پـزشـكـی در دورافتاده‌ترين مناطق مسكونی ، دقت و سرعت فوق‌العاده ، توانايی فيزيكی بالا در جابه‌جايی بيماران سنگين و خيلی موارد ديگر باعث می‌شود كه دنيای خدمات پزشكی خود را به دستان سرد و بی‌روح روبات ها بسپارد.

استفاده از روبات در جراحی مزايای فراوانی دارد كه از آن‌جمله می توان به مواردی همچون دقت بالا و سرعت زياد اشاره كرد كه در نتيجه آن بيمار درد كمتری تحمل می كند و بهبودی سريع‌تر حاصل می‌شود. استفاده از روبات ها هنگام جراحی موجب افزايش دقت جراح حين عمل می‌شود. روبات ها قادرند بدون لرزش و با دقت بالا برش‌های مورد نظر جراح را ايجاد كنند ، از جهتی ديگر استفاده از اين روبات ها موجب صـرفـه‌جـويـی در وقـت مـی‌شود. از مزايای اين روش برای بيمار می‌توان به كاهش دردهای بعد از عمل ، اسكار كمتر ، خونريزی كمتر و خطر كمتر عفونت و همچنين كوتاهی دوره بستری در بيمارستان و تسريع دوره بهبودی و بازگشت سريع‌تر به فعاليت روزمره اشاره كرد. سيستم روباتيک از 3 قسمت اصلی تشكيل شده است:
1- روبات اصلی كه دركنار بيمار قرار می‌گيرد و 4‌‌ بازو و يک دوربين اندوسكوپ با قدرت بزرگنمايی بالا كه در خدمت دست و چشم جراح هستند.
2- محلی براي نشستن و كنترل ربات توسط جراح.
3-  يک رايانه كه آنچه را دوربين می‌بيند به تصاوير سه بعدی تبديل می‌كند.
يكی از مزايای اين دستگاه اين است كه جراح در وضعيت نشسته و با راحتی بيشتر جراحی را دنبال می‌كند.
محققان در حال كار روی روبات های جراحی هستند كه قادرند به دور از اتاق عمل و با كمک يا بدون كمک انسان كار خود را انجام دهند. از اين روبات های مجهز به هوش مصنـوعـی مـی‌توان برای درمان فضانوردان استفاده كرد. همچنين اين روبات ها قادر خواهند بود در ميدان‌های جنگ جابه‌جا شوند و هر جا سربازی زخمی يافتند ، وی را مداوا كنند. ربات آزمايشی از فناوری سونوگرافی سه بعـدی بـه همـراه يـک نـرم‌افـزار هـوش مصنوعی استفاده می كند. اين روبات می تواند داخل بافت ارگان‌ها را مشاهده كند ، در حالی كه تــاكـنـون فقـط ظــاهــر ارگــان‌هــايــی كــه در مقــابــل دوربين قرار می‌گيرند ، قابل مشاهده بودند.
ايـن ربـات دوربـيـنـی دارد كه قادر است 30‌‌ تـصـوير سه بعدی را در ثانيه به پردازنده رايانه ارســال كـنــد. بــه عـنــوان مـثـال هـنـگـام جـراحـی پـروستـات ، رايـانه با كمک تصاوير جمع‌آوری شـــده ، تـصـــاويـــری ســـه‌ بـعـــدی از پـــروسـتـــات مـی‌سـازد. سـپـس ايـن تـصاوير را برای ربات و جـراح ارسال می‌كند. پس از پردازش تصاوير رايانه دستورات لازم را به مغز ربات می‌فرستد. نـكـتــه حــائــز اهـمـيــت ايـن اسـت كـه ايـن ربـات می تواند جراحی را در يک دهم زمان و با دقت 10 برابر نسبت به انسان جراح به پايان برساند.

