آزمون_ارشد_فیزیک_پزشکی

 اثر پاشنه ی آند چیست؟

 اثر پاشنه ی آند چیست؟

  اثر پاشنه آند به این موضوع اشاره دارد که شدت پرتوهای خروجی از تیوب اشعه ی ایکس، در تمام بخش های میدان خروجی یکسان نیست، و شدت پرتوها در ناحیه ای از میدان که در طرف آند لامپ اشعه ی x قرار دارد، کمتر از ناحیه ای است که در طرف کاتد قرار دارد، به این دلیل که پرتوهای تولیدی در سمت آند بایستی از ضخامت بیشتری از آند عبور کنند تا بتوانند به بیرون از لامپ اشعه ی x برسند، بنابراین بسیاری از فوتونهای x تولیدی قبل از اینکه از آند خارج بشوند توسط خود آند جذب می شوند و به این ترتیب شدت پرتوهای x در سمت آند کمتر از شدت پرتوهای x در طرف آند می شود. بنابراین به پدیده ای که در آن افزایش جذب پرتوهای ایکس در سمت آند باعث کاهش شدت پرتوهای خروجی سمت آند می شود اثر پاشنه ی آند می گوییم. در مورد اثر پاشنه ی آند چندین نکته وجود دارد که میبایست دقت شود، اول اینکه با توجه به اثر پاشنه ی آند چون شدت تابش فیلم در طرف آند تیوب اشعه ی x بطور قابل توجهی کمتر از طرف کاتد تیوب هست، در هنگام تصویر برداری، آن ناحیه ای از بدن که برای تصویر برداری مدنظر هست را در طرف کاتد که شدت بالاتری داریم قرار میدهیم، و یا اگر ضخامت ناحیه ی مورد تصویر برداری یکنواخت نیست، قسمتهای ضخیم تر را در سمت کاتد و قسمت های با ضخامت کمتر را در سمت آند قرار میدهیم. نکته ی دوم اینکه با افزایش فاصله ی فیلم از لکه ی کانونی و یا استفاده از فیلم های کوچیکتر، اثر پاشنه ی آند کاهش پیدا می کند، و نهایتا اینکه هر چه لکه ی کانونی کوچکتر بشود، اثر پاشنه ی آند بیشتر می گردد. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
لامپ اشعه ی ایکس از چه قسمتهایی تشکیل شده است؟

