فیزیک_ام_آرآی

نسلهای مختلف دستگاههای CT چیست؟

نسلهای مختلف دستگاههای CT چیست؟

دستگاه های CT براساس هندسه ی اسکن، حرکت اسکن  و تعداد آشکارسازهای مورد استفاده در 4 نسل مختلف دسته بندی می شوند، به این صورت که دستگاه های CT نسل اول که برای اولین بار توسط هانسفید ساخته شده و مورد استفاده قرار گرفتند، از یک بیم اشعه ی ایکس مدادی شکل برای تصویر برداری استفاده می کردند، به این صورت که پرتوهای  ایکس تولیدی توسط تیوب اشعه ی ایکس به شدت کالیمه می شدند، بطوریکه ما فقط یک Ray یا پرتوی ایکس در خروجی داشتیم، و این شعاع پرتو ایکس در مقابل یک آشکارساز قرار می گرفت، در مرحله ی بعد این شعاع پرتو ایکس و آشکارساز به طور همزمان در عرض بدن بیمار حرکت می کردند و پرتوهای عبوری از بدن بیمار توسط آشکارساز انداره گیری می شد، بعد از این حرکت که به آن حرکت انتقالی یا Translate گفته می شود، تیوب و آشکارساز به اندازه ی یک درجه می چرخیدند و مجدداً حرکت انتقالی جدیدی را انجام می دادند، این پروسه آنقدر تکرار میشد تا از زوایای مختلف بدن یا به عبارت دیگر از View های مختلف بدن کار جمع آوری اطلاعات انجام بشود. نهایتاً به این نسل از دستگاه های CT با توجه پرتو ایکس مدادی شکلی که استفاده می کنند و ژئومتری یا همان هندسه ی دریافت اطلاعاتی که دارند اصطلاحاً دستگاههای سی تی انتقالی/چرخشی با بیم مدادی شکل یا  Rotate /Translate Pencil Beam  گفته می شود، منتها عیب بسیار بزرگ این نسل از دستگاههای سی تی، زمان بسیار زیاد آنها برای تصویربرداری بود، بطوریکه برای تصویربرداری از هر اسلایس به زمانی در حدود 6 تا 7 دقیقه نیاز بود و این زمان زیاد باعث رنجش بیمار می شد. برای رفع این محدودیت و کاهش زمان تصویربرداری دستگاه های CT نسل دوم ساخته شدند، که در این دستگاه ها هم مثل دستگاه های نسل اول از حرکات انتقالی- چرخشی استفاده می شد، منتها به جای یک آشکارساز که در نسل اول داشتیم، در نسل دوم از حدود 30 آشکارساز استفاده کردند، یعنی در نسل دوم یک ردیف آشکارساز خطی داشتیم که در مقابل تیوب اشعه ی ایکس قرار داشتند و با تیوب کوپل شده بودند. تفاوت دیگر نسل دوم با نسل اول این بود که در این نسل از ژئومتری یا هندسه ی بیم بادبزنی شکل یا Fan Beam استفاده شد، یعنی برخلاف نسل اول که شعاع پرتوهای ایکس موازی هم بودند، در نسل دوم هندسه ی شعاع پرتوها به شکل یک بادبزن یا Fan کوچک بود که راس بادبزن از تیوب اشعه ی ایکس شروع می شد و پرتوها با حرکت به سمت آشکارسازها از هم واگرا می شدند و به یک ردیف آشکارساز برخورد می کردند. به این ترتیب در سی تی نسل دوم اگر مثلاً 30 تا آشکارساز داشتیم، با هر بار تابش دهی اطلاعات در 30 راستا توسط 30 پرتو بدست می آمد، که این را معادل 30 درجه قرار می دادند و بعد از اینکه حرکت انتقالی تکمیل می شد به جای اینکه دستگاه برای انجام حرکت انتقالی بعدی یک درجه چرخش انجام بدهد،  30 درجه می چرخید. به این ترتیب در نسل دوم با افزایش تعداد آشکارسازها و همچنین افزایش زاویه های چرخش زمان اسکن کاهش پیدا کرد، بطوریکه برای اسکن یک مقطع با توجه به تعداد آشکارسازها و زاویه های چرخش به زمانی بین  20 ثانیه تا 5/3 دقیقه نیاز بود. به نسل دوم دستگاه های CT اصطلاحاً انتقالی- چرخشی با بیم بادبزنی باریک یا Rotate / Translate Narrow Fan Beam گفته می شود.  نسل سوم دستگاههای سی تی هم اصطلاحا به چرخشی-چرخشی با بیم پهن یا Rotate / Rotate Wide Fan Beam  معروف هستند، که در آنها زاویه ی دسته پرتو ایکسی که به بدن بیمار می رسد، بین 30 تا 40 درجه است و همه ی حجم مورد تصویربرداری را در بر می گیرد، به این صورت که سیستم تیوب اشعه ی ایکس و آشکارساز با هم به طور همزمان یک حرکت چرخشی به اندازه ی 180 یا 360 درجه انجام می دهند و اطلاعات مربوط به یک مقطع را جمع آوری می کنند، در این نسل با توجه به افزایش زاویه ی بیم بادبزنی، تعداد آشکارسازهای مورد استفاده هم افزایش پیدا کرد، بطوریکه کمپانی های مختلف از حدود 288 تا 1024 آشکارساز را برای ساخت این نسل از دستگاه های CT مورد استفاده قرار دادند. در نسل سوم با توجه به اینکه حرکت انتقالی یا Translate حذف شد، زمان اسکن به کمتر از 10 ثانیه به ازای هر اسلایس رسید و این کاهش زمان باعث افزایش عملکرد بیمار و کاهش آرتیفکت حرکتی در تصاویر CT شد. در نسل چهارم دستگاه های CT که به آن اصطلاحاً Rotate/Stationary گفته می شود، حدود 4000 آشکارساز را بر روی یک دایره ی کامل در اطراف گانتری قرار دادند، و تیوب اشعه ی ایکس بر روی یک رینگ ثابت به دور بدن  بیمار می چرخید، به این ترتیب در نسل چهارم دستگاههای سی تی، شعاع پرتو بادبزنی در داخل یک حلقه ی ثابت از آشکارسازها در حال چرخش است، نهایتا مهمترین مزیت سی تی نسل چهارم علاوه بر کاهش زمان اسکن به حدود یک ثانیه آن است که در آن آرتیفکتی به نام Ring Artifact که در نسل سوم داشتیم وجود ندارد. اما نکته ای که در مورد دستگاه های نسل یک تا چهار وجود دارد آن است که در همه ی این نسلها، حرکت تخت بصورت Scan And Step است، یعنی تصویر یک اسلایس گرفته می شود، و بعد از آن برای تصویربرداری از اسلایس بعدی تخت یک مقدار به جلو حرکت میکند و در موقعیت جدید برای تصویربرداری از اسلایس بعدی متوقف می شود، به این ترتیب برای همه ی اسلایسها این حرکت و توقف تخت انجام می شود. منتها در دستگاه های سی تی اسپایرال که به آن سی تی هلیکال هم گفته می شود، همزمان با شروع تابش پرتو از تیوب اشعه ی ایکس، تخت با سرعت یکنواخت شروع به حرکت می کند و دریافت اطلاعات در حین حرکت تخت انجام می شود، بنابراین در CT اسپایرال، زمانی که برای حرکت تخت بیمار از یک برش به برش دیگر در نسلهای قبلی مورد نیاز بود، را نداریم و در نتیجه زمان تصویربرداری کاهش پیدا می کند. علاوه بر این در نسلهای قبل اطلاعات به صورت گسسته و اسلایس به اسلایس بدست می آمدند و در نتیجه اطلاعات بین دو اسلایس را از دست میدادیم، مگر اینکه دو اسلایس در کنار هم قرار میگرفتند، که در این شرایط هم زمان تصویربرداری و هم دز بیمار افزایش پیدا می کردند، منتها در CT اسپایرال، اطلاعات به جای یک مقطع از یک حجم از بدن بیمار و به صورت پیوسته بدست می آید، و به این ترتیب هم دز بیمار کاهش پیدا می کند و هم زمان تصویربرداری کم می شود. نهایتا در سی تی اسپایرال دو عامل خصوصیات تصویر CT را کنترل می کند، اولین عامل ضخامت برش است که بر کیفیت، وضوح و همچنین میزان نویز تصویر تأثیر می گذارد، به این صورت که هر چه ضخامت اسلایس یا همان پهنای بیم اشعه ی ایکس افزایش پیدا کند، نویز تصویر کاهش پیدا می کند، اما قدرت تفکیک یا همان رزولوشن تصویر CT هم کم می شود، عامل دوم هم سرعت حرکت تخت است، که سرعت حرکت تخت تابعی از ضخامت برش است، و اینها با عاملی به نام گام با هم در ارتباطند. اگر ضخامت برش را ثابت در نظر بگیریم، گام های بزرگتر به معنای آن است  که در طی یک دور چرخش گانتری به دور بدن بیمار، تخت مسافت بیشتری را طی کرده و در نتیجه حجم اطلاعات دریافتی کاهش پیدا کرده است، که این کاهش اطلاعات بر روی بازسازی تصویر اثر منفی می گذارد، بنابراین حداکثر گامی که معمولا استفاده میشود حدود 1.5 است، تا به این ترتیب کیفیت تصاویر دریافتی در حد مطلوبی باقی بماند، اگه مقدار گام برابر یک باشد، به این معنا است که چرخش ها دقیقا در کنار هم انجام شده اند. مزیت مهم CT اسپایرال کاهش زمان تصویربرداری و دز بیمار است، بطوریکه توسط آن می توانیم حتی از بافت های متحرک مثل قلب و ریه هم تصویر داشته باشیم. نهایتا نوع دیگری از دستگاه های CT که معرفی شدند، دستگاه های Multi Slice هستند، که تفاوت آنها با CT اسپایرال در این است که در سی تی اسپایرال فقط یک ردیف آشکارساز در کنار هم داریم، در حالی که در اینجا چندین ردیف آشکارساز در کنار هم قرار می گیرند، مثلاً در دستگاه های 16 اسلایسی، 16 ردیف دتکتور در کنار هم قرار گرفته اند، بنابراین  بر خلاف نسلهای قبل که ضخامت اسلایسها تعیین کننده ی رزولوشن یا همان قدرت تفکیک تصاویر سی تی بود، در این نسل ضخامت دتکتورها تعیین کننده ی رزولوشن تصاویر است، مثلاً اگر ضخامت هر ردیف آشکارساز 0.5 سانتی متر باشد و دستگاه CT ی ما 16 اسلایس باشد، دیگر نیاز نیست 16 تا اسلایس 0.5 سانتی متری در کنار هم بزنیم. بلکه به جای آن اسلایس ها را 8 سانتی متر به 8 سانتی متر می زنیم، و به این ترتیب زمان تصویربرداری با حفظ رزولوشن تصویر، بطور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند. 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
صوت، فراصوت و فروصوت چیست؟

صوت، فراصوت و فروصوت چیست؟

  صوت، به تغییرات فشاری گفته می شود که گوش انسان میتواند آنها را شناسایی کند. در واقع امواج صوتی،  فرکانسی بین 20  هرتز تا 20 کیلوهرتز دارند و در گروه امواج مکانیکی قرار می گیرند. حال اگر فرکانس این امواج بیشتر از 20 کیلوهرتز باشد، توسط گوش انسان قابل شنیدن نیستند و به آنها امواج فراصوت گفته می شود، به همین ترتیب امواج فروصوت، امواج مکانیکی هستد که فرکانسی کمتر از 20Hz دارند و در نتیجه اینها هم توسط گوش انسان شنیده نمی شوند. نهایتا از بین امواج مکانیکی فراصوت و فروصوت، امواج فراصوت در کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند، به این صورت که با استفاده ی از این امواج می توانیم از بافتهای داخلی بدن تصویر برداری کنیم.

مشاهده مطلب
ساختار فیلم رادیوگرافی به چه صورت است؟

ساختار فیلم رادیوگرافی به چه صورت است؟

فیلم رادیوگرافی در بین دو صفحه ی تشدید کننده قرار می گیرد و ساختار آن مشابه فیلم های عکاسی می باشد، یعنی از یک پایه تشکیل شده که در دو طرف آن دو لایه ی امولسیون داریم، به این صورت که پایه ی فیلم یک لایه ی نسبتاً ضخیم و شفاف از جنس استات سلولز یا پلی استر می باشد که معمولاً در هنگام ساخت به آن یک رنگ آبی نیز اضافه می شود، تا به این ترتیب تصویر رادیولوژی بهتر دیده شده و چشم پزشک خسته نشود. وظیفه ی اصلی پایه ی فیلم نیز ایجاد یک تکیه گاه برای لایه ی امولسیون می باشد، منتها علاوه بر این پایه ی فیلم نیز باید از ضخامت و استحکام کافی برخوردار باشد و شکل و اندازه ی آن در طول فرآیند ظهور و ثبوت و همچنین در دوران بایگانی فیلم بدون تغییر باقی بماند، همچنین پایه ی فیلم بایستی نسبت به نور مرئی شفاف باشد تا بعد از تشکیل تصویر بر روی فیلم، اثر یا طرح قابل مشاهده ای از پایه در تصویر دیده نشود. در دو طرف پایه ی فیلم یک لایه ی بسیار نازک ژلاتینی داریم که وظیفه آن اتصال پایه ی فیلم به لایه های امولسیون می باشد. امولسیون هم یک ماده ی ژلاتینی است که در آن کریستال های برومور نقره بصورت یکنواخت و معلق پخش شده اند، بطوریکه وقتی پرتوهای ایکس یا نور مرئی به این کریستالهای برمور نقره برخورد می کنند باعث یونیزه شدن کریستال به یونهای نقره ی مثبت یک و برومور منفی یک می شوند. نهایتاً بعد از اینکه فرایند ظهور و ثبوت فیلم انجام می شود، در محل هایی که برخورد پرتوهای ایکس یا نور مرئی با فیلم را داشته ایم فیلم به رنگ سیاه درمی آید، و در محل هایی که برخورد پرتوها با شدت کمتری انجام شده است، فیلم به رنگ سفید دیده می شود. ضخامت امولسیون نیز معمولا از یک و نیم میلیمتر کمتر می باشد منتها بر اساس نوع فیلم این ضخامت می تواند متفاوت باشد، نهایتاً وظیفه ی ژلاتین در امولسیون آن است که اولاً کریستالهای برمور نقره را در درون امولسیون به صورت پخش نگه دارد و از چسبیدن آنها به همدیگر جلوگیری کند و ثانیا باعث می شود که محلول ظهور و ثبوت به راحتی به داخل امولسیون نفوذ کند. نهایتا بعد از امولسیون یک روکش حفاظتی از ژلاتین شفاف داریم که وظیفه آن محافظت از امولسیون در برابر صدمات مکانیکی مثل فشار، خراش و اصطکاک می باشد.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
آیا صفحات تشدید کننده ی سریعتر موجب کاهش دز بیمار می گردند؟

آیا صفحات تشدید کننده ی سریعتر موجب کاهش دز بیمار می گردند؟

اگر چه صفحات سریعتر که فاکتور تشدید کنندگی بالاتری نیز دارند، پرتوگیری بیمار را کاهش می دهند، منتها سرعت زیاد صفحه به معنای ثبت جزئیات کمتر نیز می باشد، زیرا صفحات سریعتر یا ضخامت لایه ی فسفر آنها بیشتر است، یا بازده تبدیل اشعه به نور بالاتری دارند، و یا از ضریب جذب لایه ی فسفر بالاتری برخوردارند، که همه ی این موارد باعث پراکندگی بیشتر نور مرئی و در نتیجه کاهش تیزی مرزها و لبه های تصویر و نهایتا کاهش وضوح تصویر می گردد. دقت کنید که وضوح یا رزولوشن تصویر به معنای حداکثر جفت خطی است که در هر میلیمتر توسط سیستم فیلم و صفحه قابل تفکیک می باشد، مثلاً اگر در هر میلیمتر 4 تا خط- فاصله را بتوانیم ببینیم باالتبع رزولوشن بالاتری نسبت به حالتی داریم که 2 تا خط- فاصله را در هر میلیمتر می ببینیم.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
ساختار کاست رادیوگرافی به چه صورت است؟

ساختار کاست رادیوگرافی به چه صورت است؟

صفحه ی بالایی کاست رادیوگرافی معمولاً از یک ماده ی سبک شفاف به پرتوهای ایکس مانند پلاستیک ساخته می شود تا پرتوهای ایکس به راحتی بتوانند از آن عبور کنند، بعد از آن یک صفحه ی تشدید کننده قرار گرفته است و سپس فیلم رادیوگرافی را داریم، و پس از آن مجدداً یک صفحه ی تشدید کننده ی دیگر قرار گرفته است. ( به این ترتیب فیلم رادیوگرافی در بین دو صفحه ی تشدید کننده قرار می گیرد)  نهایتاً صفحه ی پشتی کاست را داریم که معمولاً از یک فلز با عدد اتمی بالا ساخته می شود تا پرتوهای ایکسی که بوسیله ی صفحات تشدید کننده و فیلم متوقف نشده اند را جذب کرده و از پراکندگی و بازگشت آنها به سمت فیلم رادیوگرافی جلوگیری نماید.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
استفاده از گرید چه تاثیری بر روی دز بیمار می گذارد؟

استفاده از گرید چه تاثیری بر روی دز بیمار می گذارد؟

استفاده ی از گرید باعث افزایش دُز بیمار می شود، به این دلیل که گرید بسیاری از پرتوهای ایکس را جذب می کند، در نتیجه برای آنکه به همان میزان سیاهی که در زمان عدم استفاده ی از گرید داشتیم، برسیم، بایستی عوامل تابش مثل mA یا زمان تابش دهی را افزایش بدهیم، که این موضوع به معنای افزایش دُز بیمار می باشد. از سوی دیگر یکی از مهمترین پارامترهای گرید که برای توصیف توانایی گرید در حذف پرتوهای پراکنده استفاده میشود، نسبت گرید می باشد که از تقسیم ارتفاع تیغه های گرید به فاصله ی بین تیغه ها بدست می آید یعنی ، به این ترتیب هر چه تیغه های گرید بلندتر و فاصله ی بین تیغه ها کمتر باشد، پرتوهای پراکنده ی بیشتری توسط گرید حذف می شود و در نتیجه بازده گرید بالاتر است، منتها باید دقت کنیم که افزایش نسبت گرید به معنای افزایش دُز بیمار می باشد.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
تضعیف یا Attenuation پرتوهای ایکس به چه معناست؟

تضعیف یا Attenuation پرتوهای ایکس به چه معناست؟

  در برخورد فوتون با یک ماده، هر کدام از فرایندهای فوتوالکتریک، کامپتون، تامسون، تولید جفت و تجزیه ی نوری ممکن است اتفاق بیفتند، منتها در هر برخورد، فقط یکی از این فرایندها اتفاق می افتد، حال اگر تعداد فوتونهای زیادی در بیم اشعه ایکس داشته باشیم، در برخوردهای متعدد ممکن است که همه­ ی این فرایندها را داشته باشیم، بنابراین احتمال برخورد فوتون با ماده برابر است با مجموع احتمال تک تک برخورهای تامسون، کامپتون، فوتوالکتریک، تولید جفت و تجزیه ی نوری با آن ماده، و در محدوده ی تشخیصی چون تولید جفت و تجزیه ی نوری اتفاق نمی افتند، احتمال برخورد از مجموع احتمالات تامسون، فوتوالکتریک و کامپتون بدست می آید، به این ترتیب  ،در محدوده ی تشخیصی، به کاهش شدت پرتو در حین عبور از ضخامت یک ماده ی جاذب بر اثر فوتوالکتریک، کامپتون و تامسون، تضعیف یا Attenuation گفته می شود. ضریب تضعیف معیاری برای نمایش کمیت پرتوی تضعیف شده توسط ضخامت معینی از ماده ی جاذب می باشد که به دو صورت ضریب تضعیف خطی و ضریب تضعیف جرمی تعریف می شود. ضریب تضعیف خطی نشان دهنده ی کسری از پرتوهای ایکس می باشد که در هنگام عبور از یک سانتی متر از یک ماده کاهش پیدا می کند و از مجموع احتمال وقوع پدیده های تامسون، فوتوالکتریک، کامپتون و تولید جفت به صورت زیر قابل محاسبه است.  ضریب تضعیف خطی کل یک ماده به انرژی پرتو و نوع ماده ی جاذب (چگالی و عدد اتمی ماده جاذب) وابسته است و با افزایش انرژی و چگالی، ضریب تضعیف خطی کاهش پیدا می کند. از طرفی ضریب تضعیف خطی نه تنها به چگالی ماده ی جاذب، بلکه به حالت فیزیکی ماده ی جاذب هم وابسته می باشد. به عنوان مثال چون چگالی آب بیشتر از یخ و چگالی یخ بیشتر از بخار آب می باشد، با اینکه هر سه از مولکولهای آب ساخته شده اند، منتها چون حالتهای فیزیکی متفاوتی دارند، ضرایب تضعیف آنها با هم متفاوت می باشد و ضریب تضعیف بخار آب

مشاهده مطلب