جراحی روباتيک در ايران
بحث جراحی روباتيک به كمک رايانه ، پديده نسبتاً جديدی در دنيا است اما در عين حال رشد قـــــابـــــل تـــــوجــهـــــی داشـتــــه اســــت و تـحـقـيـقـــات دانـشـکــده‌هــای مهنـدسـی پزشکی دانشگاه‌های معتبـر دنيـا بـه ايـن سمت جهت گرفته است. در ايــران نـيــز پــروژه‌ای از طــرف وزارت صـنــايع با مضمون هدف‌گذاری و تدوين استراتژی براي حــوزه تـجـهـيــزات پــزشـکــی در بخش ابزارهای جراحی توسط دكتر فرزام فرهمند انجام شد. در آ‌ن پـــروژه ، طـــی مـطـــالـعـــه جــامـعـی دربـاره ابـزار جـــراحـــی ، حــوزه ابــزارهـای جـراحـی و كـاربـرد روبـــاتـيـــک و سـيـسـتــم‌هــای رايــانـه‌ای بـه عـنـوان زمينــه‌ای بــرای سـوق دادن تحقيقـات آتی به آن برگزيده شد.
روبــولـنــز يـک نگهـدارنـده دوربيـن جـراحـی لاپاراسكوپيک است كه به عنوان اولين محصول كـامـل ايـن آزمـايـشـگاه ، وارد بخش بالينی شده است. چيزی كه اهميت دارد ، اين است كه توليد ايـده و فكر نبايد متوقف شود و اين افكار بايد عـمـلــی شــده و مــورد آزمــايــش قـرار گـيـرنـد تـا دستگاهی جديد ساخته و به كار گرفته شود. با توجه به پيشرفت‌هايی كه تاكنون صورت گرفته است ، استفاده از روبات های پيشرفته جراح در اتـاق‌هـای عمـل  كشورمان در آينده‌ای نزديک ، دور از انتظار نخواهد بود.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

جــراحــی لاپــاروسـكــوپــی يكـی از مصـاديـق جـراحی بـا حـداقـل آسـيـب اسـت كـه در حفره شـكـمــی انـجــام مـی‌شـود. وظـيـفـه‌ ايـن روبـات نگه‌داشتن دوربين لاپاراسكوپ و قرار دادن آن در موقعيت‌های مناسب است تا ديد خوبی برای جراح فراهم كند. اين روبات سرعت جراحی را افزايش و زمان آن را به ميزان قابل توجهی كاهش می‌دهد.
كار كردن با روبات كمک جراح لاپاراسكوپی بـسـيــار راحـت اسـت ؛ در حـدی كـه كسـانـی كـه دوره‌هـــای فـــوق تـخـصـصــی لاپــاراسـكــوپــی را می‌گذرانند ، می‌توانند خيلی سريع با نحوه كار ايــن روبــات آشـنــا شــونــد و كــار كـردن بـا آن را بيـامـوزنـد ؛ البتـه مـراحـل طـراحـی و سـاخت اين روبات تجربيات جالبی را در بردارد كه در مراكز دانشگاهی فنی مهندسی قابل ارائه است.
در اين روش به منظور دسترسی به ناحيه مورد نظر براي عمل جراحی در داخل شكم ، از دو يا ســه شـكــاف كــوچــک ابـزارهـای جـراحـی و از شكاف ديگر دوربين يا لاپاروسكوپ وارد بدن شده و از طريق تصوير ايجاد شده ، عمل جراحی انجام می شود.

كوچک ترين روبات جراح
دانشمندان روباتی به شكل سوسک اختراع كرده‌اند كه با ورود به بدن از طريق يک شكـاف ،‌ نيـاز بـه عمـل جراحی را تا حد چشمگيری كاهش می‌دهد. اين روبات دو سانتی‌متر طول و 5 گرم وزن دارد كه با دارا بودن وسايل پزشكی متنوع بسيار كوچک شامل يک دوربين كوچک ، حسگرها و تزريق‌گر دارو می‌تواند از يک شكاف ايجاد شده توسط جراحان در پوست، وارد بدن شده و اقدامات پزشكي را در داخل بدن به انجام برساند.