لامپ اشعه ی ایکس از چه قسمتهایی تشکیل شده است؟

مهمترین بخش هر دستگاه_رادیولوژی، لامپ پرتو_ایکس است، که به آن لوله ی کولیج (Coolidge tube) گفته می شود، به این صورت که این لوله ی کولیج یک محفظه ی شیشه ای تخلیه شده از هوا است، که بخشی از جدار شیشه ای آن نازکتر از بقیه ی جداره ساخته میشود و این قسمت نازکتر در واقع همان محلی است که پرتوهای ایکس از این قسمت به بیرون از دستگاه رادیولوژی هدایت می شوند و به آن اصطلاحاً پنجره گفته می شود، از طرف دیگر این محفظه ی شیشه ای، خودش در درون یک محفظه فلزی پر از روغن قرار می گیرد، تا به این ترتیب روغن از یک طرف به انتقال حرارت تولیدی در تیوب، به بیرون از لامپ کمک کند و از طرف دیگر به عنوان یک عایق الکتریکی، ایمنی الکتریکی لامپ اشعه ی ایکس را افزایش دهد، علاوه بر این محفظه ی فلزی، فقط به پرتوهای ایکسی که از پنجره خارج میشوند اجازه ی عبور به بیرون را میدهد و پرتوهای ایکسی که در بقیه ی جهات منتشر میشوند توسط محفظه ی فلزی جذب میشوند و از نشت آنها به بیرون از لامپ جلوگیری میشود. نهایتا محفظه ی فلزی یک نقش حفاظتی هم برای محفظه ی شیشه ای دارد و از لطمه و آسیب های احتمالی به آن جلوگیری می کند. در درون لوله ی کولیج، آند و کاتد را داریم، کاتد در واقع قطب منفی لامپ اشعه ایکس است و از فیلامان، سرپوش کانونی کننده(Focusing Cup) و سیم های رابطی که برای برقراری ولتاژ و جریان مورد استفاده قرار می گیرند، تشکیل شده است. فیلامان یک سیم نازک از جنس تنگستن می باشد که به شکل یک فنر ریز ساخته شده و وقتی یک جریان الکتریکی از آن عبور می کند گرم می شود و درجه حرارت آن بالا می رود، با بالا رفتن درجه حرارت فیلامان، پدیده ی ترمویونیک اتفاق می افتد، یعنی تعدادی از الکترونهای آزاد تنگستن در اثر جذب انرژی گرمایی تا مسافت کمی از سطح فلز دور می شوند و به این ترتیب در اطراف فیلامان یک ابر الکترونی ایجاد می شود، بازده ترمویونیک هم به عواملی مثل درجه حرارت فیلامان، جنس و شکل فیلامان و همچنین اندازه ی سطح تماس اتمهای فیلامان با محیط پیرامون وابسته است و تنگستن بدلیل خواص مناسبی مثل بازده تومویونیک و نقطه ی ذوب بالایی که دارد برای ساخت فیلامان مناسب است، نهایتاً فیلامان در درون یک سرپوش کانونی کننده (focusing Cup) قرار می گیرد، که این سرپوش کانونی کننده به یک ولتاژ منفی متصل است و با احاطه کردن فیلامان از پراکندگی الکترون های فیلامان در اثر نیروی دافعه ی الکتریکی که بین الکترونها وجود دارد جلوگیری می کند، و به این ترتیب جریان الکترونها را با شکل و اندازه ی مورد نظر بر روی آند متمرکز می کند. نهایتا سرپوش کانونی کننده در بعضی از دستگاه ها به یک ولتاژ منفی بزرگ وصل می شود و به این صورت به عنوان الکترود سوم دستگاه برای کنترل جریان الکترون ها از فیلامان به سمت آند مورد استفاده قرار میگیرد. یک نکته ی دیگراینکه در لامپ های اشعه ی ایکس مدرن گاهی به جای یک فیلامان از دو فیلامان استفاده می شود، که به این لامپها، لامپهای دو کانونی گفته می شود، به این صورت که فیلامان با طول بلندتر برای تابش های با شدت بالاتر و زمان کوتاهتر مثل رادیوگرافی از قلب مورد استفاده قرار می گیرد و فیلامان کوتاهتر برای تابشهای با شدت کم و زمان طولانیتر مثل رادیوگرافی استخوان یا برای مواردی که می خواهیم تصویر رادیوگرافی وضوح بالاتری داشته باشد، مثل ماموگرافی، استفاده میشود. معمولاً هم این فیلامانها یا کنار هم قرار می گیرند و یا یک فیلامان در بالای فیلامان دیگر جایگذاری میشود، منتها در زمان تابش فقط یک فیلامان روشن است و کار می کند. جزء مهم دیگری که در تیوب اشعه ی x داریم آند یا همان قطب مثبت لامپ است، که آندها یا به صورت ثابت ساخته میشوند مثل آندهایی که در دستگاه های رادیوگرافی دندان داریم، و یا به صورت دوار ساخته میشوند مثل آندهایی که در دستگاه های رادیوگرافی  Conventional داریم، منتها نکته ی مهم اینکه بین آند و کاتد یک اختلاف پتانسیل بسیاری بالایی برقرار می شود و این اختلاف پتانسیل بالا باعث می شود الکترونهای تولیدی توسط فیلامان به سمت آند شتاب بگیرند و در اثر برخورد با سطح آند، تولید اشعه ایکس کنند. از طرف دیگر مقدار جریانی که بین آند و کاتد برقرار می شود به تعداد الکترونهای تولیدی توسط فیلامان وابسته است و با افزایش شدت جریان فیلامان، حرارت فیلامان و در نتیجه تعداد الکترونهای تولیدی توسط فیلامان افزایش پیدا می کند، به این ترتیب بعد از برقراری اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد الکترونهای بیشتری به سمت آند جریان پیدا می کنند و شدت اشعه ی ایکس تولیدی افزایش پیدا می کند، بنابراین در لامپ اشعه ایکس کمیت یا تعداد پرتوهای ایکس تولیدی بوسیله ی شدت جریان فیلامان، و انرژی پرتوهای ایکس تولیدی بوسیله ی kvp یا همان ولتاژ اعمالی بین آند و کاتد قابل کنترل است. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
پرتوهای ایکس پیوسته (ترمزی یا برمشترالانگ) چگونه تولید می شوند؟

