چکیده در حوادث هسته ای، تخمین میزان پرتوگیری افراد نیاز به اندازه گیری سریع و قابل اطمینان شاخص های بیولوژیکی می باشد. دزیمتری بیولوژیکی بوسیله شمارش ناهنجاری های کروموزومی یکی از روش های قابل اطمینان برای تخمین دز بوده که جهت آنالیز تعداد زیاد نمونه در کمترین زمان، نیاز به تکنیک های اتوماسیون دارد. سیستم میکروسکوپی متافازیاب اتوماتیک مجهز به نرم افزار پردازش تصویری می باشد که بصورت اتوماتیک در بزرگنمایی پایین میکروسکوپ(10x)، بعد از تصویر برداری از تمام سطح اسلاید حاوی نمونه و پردازش تصاویر، موقعیت دقیق متافازهای موجود در اسلاید را پیدا کرده و آنها را ثبت می نماید. این موقعیت ها جهت بررسی ناهنجاری های هر متافاز با بزگنمایی بالاتر(100x) مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مأموریت های آزمایشگاه دزیمتری بیولوژیکی مرکز نظام ایمنی هسته ای کشور تخمین دز دریافتی در حوادث پرتوی با استفاده از بررسی تغییرات پارامترهای بیولوژیکی می باشد. برای این منظور در این پایان نامه با استفاده از سیستم های قابل دسترس تجاری مانند میکروسکوپ، دوربین، صفحه و فوکوس اتوماتیک و طراحی نرم افزار کنترل سخت افزاری و پردازش تصویر، متافازیاب اتوماتیک با هزینه کمتر نسبت به سیستم های تجاری موجود و کارایی قابل قبول راه اندازی گردیده است. سخت افزار متافاز یاب مورد مطالعه در این پژوهش شامل یک دوربین 8 بیت ccd ، میکروسکوپ nikon80i و سیستم صفحه و فوکوس قابل کنترل با نرم افزار بوده و استقرار صفحه در دو محور x و y با دقت تقریبی حدود 5/0 میکرومتر و z (فوکوس) با دقت تقریبی در حدود 05/ میکرومتر انجام می گیرد. الگوریتم مورد استفاده در نرم افزار متافاز یاب inra بر پایه شکل شناسی ریاضی(mathematical morphology) بوده و جهت پیدا کردن متافازها از عملگرهای شکل شناسی روی تصاویر باینری حاصل از دوربین و تبدیل های تصویری استفاده گردیده است. متافاز یاب inra توانایی یافتن متافازها و ثبت موقعیت آنها در یک اسلاید با ابعاد 50×22 میلیمتر را در مدت 45 دقیقه دارا می باشد( در بزرگنمایی 10x). سرعت جستجو با احتساب حرکت در محور y,x و فوکوس مکانیکی جهت داشتن تصویر واضح، 25 میلیمتر مربع در دقیقه است. صحت عملکرد متافاز یاب تا حدود بسیار زیادی وابسته به کیفیت اسلاید تهیه شده می باشد. در اسلاید های با کیفیت خوب، کارایی متافازیاب بالای 80 درصد بوده و خطای میانگین مثبت سیستم 9% (%15-4) و خطای میانگین منفی 6% (%12-3) بدست آمده است. کیفیت اسلاید می تواند بوسیله مشاهده چشمی زیر میکروسکوپ تعیین گردیده و بزرگنمایی مناسب جهت داشتن بهترین کارایی در نرم افزار انتخاب گردد. یافتن متافازها در بزرگنمایی های بالاتر به افزایش کارایی سیستم منجر می گردد ولی زمان طولانی تر صرف پیدا کردن متافازها می شود. جهت صحه گذاری و برآورد میزان دقت و صحت سیستم متافازیاب، پانزده نمونه واقعی با کیفیت های مختلف بصورت دستی و اتوماتیک شمارش شده و باهم مقایسه گردیده است. نتایج حاصل از این مقایسه و مقایسه بین چندین متافازیاب موجود در دنیا نشان از کارایی قابل قبول این سیستم می باشند.

هدف از دوزیمتری بیولوژیک، تخمین میزان پرتوگیری افراد پرتوکار و یا درگیر در سوانح مختلف پرتوی می باشد. روش های سیتوژنتیکی، از شایع ترین و کاربردی ترین روش های دوزیمتری بیولوژیک می باشند. در موارد پرتوگیری مزمن یا دراز مدت ، روش سیتوژنتیک دو رگ گیری فلورسانس درجا (fish) مورد استفاده قرار می گیرد که در آن میزان آسیب های پایدار کروموزومی، معیاری برای تخمین پرتوگیری افراد می باشد. هر آزمایشگاه بیودوزیمتری، برای تخمین صحیح و دقیق میزان پرتوگیری، باید منحنی کالیبراسیون اختصاصی برای انواع مختلف پرتو در دوزها و آهنگ دوزهای مختلف تهیه نماید. در این تحقیق، پس از نمونه گیری از خون دو مرد سالم و غیر سیگاری، نمونه ها را تحت تابش دوزهای 5/0 تا 2 گری اشعه ایکس ساطع شده از دستگاه شتابدهنده خطی قرار داده و پس از جداسازی لنفوسیت های خون محیطی و کشت آنها، گستره متافازی آنها تهیه شده و سپس مراحل رنگ آمیزی دو رگ گیری فلورسانس درجا (fish) انجام شد و آسیب های پایدار کروموزومی سلول ها مورد بررسی قرار گرفت. براساس میزان آسیب های پایدار کروموزومی شمارش شده در دوزهای مختلف پرتو، منحنی دوز- پاسخ ترسیم شد که از آن می توان برای تخمین گذشته نگر پرتوگیری های شغلی و حوادث بهره برداری نمود.

یافتن روشی مناسب برای تخمین سریع و قابل اعتماد میزان پرتو دریافتی اهمیت فراوانی در درمان افراد تابش دیده دارد. در ساعات اولیه پس از تابش گیری، صدمه اصلی ایجاد شده در بافت های زایا پدیده آپاپتوز سلولی می باشد و تعیین کمی میزان آپاپتوز ایجاد شده می تواند در ارزیابی و تخمین غیر تهاجمی میزان پرتو جذب شده به بافت کمک کننده باشد. آنکسین 5 متصل شده به نانو ذرات پارامغناطیسی آهن (spio-anx) یک پروب بیولوژیک برای شناسایی سلول های آپاپتوزی با استفاده از تصویر برداری mri می باشد. با هدف ارزیابی تغییرات توزیع بیولوژیک spio-anx در بدن موش ها در ساعات اولیه پس از تابش گیری، موش ها به صورت تمام بدن مورد تابش دزهای 2، 4 و 6 گری (اشعه گاما کبالت 60) قرار گرفته و شش ساعت بعد، 99mtc-spio-anx به صورت داخل وریدی به موش ها تزریق شده و توزیع بیولوژیک آن در زمان های نیم، یک و دو ساعت مورد بررسی قرار گرفت. برای تصویر برداری mri ده ساعت پس از تابش دهی به موش ها، spio-anx به صورت داخل وریدی به موش ها تزریق شده و سه ساعت بعد تصویر برداری انجام شد. 99mtc-spio-anx به میزان قابل توجهی در مغز استخوان تمامی گروه های تابش دیده تجمع یافت (p <0.05) اما آنالیز آماری ارتباط مهمی بین دز تابش شده به موش ها و میزان تجمع رادیوکمپلکس در استخوان نشان نداد. در تصاویر mri متوسط شدت سیگنال ها برای مغز استخوان ران، کبد و بیضه ها در نواحی مورد نظر استخراج شده و نسبت به سیگنال های عضلات اطراف ران نرمالیزه شد. spio-anx در مغز استخوان تمامی گروه های تابش دیده تجمع نموده و متوسط شدت سیگنال را در مقایسه با گروه کنترل کاهش داد (p <0.05). نتایج بدست آمده پیشنهاد می نماید که از کمی سازی میزان تجمع spio-anx در مغز استخوان می توان به عنوان نشانگر قرار گیری در معرض تابش پرتوهای یونساز استفاده نمود اما برای تمایز بین دز های مختلف اشعه نیاز به توسعه و بهینه سازی روش سنجش می باشد.