زمان زيادی از توليد روبات‌هايی كه برای عكسبرداری داخل بدن انسان ها ساخته شده است نمی‌گذرد و اكنون محققان توانسته‌اند اين روبات را كه مزيت‌های بسيار بيشتری دارد ، اختراع كنند.
 چندی پيش ، گروه تحقيقاتی ديگری در راستای گسترش هرچه بيشتر از روبات‌ها برای كمک به انسان‌ها در زمينه‌های پزشكی ، در نمايشگاه روباتيک ژاپن روباتی را در معرض نمايش قرار دادند كه به عنوان يک جراح واقعی عمل می‌كرد.
اين روبات وارد رگ‌های خونی می‌شد و با هدايت اين روبات ، دانشجويان رشته پـزشكـی و سـايـر پـزشكـان مـی‌تـوانستند طريقه ورود به رگ‌های خونی بدن بيمار و مراقبت‌های قلبی عروقی را به صورت عملی آموزش ببينند. البته اين روبات ، فقط جنبه آموزشی ندارد و با آن می‌توان بدون انجام جراحی‌های باز بيمار را درمان كرد.
در تحقيقات گذشته برای انتقال سيگنال‌های مغز به روبات معمولا از عمل جراحی برای قراردادن سيم‌های رابط الكترونيكی درون بدن انسان استفاده می‌شد و در برخی ديگر نيز افراد استفاده‌كننده بايد در زمينه ارسال سيگنال‌های خود به روبات آموزش می‌ديدند كه نتايج كار نيز معمولا در زمينه خواندن سيگنال‌های مغزی چندان دقيق نبود.
پژوهشگران هم در راستای گسترش استفاده از روبات‌های پزشک ، اعلام كرده‌اند كه در حال كار روی روبات كوچكی هستند كه از طريق يک شكاف وارد بدن شده و مشكـلات قلبـی را درمـان مـی كنـد و همـاننـد ديگر روبات‌ها به افزايش مهارت‌های پزشكان در اتاق عمل كمک می‌كند.
روبات ديگری نيز مدتی قبل با مهارت فيلمبرداری كه يک گروه از محققان در مركز تحقيقات پزشكی آن را ساخته‌اند ، معرفی شد كه می‌تواند در درون معده يا شكم بيمار حركت كند و زوايای مختلف قسمت‌هايی را كه بايد معالجه شوند ، به جراح نشان دهد. اين روبات كه ماه‌ها از معرفی آن می‌گذرد ، همچنين مجهز به يک سوزن قابل جمع شدن است كه به آن امكان می‌دهد از درون بدن بيمار نمونه‌برداری كند.
يكـی از ايـن دستـاوردهـا مـربـوط به روبات پرآوازه داوينچی می شود. اين روبات می‌‌تواند با ايجاد يک شكاف كوچک در گردن ، عمل جراحی تيروئيد را با موفقيت كامل انجام دهد. ‌طی سال‌های اخير روبات‌ها در اعمال جراحی اورولوژی و بيماری‌های زنانه حضور يافته‌‌اند ، اما اين نخستين باری است كه از آن ها در عمل جراحی تيروئيد استفاده می‌‌شود.
بيماری تيروئيد در پی نوعی اختلال صورت می‌گيرد كه به موجب آن در گردن فرد برجستگی به اندازه ميوه كيوی ايجاد می‌شود. اين بيماری تاكنون از طريق يک شكاف بزرگ در قسمت تحتانی گردن جراحی می شد اما جای بخيه‌ها روی گردن فرد بيمار باقی می‌‌ماند. ‌روبات جديد قادر است جراحی مورد نياز برای درمان اين بيماری را از طريق ايجاد يک شكاف كوچک در گردن به وجود آورد تا در نهايت اثری از بخيه‌های جراحی باقی نماند.
غده تيروئيد ميزان سوخت‌وساز بدن را كنترل می‌كند و بيماری مربوطه به 2 حالت خوش‌ خيم و بدخيم رخ مي‌دهد.

استفـاده از روبـات‌هـای جـراح در امـور پـزشكـی نظـامـی نيز در سال های اخير با سـرمـايـه‌گـذاری‌هـای كـلانـی همراه بوده است. روبات‌ها در آينده‌ای نه چندان دور جايگزين پزشكان نظامی خواهند شد. در همين راستا گروهی از دانشمندان سيستم جــراح روبــاتــی را ابــداع كــرده اســت كــه مــی تــوانــد در آيـنـده‌ای نـزديـک جـايگـزيـن بيمارستان‌های متحرک و پزشكان نظامی در ميادين جنگ شود.
از اين رو می‌توان پيش‌بينی كرد به‌زودی بيمارستان‌های متحرک نظامی توسط ترونا پاد يا همان جراح و پرستار روباتيک اداره شوند. اين ابزار كه در حال حاضر تحت آزمايش‌های اوليه قرار دارد ، به جراح كنترل از راه دور با 3 بازوی روباتيک مجهز است.
روبات جراح به 12 سيستم ديگر از جمله سيستم فعال‌سازی صوتی تجهيز شده است. همچنين يک تک‌بازو وظيفه حمل ابزار جراحی مورد نياز را به جراح روباتيک داشته و در عين حال ابزاری را كه نيازی به آن ها نيست جا به جا می‌كند.
روبات پرستار سياری نيز وظيفه توزيع ابزار مناسب را در حين كنترل علائم حياتی به عهده خواهد داشت. در حقيقت می توان ديد كه همه اعمالی كه در يک بيمارستان صحرايی يا نظامی صورت خواهد گرفت ، تحت كنترل سيستم‌های روباتيكی خواهد بود.
محققان هدف اصلی از توليد اين سازه يكپارچه روباتيک جراح را ارائه خدمات درمانی سريع و مطمئن به سربازان مجروح قبل از انتقال آن ها به بيمارستان‌ها عنوان می‌كنند. در نتيجه اين روبات بايد توانايی انجام فرايندهای احيای افراد را نيز داشته باشد.
اين سيستم روی حداقل فرايندهايی كه علائم حياتی مجروحان را به حالت پايدار خواهد رساند ، تمركز دارد. از جمله اين فرايندها ، فراهم ‌كردن مسير جريان هوا و ارائه درمان‌های سريع برای جراحت‌ها مانند كنترل خونريزی در افراد است. روبات جراح توسط پزشكی از راه دور كنترل شده و می‌تواند با ديگر روبات‌ها ارتباط برقرار كرده و آن ها را هدايت كند.
يكی از 3 بازوی روبات ، آندوسكوپی را نگه مـی‌دارد تـا كنتـرل‌كننـده قـادر بـه مشاهده بيمار بـاشـد و ايـن در حـالـی اسـت كه 2 بازوی ديگر عمليات درمانی را بر روی فرد انجام می‌دهند.
هـمـچـنـيــن ايــن روبـات اجـازه انجـام بـرخـی عمليات ساده از قبيل بخيه‌زدن را بدون نياز به هدايت انسان‌ها دارد.
هـمـان طـور كـه كـاملا مشخص است هزينه طراحی و ساخت اين دسته از روبات‌ها بسيار قابل توجه است و معمولا شركت‌های كوچک تحقيقاتی توان تأمين آن ها را ندارند.
در ميان تمامی روبات‌های جراحی كه با تكيه بر فناوری‌های نوين طراحی و ساخته می‌شوند ، آن دســتـــه از اهــمــيـــت و جـــذابــيـــت بــيــشـتــری بــرخــوردارنــد كــه كـمـتـريـن نـيـاز را بـه حـضـور نيـروهـای متخصـص انسـانـی داشته باشند. اين روبات جراح بدون كمک گرفتن از انسان موفق بـه انجام جراحی ظريف و يافتن تركش فلزی شده است. اين فناوری می‌تواند هزينه و زمان مــورد نـيــاز بــرای نـمـونـه‌بـرداری و ديگـر انـواع جراحی را كاهش دهد. يافتن تراشه‌های فلزی آخـريـن دسـتـاورد روبـات‌هـای جراح به شمار نمی‌رود.
مـحققان معتقـدنـد سوزن موجود در روبات جراح جديد را می‌توان به ‌وسيله ابزاری متعدد جايگزين كرد تا روبات بتواند در انجام عملياتی ديگر از قبيل بيهوشی بيمار شركت داشتـه بـاشد. دانشمندان بر اين باورند گسترش كامل استفاده از روبات‌ها به عنوان جراحی قابل اطمينان تا 10 سال آينده امكان‌پذير خواهد بود كه با وجود هزينه بالا ، دقت بالای انجام جراحی و ايمنی آن می‌تواند استقبال از اين فناوری جديد را با گسترش مواجه سازد.

ساخت دو بازوی روباتيک جراح 5 درجه آزادی
محققـان مـوفـق بـه سـاخـت دو بـازوی روباتيک جراح 5 درجه آزادی برای انجام جراحی‌های از راه دور شدند.
قابليت كنترل به صورت پايه و پيرو كه امكان سازی يک سيستم جراحی از راه دور را فراهم می‌كند ، از ويژگی‌های اين بازوها است كه با گرفتن فرامين از سيستم پايه و انتقال آن توسط پروتكل های اينترنتی به سيستم پيرو ، قابليت عملكرد در فواصل چندين هزار كيلومتری را فراهم می‌كند. اين بازوهای روباتيک هم می‌توانند به صورت جراح اصلی برای انجام عمل جراحی و هم به صورت كمک جراح برای نگهداری دوربين های آندوسكوپ مورد استفاده قرار گيرد. اين بازوهای روباتيكی با بهره گيری از يک سيستم مختصات كروی قابليت پوشش فضای كاری مورد نظر جراحان در جراحی از راه دور را كه بر پايه جراحی لاپاراسكوپی انجام می پذيرد ، دارد. عملگر نهايی اين روبات به راحتی در همه نقاط مورد نياز در اختيار جراحان قرار می‌گيرد. اين سيستم دارای 5 درجه آزادی بـوده كـه 3 درجـه آن متشكـل از دو چـرخش و يک حركت انتقالی مربوط به قرارگيری عملگر نهايی در موقعيت مورد نظر جراح بوده ، يک درجه آزادی مربوط به چرخش ابزار جراحی و يک درجه آزادی نيز مربوط به گريپر ابزار جراحی است.
استفـاده از اين بازو به يک ابزار جراحی محدود نمی شود و طيف گسترده‌ای از ابزارهای جراحی را پوشش می دهد. اين بازو همچنين امكان استفاده از اكثر ابزارهای جراحی كه دارای قطرهای بين 5 تا 15 ميليمتر هستند را فراهم می‌كند كه از جمله مزيت های مهم اين بازو به شمار می‌رود.
نـرم افـزار سيستـم كنتـرلـی روبـات جـراح بـه صورت تطبيقی است ، داده های حركتی روبات پـايـه كـه تـوسـط جـراح داده می شود ، ابتدا وارد كـامـپـيـوتـر مـی‌شـود و سپس با اعمال الگوريتم كنترلی برای دنبال نمودن مسير دست جراح و حذف لرزش دست به سيستم پيرو وارد می شود كه يكی از اهداف مهم اين پروژه ، بررسی عملی روش‌هـــای مــخــتــلـــف كــنــتــرلــی در عـمـلـكــرد روبات‌های جراح با كنترل از راه دور است.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

بـه كمـک گـروهی از دانشمندان ، طراحان و نـويسنـدگان كتاب ها و مقالات علمی تخيلی ، تحقيقات گسترده ای در اين زمينه انجام شده و در نهايت 18 روبات به عنوان برترين روبات ها در صنعـت روبـاتيـک معـرفـی شـده اند. از سال 2003 ميلادی تا سال 2010 ميلادی اين گروه از داوران كـــه مـســـؤلـيـــت مـعــرفــی و تـجـلـيــل از روبات‌های تأثيرگذار بر پيشرفت فناوری را بر عهـده داشتـه انـد ، فهـرستـی از ايـن روبـات هـا را تدوين كرده اند و جالب اين كه نام روبات جراح داوينچی در رتبه اول اين فهرست قرار دارد. اين روبـات حـركـت هـای يـک جراح را در ابعادی بـسـيـار كـوچكتر انجام می دهد و به اين ترتيب اعمال انجام جراحی با كمترين آسيب احتمالی برای فرد بيمار را امكان پذير می سازد و جالب تر اين كه در حال حاضر بيش از 200 سامانه جراحی روبـاتـيـک داويـنـچـی ، انجام جراحی های بسيار حساس مانند ترميم دريچه قلب را بر عهده دارند و مـحـقـقـان و پـژوهـشگران در تلاش هستند با ارتـقـای سـيـسـتـم نـرم افزاری كنترل اين سامانه جراحی روباتيک ، بتوانند امكان استفاده از داوينچی بدون نياز به كنترل آن توسط يک جراح را نيز در آينده ای نه چندان دور امكان پذير سازند. استفاده از ربات ها در هنگام جراحی نه تنها دقت عمل جراح را افزايش می دهد ، بلكه می تواند در صرفه جويی در وقت نيز تأثيرگذار باشد.

جايگاه جراحان
محل ويژه ای نيز برای استقرار جراحان در نظر گرفته شده است كه جراح از آن محل می تواند كنترل روبات را در حين انجام عمل جراحی عهده دار شود. علاوه بر اين ، سامانه جراحی روباتيک مجهز به رايانه ای است كه تصاوير ثبت شده در دوربين آندوسكوپيک را به تصاوير سه بعدی تبديل می كند.
بی شک اگر روبات داوينچی را درحالی كه مشغول انجام عمل جراحی روی يک بيمار است نگاه كنيد ، تصور می كنيد يک عنكبوت بزرگ و عظيم الجثه فولادی ، چهار بازوی خود را در بدن فرد بيمار فرو برده است كه در حال جستجو ناگهان يک بافت خونی را از بدون فرد بيمار خارج می كند ، اما عنكبوت همان روبات معروف يعنی داوينچی است كه در سال های اخير همراه گروه جراحی راهی بسياری از اتاق های عمل جراحی می‌شود و پزشک جراح به كمک آن می تواند بدون دخالت دست ، بسياری از اعمال جراحی را به راحتی انجام دهد.

كاهش خونريزی با روبات 
به ‌تازگی روباتی ساخته شده كه به كاهش خونريزی هم كمک می‌كند ، محققان با آزمايش روبات جراح توانستند ميزان خونريزی بيمار در عمل جراحی را به حداقل برسانند.
اين روبات جراح موسوم به Altair در عمل جراحی كبد آزمايش شد. اين روبات كه با فركانس پايين الكترونيكی كار می‌كند ، باعث می‌شود تا خون فرد سفت و جامد شود. اين امر به پزشكان كمک می‌كند تا برای انجام عمل جراحی نيازی به برش رگ‌های خونی نداشته باشند. اين روبات با موفقيت در 14 عمل جراحی كبد آزمايش شد.

روبات جراح مغز
مغز انسان مركز اصلی هدايت و كنترل انسان است ، اين ساختار پيچيده و دقيق بسيار حساس است ، به‌همين دليل عمل‌های مغز و اعصاب دقت بسيار بالايی نياز دارند. روباتی در سال‌های اخير ساخته شده كه به اين جراحی‌ها كمک بسياری كرده است. اين روبات جراح مغز مبتنی بر هدايت با تصاوير (Image-Guided) بوده است. انواع اين روبات‌ها تاكنون در نه هزار عمل جراحی به كار گرفته شده‌اند و در نوع خود تنها روباتی هستند كه تأييديه مؤسساتی نظير سازمان غذا و داروی ايالات متحده (FDA) و استاندارد CE اروپا و تأييديه وزارت سلامت ژاپن را دارند. اين روبات تــاكـنــون در اعـمال جــراحــی گــونــاگـونـی نظيـر DBS ، MCS ، SEEG ، endoscopy , radio-surgery ، TMS به كار گرفته شده است.

روبات جراح جايگزين متخصصان پزشكی در لحظات حساس و خطرناک
بلند پروازی های جسورانه دانشمندان در نفوذ و حضور هرچه طولانی مدت تر در اعمـاق فضـا پـايانی ندارد. ساخت روبات قابل حمل جراح كه در فضا جراحی كند ، تازه‌ترين نقشه دانشمندان برای فضا است.
روبـاتـی كـه سـاختـه شـده اسـت ، از هـر حيث در دنيا بی نظير است. هدف ارتقای مراقبت‌های پزشكی و درمانی در محيط های سخت نظير ميدان جنگ و فضاست و اين پروژه با نظر ناسا انجام گرفته است.

استفاده از روبات برای بازكردن عروق
محققان به تازگی برای كاهش دادن خطرات برخی تجهيزات اتاق عمل جراحی قلب ‌، شيوه ای را با استفاده از يک روبات دستيار برای كمک به پزشكان در جراحی های قلب ابداع كردند.
در حالی كه پيشرفت های نوين در جراحی قلب ، اين شيوه درمانی را بسيار پيشرفته تر و ساده تر از نسل قبل كرده است اما در برخی از اين تجهيزات از پرتو استفاده می شود كه می تواند برای بيمار و تيم پزشكان و پرستاران حاضر در اتاق عمل بسيار خطرناک باشد.
اين سيستم يک روبات-دستيار كاتتر برای بازكردن عروق مسدود است كه به جراح عروق اجازه می دهد از يک كابين حفاظتی سرب اندود ، عمل فنر گذاری يا بالون گذاری در رگ را انجام دهد.
در عمل جراحی عروق (PCI) يا دستكاری عروق كرونر از راه پوست ، آسيب ديدگی ها يا انسداد عروق ترميم می شود تا آسيبی به قلب نرسد.
اين كار با استفاده از فنر (استنت) و يا تزريق بالون در انتهای يک كاتتر به يكی از عروق اصلی در پا صورت می گيرد و تا قلب هدايت می‌شود. روش PCI يک روش موفق و رايج است. اما تنها مشكل آن استفاده از تصويربرداری اشعه ايكس بـرای نظـارت و كنتـرل حـركـت كـاتتـر و مـابقی جراحی است. از آنجا كه جراح درست در كنار بيمار قرار دارد ، در معرض اين پرتوها است. در حال حاضر جراحان از يک پيشبند و لباس سربی سنگين برای محافظت خود استفاده می كنند اما اين شيوه ، حفاظت كامل ايجاد نمی كند و می تواند به خاطر وزن زياد ، برای جراح مشكل زا شود. از اين رو محققان به اين نتيجه رسيدند اگر قـرار گرفتن در معرض پرتوها خطرناک است ، پس بايد كنار ايستاد و كارهای خطرناک و آلوده را به روبات ها سپرد.
سـيـسـتــم CorPath نـخـستيـن سيستـم دستيـار جـراح روبـاتـيـک بـرای جـراحی های استنت و بالون گذاری عروق مسدود است. اين سيستم به جراح كمک می كند تا از يک كابين سرب اندود در همان اتاق عملی كه بيمار در آن قرار دارد ، به جـراحـی بـپردازد. در اين حالت هيچ آسيبی از پرتو ايكس به جراح نمی رسد.
در اين شيوه جراح از دو جوی استيک استفاده می كند كه كاتر و ديگر ابزارهای مورد استفاده جـراح را كـنـترل می كنند. همچنين تعدادی از نمايشگرها در اين كابين وجود دارد كه جراح مـی تـوانـد از طـريـق آن هـا عـمـل را مـشـاهـده و حـركـات روبـات را بـا دقـت كنتـرل كند. با اين سيستـم جـراح كـامـلا نيـروی وارد شده به بدن بيمار را در هنگام ورود و حركت كاتتر در رگ حس می كند.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی