فیزیک_رادیولوژی

 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
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
رادیولوژی دیجیتال چیست؟

رادیولوژی دیجیتال چیست؟

به روشهایی که در آن به جای اسکرین- فیلم از سیستم های دیجیتال و مانیتورهای کامپیوتر برای نمایش تصاویر اشعه ی ایکس استفاده میشود، روشهای رادیولوژی دیجیتال گفته می شود. به این صورت که در روشهای دیجیتال به جای ثبت اطلاعات در ذرات برمورنقره، اطلاعات بر روی یک ماتریس دو بعدی از پیکسلها ثبت می شود، و هر پیکسل میانگین فوتونهایی که به آن وارد شده اند را به صورت یک عدد در خودش ذخیره می کند، تا در مرحله ی بعد این عدد، به صورت یک سطحی از طیف خاکستری در مانیتور نشان داده شود. بنابراین در سیستمهای دیجیتال، به جای اسکرین- فیلم یک آشکار ساز داریم، که این آشکار ساز فوتونهای اشعه ی ایکس را با کارایی بالا آشکار و ثبت میکند. به این ترتیب، ذخیره اطلاعات و تشکیل تصویر قابل رویت در دستگاه های دیجیتال به مراتب ساده تر و سریعتر از رادیوگرافی معمولی انجام می شود و امکان پردازش، انتقال اطلاعات، بازیابی سریع و فشرده سازی تصاویر هم وجود دارد، که همه ی این موارد باعث می شود کیفیت تصاویر دریافتی در سیستم های دیجیتال به مراتب بالاتر از رادیوگرافی اسکرین-فیلم باشد.

مشاهده مطلب
 چه عواملی باعث می شود تصویر بافت ها و اندامهای مختلف بر روی فیلم رادیوگرافی به صورت متفاوت دیده شود؟

چه عواملی باعث می شود تصویر بافت ها و اندامهای مختلف بر روی فیلم رادیوگرافی به صورت متفاوت دیده شود؟

اولین عاملی که باعث می شود بافتهای مختلف، میزان جذب پرتوهای ایکس متفاوت و به عبارتی جذب افتراقی(differential Absorption) داشته باشند، انرژی پرتوهای ایکس است، یعنی هر چه انرژی پرتوهای ایکس یا به عبارتی kvp دستگاه اشعه ی ایکس کمتر باشد، جذب افتراقی بیشتری داریم و بافتها را به صورت مجزای از هم می بینیم، منتها کاهش انرژی باعث افزایش دُز بیمار می شود، بنابراین در انتخاب kvp ی مناسب باید دقت کنیم، عامل دوم، عدد اتمی بافت های مختلف است و چون احتمال پدیده ی فوتوالکتریک با توان سوم عدد اتمی رابطه ی مستقیم دارد، بنابراین هر چه عدد اتمی عناصر موجود در یک بافت در مقایسه با بافتهای اطراف بیشتر باشد، جذب افتراقی هم افزایش پیدا می کند، عامل دیگری که در جذب افتراقی اهمیت دارد چگالی بافت است، به این معنا که گاهی ممکن است عدد اتمی موثر دو بافت با هم برابر باشد اما چگالی یک بافت مثلاً دو برابر چگالی بافت دوم باشد، در این شرایط جذب افتراقی بافتی که چگالی بالاتری دارد، به اندازه ی 2 برابر بیشتر از بافت با چگالی پایین تر است، دلیل اهمیت جذب افتراقی هم آن است که جذب افتراقی باعث ایجاد تفاوت در شدت پرتوهای خروجی از بدن بیمار می شود، و این تفاوت امکان تمایز و تشخیص دو بافت مجاور هم را فراهم می کند، که به آن کنتراست تشعشع گفته می شود، و هر چه این کنتراست بیشتر باشد، تصویر رادیوگرافی که نهایتاً بدست می آید از کیفیت بالاتری برخودار است. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

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