پرتوهای ایکس پیوسته (ترمزی یا برمشترالانگ) چگونه تولید می شوند؟

  اگر الکترون ها در برخورد با یک ماده جاذب مثل تنگستن، آنقدر انرژی داشته باشند که بتوانند از ابر الکترونی ماده ی جاذب عبور کنند و خودشان را به نزدیکی هسته برسانند، در این صورت الکترونها تحت تأثیر نیروی جاذبه ی کلونی قوی هسته قرار می گیرند و ناگهان از مسیر خودشان منحرف می شوند، که این تغییر مسیر ناگهانی باعث بوجود آمدن یک شتاب زاویه ای در الکترون  می شود و در نتیجه ی این شتاب زاویه ای و بر اساس قوانین الکترومغناطیس، الکترون پر انرژی مقداری از انرژی خودش را بصورت امواج الکترومغناطیس از دست می دهد، که به این امواج که دارای یک طیف پیوسته با انرژی های مختلف هستند، پرتوهای ترمزی یا پرتو ایکس پیوسته گفته می شود، منتها نکته ای که در مورد برخورد الکترونهای پر انرژی با یک ماده ی فلزی مثل تنگستن وجود دارد آن است که درصدی از انرژی جنبشی الکترونها که به اشعه ی ایکس تبدیل می شود و به آن راندمان تولید اشعه ی ایکس گفته می شود بسیار پایین است، و بیشتر انرژی جنبشی الکترون ها یعنی در حدود 99% انرژی در هنگام برخورد به ماده ی هدف به حرارت تبدیل می شود، و تنها حدود 1% انرژی به پرتو ایکس تبدیل می شود. دلیل این موضوع هم آن است که بیشتر الکترونهای پر انرژی فرودی به الکترونهای لایه ی بیرونی ماده ی هدف برخورد می کنند و در این برخورد انرژی لازم برای یونیزاسیون اتم را به این الکترونها نمی دهند و فقط باعث برانگیختگی اتم ها می شوند، در نتیجه الکترونهای اتم فقط به تراز انرژی بالاتر می روند و بلافاصله با تابش اشعه ی مادون قرمز (IR) که باعث گرما می شود، به تراز انرژی پایه برمی گردند. راندمان تولید اشعه ی ایکس با عدد اتمی ماده ی هدف و انرژی الکترونها یا همان  KVPی دستگاه اشعه ی ایکس رابطه ی مستقیم دارد، و با افزایش هر کدام از اینها، افزایش پیدا می کند. مدفیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک_پزشکی

مشاهده مطلب
برای اعمال دیاترمی و ورود جریانهای پر فرکانس به بدن بیماران از چه روشهایی استفاده می شود؟

برای اعمال دیاترمی و ورود جریانهای پر فرکانس به بدن بیماران از چه روشهایی استفاده می شود؟

برای اعمال دیاترمی و ورود جریانهای پر فرکانس به بدن بیماران از چه روشهایی استفاده می شود؟ برای این منظور یا از روش خازنی استفاده می شود و یا از روش کابلی، در روش خازنی، بدن بیمار در بین دوالکترود که در واقع دو صفحه ی یک خازن هستند قرار می گیرد و به این ترتیب یک میدان الکتریکی به بدن بیمار اعمال می شود، در روش کابلی نیز از یک سیم پیچ برای درمان استفاده می شود، به این صورت که بدن بیمار هم در معرض یک میدان الکتریکی که بین ابتدا و انتهای سیم پیچ بوجود می آید قرار می گیرد و هم در معرض یک میدان مفناطیسی که در وسط سیم پیچ داریم. نکته ی قابل توجه توسط کاربر دیاترمی آن است که در روش خازنی، میزان گرمای تولیدی با چگونگی پخش خطوط میدان الکتریکی در بدن بیمار مشخص می شود، و هر جا که خطوط میدان تراکم بیشتری داشته باشد گرمای بیشتری تولید می شود و بالعکس. به همین ترتیب وقتی که بین الکترودهای خازن که دو طرف عضو بدن بیمار قرار گرفته اند یک میدان الکتریکی برقرار می کنیم، خطوط میدان ابتدا از هوا با ثابت دی الکتریک 1 عبور می کنند و سپس به عضو بدن با ثابت دی الکتریک حدود 80 می رسند، بنابراین خطوط میدان که در خارج بدن به هم نزدیک هستند در زمان ورود به بدن از هم دور می شوند و از تراکم آنها در نواحی عمیق کاسته می شود. بنابراین بافتهای سطحی نسبت به بافت های عمقی بیشتر گرم می شوند، البته یک استثنا هم وجود دارد که در آن حرارت بافتهای عمقی بیشتر از بافتهای سطحی است و آن زمانی است که مقطع عرضی واقع در مسیر عبور خطوط الکتریکی، کمتر از سطح الکترودها باشد، در این حالت همه ی خطوط از یک مسیر باریک عبور می کنند و گرمای عمقی بیشتر می شود. نکته ی دیگر آن است که خطوط میدان الکتریکی از بافتهایی که مقاومت کمتری دارند یا به عبارت دیگر ثابت دی الکتریک بزرگتری دارند، بهتر عبور می کنند، مثلاً اگه در بدن بیمار یک قطعه ی فلزی وجود داشته باشد، تراکم خطوط میدان در قطعه ی فلزی افزایش پیدا میکند و قطعه فلزی بیشتر گرم می شود، یا خون و ماهیچه ها که مقاومت کمتری نسبت به چربی و لیگامنت ها دارند، خطوط میدان را بهتر هدایت می کنند و بیشتر گرم می شوند، در نهایت به این موضوع هم دقت کنید که خطوط میدان در هنگام عبور از دی الکتریک از هم فاصله می گیرند و دور می شوند.  در روش کابلی، الکترود ما یک کابل با پوشش نارسانا است که یا به دور عضو مورد نظر پیچیده می شود و یا به صورت حلزونی بر روی عضو مورد نظر قرار می گیرد، طول کابل نیز باید مضرب صحیحی از نصف طول موج باشد. در روش کابلی از هر دو اثر میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی به صورت همزمان برای گرم کردن بافت تحت درمان استفاده می کنیم، به این صورت که با عبور جریان پر فرکانس از کابل ، یک میدان الکترواستاتیکی بین دو پایه ی کابل، که شکمهای پتانسیل در آنجا قرار دارند، ایجاد می شود و در محل هایی که کابل پیچ می خورد یک میدان مغناطیسی متغیر در اطراف کابل داریم، منتها این موضوع به این معنا نیست که چون هم میدان الکتریکی و هم میدان مغناطیسی داریم، انرژی که در این روش به بدن بیمار وارد می شود نسبت به روش خازنی بیشتر است، تنها تفاوتی که وجود دارد این است که در روش خازنی کل انرژی توسط میدان الکتریکی اعمال می شود، اما در روش کابلی، انرژی بین میدان الکتریکی و مغناطیسی توزیع می شود. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
تصویربرداری توموگرافی کامپیوتری یا CT چیست؟

تصویربرداری توموگرافی کامپیوتری یا CT چیست؟

CT مخفف Computed Tomography می باشد و Computed Tomography به معنای نمایش یک برش یا Slice از یک جسم بصورت کامپیوتری است، به این معنا که در روش CT ما به جای تصاویر آناتومیکی که در رادیولوژی داشتیم، یک سری تصویر مقطعی داریم، که این تصاویر مقطعی به این صورت ساخته می شوند که فوتونها از یک مقطع نازک از بدن که به آن مقطع توموگرافی یا اسلایس گفته می شود، عبور میکنند و بوسیله ی آشکارسازها شمارش می شوند، در مرحله ی بعد فوتونهای شمارش شده برای آنالیز ریاضی به کامپیوتر منتقل شده و بعد از آنالیز اطلاعات توسط کامپیوتر، یک تصویر ساخته می شود که به آن تصویر CT گفته میشود. بنابراین بطور خلاصه، به تصویربرداری از اعضای داخلی بدن در مقاطع یا برش های عرضی، CT گفته می شود. نحوه ی عملکرد تیوب اشعه ی ایکس در دستگاه CT نیز مشابه دستگاههای رادیولوژی می باشد، با این تفاوت که برخلاف دستگاه های رادیولوژی که در آن ولتاژهای حدود 35 تا 150 کیلوالکترون ولت را داشتیم، در دستگاههای سی تی فقط 3 یا  4 انرژی مختلف داریم، به عنوان مثال در بعضی از دستگاههای CT فقط ولتاژهای 80 ، 100، 120 و 140 کیلوالکترون ولت را داریم و در بعضی از دستگاهها هم فقط ولتاژهای 80 ، 110 و 130 کیلوالکترون ولت در دسترس هستند، که ولتاژ 80 معمولاً برای تصویربرداری CT از کودکان استفاده می شود و ولتاژهای 100 به بالا برای تصویربرداری CT  از بزرگسالان. از طرف دیگر در دستگاه های CT برخلاف دستگاه های رادیولوژی که آشکارساز، فیلم و صفحه بود، از آشکارسازهای Active که معمولاً از جنس سنتیلاسیون هستند استفاده می شود، به این صورت که وقتی فوتونهای عبوری از بدن بیمار با آشکارسازهای سنتیلاسیون برخورد می کنند، ازآشکارساز نور مرئی ساطع می شود و این نور برای ساخت تصویر سی تی تقویت شده و مورد استفاده قرار میگیرد. در بعضی از دستگاه های CT هم از آشکارسازهای اتاقک یونیزاسیون استفاده میشود، به این صورت که پرتوهای ایکس در اثر برخورد با گاز درون اتاقک باعث یونیزه شدن اتمهای گاز می شوند و در مرحله ی بعد با جمع آوری این یونهای مثبت و منفی، یک پالس الکتریکی تولید می شود، که می توانیم از آن برای ساخت تصویر استفاده کنیم. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
 فلوروسکپی چیست؟

فلوروسکپی چیست؟

 روش فلوروسکپی یک روش تشخیصی است که برای مشاهده ی عملکرد و function مورد استفاده قرار می گیرد و می توانیم توسط آن تصویر اندام های داخلی بدن را بصورت زنده دریافت کنیم، در حالی که در رادیولوژی ساده، آناتومی بدن بیمار ملاحظه می شود و تصاویر آن تصاویر ثابت دو بعدی و لحظه ای از یک اندام هستند. در فلورسکپی از مواد کنتراست زایی مثل باریم یا هوا استفاده می شود تا حرکت ماده ی حاجب را در مسیر لوله ی گوارش، در داخل قلب، در داخل معده و یا سایر اندام ها به صورت زنده ببینند، و این حرکات به جای فیلم، بر روی یک صفحه ی فلورسانس و یا بر روی مانیتور یک کامپیوتر قابل مشاهده می باشد. فلوروسکپی به دو روش انجام می شود، روش اول، روش مستقیم است که در حال حاضر این روش منسوخ شده و فلوروسکپی به این روش ممنوع می باشد، در این روش به جای فیلم از یک صفحه ی فلورسانس استفاده می شود و وقتی پرتوهای ایکس با این صفحه ی فلورسانس برخورد می کنند، در محل برخورد پرتوها، انرژی در محدوده ی نور مرئی ساطع می شود، و به این ترتیب می توانیم به صورت online و همزمان، تصویر را ببینیم، اما چون شدت نور مرئی تابشی توسط صفحه ی فلورسانس بسیار پایین است، این روش حتماً باید در یک اتاق تاریک انجام شود و پزشک باید حدود 20 دقیقه در اتاق صبر کند تا چشمش به تاریکی اتاق عادت کند. نکته ای که وجود داره این است که در این روش دُز بیمار و پزشک بسیار بالا است و کیفیت تصویر فلوروسکپی بسیار پایین می باشد. به همین دلیل در حال حاظر از روش فلوروسکپی غیر مستقیم استفاده می شود، که در آن از لامپ های تقویت کننده ی تصویر یا image intensifier ها به عنوان دریافت کننده و تقویت کننده ی تصویر استفاده می شود، تا به این ترتیب مشکلی که در فلوروسکپی مستقیم داشتیم و شدت نور مریی خروجی کم بود، حل شود. بنابراین در سیستم های فلوروسکپی به جای اسکرین-فیلم که در سیستمهای رادیولوژی Conventional داریم، از  image intensifier ها به عنوان آشکار ساز استفاده می شود. تیوب تقویت کننده تصویر یا  image intensifier از یک محفظه ی شیشه ای خلاء ساخته شده که در داخل آن 4 قسمت اصلی و مهم داریم. اولین قسمت، صفحه ی فسفر ورودی یا input phosphor است، که پرتوهای ایکس عبوری از بدن بیمار با این صفحه برخورد می کنند و انرژی آنها به پرتوهای نور مرئی تبدیل می شود، منتها نور مرئی تولیدی توسط صفحه ی فسفر ورودی بسیار ضعیف است و بایستی تقویت بشود، بنابراین در مرحله ی بعد این پرتوهای نورانی با یک لایه به نام فوتوکاتد که کاملاً به لایه ی فسفر ورودی متصل است برخورد می کنند و در اثر برخورد فوتونهای نورانی با فوتو کاتد، انرژی نورانی به الکترون تبدیل می شود، از طرفی، الکترون ها دارای بار منفی هستند، بنابراین بعد از تولید همدیگر را دفع می کنند، و ما برای اینکه این الکترونها را بر روی صفحه ی فسفر خروجی متمرکز کنیم، از عدسیهای کانونی کننده استفاده میکنیم، که این عدسی ها از طریق یک میدان الکتریکی، الکترونها را بر روی یک نقطه در گردن آند متمرکز می کنند، قسمت سوم لامپ تقویت کننده ی تصویر هم آند شتاب دهنده است، و چون آند شتابدهنده حدود 25 تا 30 کیلو ولت نسبت به فوتوکاتد پتانسیل مثبت دارد، الکترونها در حین حرکت از فوتوکاتد به سمت آند، شتاب می گیرند و نهایتاً بعد از برخورد با قسمت چهارم لامپ تقویت کننده ی تصویر یعنی صفحه ی فسفر خروجی، این جریان الکترونی به فوتون های نورانی تبدیل می شود، و یک تصویر معکوس بر روی صفحه ی فسفر خروجی تشکیل میدهد، حال اگه در پشت فسفر خروجی یک دوربین عکاسی قرار بدهیم، که از نور مرئی تولیدی بصورت پشت سر هم عکس بگیرد، در این صورت، از حرکت اجزای بافت یک فیلم ساخته می شود، که از قابلیت ضبط و ذخیره برخوردار است. نهایتاً نکته ای که در مورد image intensifier وجود دارد آن است که در حرکت الکترونها از فوتوکاتد به سمت آند، جریان الکترونی حدود 50 برابر تقویت می شود، که به آن بهره ی جریان میگوییم، به این معنا که به ازای هر فوتون نوری در صفحه ی ورودی، 50 فوتون نوری از صفحه ی خروجی تابش می شود، وبه این ترتیب روشنایی تصویر فلوروسکپی با ضریب 50 افزایش پیدا می کند. از طرف دیگر نسبت ابعاد صفحه ی ورودی به صفحه ی خروجی معمولا 10 به 1 می باشد، و این یعنی روشنایی تصویر خروجی به خاطر کاهشی که در اندازه ی تصویر اتفاق می افتد، 100 برابر افزایش پیدا میکند. بنابراین با توجه به اینکه بهره ی جریان 50 و بهره ی کوچک نمایی 100 داریم، روشنایی تصویر خروجی در این مثال 5000 برابر تقویت میشود، که به این عدد بهره ی روشنایی گفته میشود و از حاصلضرب بهره ی جریان در بهره ی کوچک نمایی قابل محاسبه است.  بهره کوچک نمایی* بهره جریان = بهره روشنایی  به این ترتیب image intensifier ها علاوه بر کاهش دُز بیمار، موجب افزایش کیفیت تصاویر فلوروسکپی شده و امکان ذخیره سازی ، بررسی و همچنین دستکاری تصاویر فلوروسکپی را هم بوجود می آورد. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
رزولوشن یا قدرت تفکیک فضایی در التراسوند به چه معناست؟

رزولوشن یا قدرت تفکیک فضایی در التراسوند به چه معناست؟

  رزولوشن یا قدرت تفکیک فضایی، به توانایی سیستم برای ثبت جزئیات اشاره می کند، به این معنا که هرچه رزولوشن سیستم در تشخیص دو نقطه ی نزدیک به هم به عنوان نقاط جدا و متمایز بیشتر باشد، مرزهایی که به هم نزدیکتر هستند، در تصویر از یکدیگر قابلیت تفکیک و تشخیص بیشتری دارند، در سیستم های سونوگرافی به غیر از  M Mode , A Modeکه تکنیک های تصویر برداری یک بعدی هستند، بقیه ی تکنیک های تصویربرداری دو بعدی هستند و برای آنها دو نوع رزولوشن داریم. 1-رزولوشن محوری یا Axial Resolution و 2- روزلوشن جانبی یا Lateral Resolution. رزولوشن محوری یا طولی بیان می کند که دو جسم تا چه حد در راستای موازی با محور پرتو می توانند به هم نزدیک باشند تا دستگاه همچنان بتواند آنها را به صورت نقاط مجزای از هم تشخیص بدهد. تفکیک پذیری محوری به اندازه ی طول پالس وابسته است و بهترین تفکیک پذیری محوری زمانی اتفاق می افتد که فاصله ی دو نقطه ی مورد نظر برابر نصف طول پالس باشد، تا به این ترتیب پرتوهای بازتابش شده از دو جسم نه با همدیگر همپوشانی داشته باشند که دستگاه آنها را یک جسم تلقی کند و نه از همدیگر فاصله داشته باشند که کیفیت کاهش پیدا کند، بلکه دقیقاً پشت سر هم قرار بگیرند تا مرزها از همدیگر قابل افتراق باشند. نهایتا هر چه عدد تفکیک پذیری یک دستگاه کوچکتر باشد، توانایی آن دستگاه در تفکیک دو نقطه ی نزدیکتر بیشتر است. تفکیک پذیری جانبی به کوچکترین فاصله ی دو جسم در راستای عمود بر محور موج اشاره دارد، که دستگاه می تواند آن دو جسم را جدای از هم تلقی کند، به عبارت دیگر دو نقطه که در یک عمق مشابه از بدن قرار دارند را چقدر می توانیم به هم نزدیک کنیم در حالی که در تصویر به صورت دو نقطه ی متمایز دیده شوند. رزولوشن جانبی تحت تأثیر پهنای عرضی موج و عمق میدان می باشد، یعنی هرچه قطر باریکه ی فراصوتی در یک عمق مشخص کوچکتر باشد، در آن عمق مشخص رزولوشن جانبی بهتری داریم. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
برای تولید امواج فراصوت از چه روش هایی استفاده می شود؟

برای تولید امواج فراصوت از چه روش هایی استفاده می شود؟

  برای تولید امواج فراصوت همانطور از روش های متفاوتی استفاده می شود که دو تا از مهمترین این روشها، روش های Magneto Strictive  و Inverse Piezoelectric هستند، در روشMagneto Strictive ، یک میله ی فلزی مثل نیکل را تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی متغیر قرار می دهند و به این ترتیب با تغییر میدان مغناطیسی، طول میله در حد میکرون تغییر می کند، در این حالت اگر میله در یک محیط الاستیک مثل هوا قرار داشته باشد، با تغییر طول میله، یک موج آکوستیکی تولید می شود که فرکانس آن برابر با فرکانس تغییر طول میله می باشد، منتها با توجه به اینکه این روش برای تولید فرکانسهای بالا کارآمد نیست، در دستگاههای پزشکی مثل دستگاههای سونوگرافی از این روش برای تولید امواج فراصوت استفاده نمی کنند. روش دیگری که برای تولید امواج فراصوت مورد استفاده قرار می گیرد روش Inverse Piezoelectric است، کلمه پیزوالکتریک از دو کلمه پیزو که در زبان یونانی به معنای فشار است و Electric که به معنای الکتریسیته می باشد، تشکیل شده و خاصیت پیزوالکتریک خاصیتی است که در کریستال هایی مثل کوارتز یا بعضی سرامیکها وجود دارد. در مواد غیر بلوری دو قطبی های الکتریکی بصورت تصادفی در درون ماده قرار گرفته اند، به عنوان مثال شیشه ی معمولی یک غیر بلور است، چون در آن ذرات Sio2 بصورت تصادفی و بدون رعایت هیچگونه نظمی در کنار هم قرار گرفته اند و شیشه ساخته شده است، منتها اگر همین ماده ی غیر بلور را تا نقطه ی کوری آن گرم کنیم، دو قطبی های موجود در آن که برای مثال در مورد شیشه ذرات Sio2 هستند، می توانند آزادانه در درون ماده حرکت کنند. در این حالت اگر یک میدان الکتریکی در اطراف ماده برقرار بشود، این دوقطبی ها در راستای میدان الکتریکی خارجی جهت گیری می کنند و در این شرایط با سرد کردن ماده تا دمای زیر کوری ترکیب دو قطبی ها  fix می شود و یک ماده ای تولید می شه که به آن کریستال یا بلور گفته می شود. پس بطور خلاصه، کریستالها موادی هستند که ملکولهای دو قطبی در آنها به صورت منظم چیده شده اند. بعضی از این کریستالها دارای خاصیت پیزو الکتریک هستند، به این معنا که اگر در راستای ویژه ای از کریستال یک فشار مکانیکی اعمال بشود، فاصله ی بین اتم ها تغییر می کند و در نتیجه مرکز ثقل بارهای مثبت و منفی که در حالت عادی بر هم منطبق هستند، از هم جدا می شوند و یک اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو طرف بلور بوجود می آید، به همین صورت اگر به جای اعمال یک نیروی مکانیکی، یک موج اکوستیکی هم به بلور اعمال بشود، باز هم بلور فشرده یا منبسط می شود و یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو طرف کریستال ایجاد می شود، بنابراین بطور کلی این کریستالها قادرند انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند که به این خاصیت پیزوالکتریک گفته می شود. حال اگر به جای اعمال نیروی مکانیکی، به کریستال یک اختلاف پتانسیل الکتریکی اعمال بشود، مولکولهای دو قطبی برای همراستا شدن با میدان الکتریکی اعمالی می چرخند و در نتیجه ی حرکت آنها ضخامت بلور تغییر می کند. به این ترتیب اگر جهت میدان الکتریکی اعمالی را با یک فرکانس مشخصی تغییر بدهیم، جهت حرکت مولکولهای دو قطبی و در نتیجه ضخامت کریستال هم با همان فرکانس تغییر می کند، که اثر این تغییر ضخامت بر روی محیط اطراف به صورت انتشار امواج آکوستیکی می باشد، به این صورت که وقتی ضخامت کریستال کم می شود، فشار هم در محیط اطراف کم می شود و وقتی ضخامت کریستال زیاد می شود، فشار هم در محیط اطراف زیاد می گردد و به این ترتیب یک موج آکوستیکی در محیط اطراف تولید می شود، به این خاصیت کریستال که در آن انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی یا همان انرژی فراصوتی تبدیل می شود، پیزوالکتریک معکوس گفته می شود و این خاصیت اساس تولید امواج فراصوت توسط مبدل های سونوگرافی است. به این معنا که در دستگاه های سونوگرافی با اعمال ولتاژی بین 600 تا 700 ولت به یک کریستال پیزوالکتریک، ضخامت کریستال را به صورت متناوب تغییر می دهند و امواج فراصوت تولیدی را به درون بدن بیمار می فرستند، این امواج در برخورد با سطح مشترک بافتهای داخلی بدن، بازتاب می شوند و اکوهای بازتابشی به سمت کریستال برمیگردند، نهایتاً این اکوهای بازگشتی با توجه به خاصیت پیزوالکتریک کریستال، در مبدل به انرژی الکتریکی تبدیل می شوند و برای تجزیه و تحلیل به کامپیوتر ارسال می گردند. بنابراین بطور خلاصه از پیزوالکتریک معکوس برای تولید امواج فراصوت و از پیزوالکتریک مستقیم برای آشکارسازی اکوها استفاده می شود. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب