کتاب فیزیک پزشکی

علم حفاظت در برابر اشعه چیست؟

علم حفاظت در برابر اشعه چیست؟

در مورد تعریف حفاظت در برابر اشعه بیان میشود علمی است که به موضوع حفاظت افراد، جوامع انسانی و محیط زیست در برابر خطرات پرتوهای یونساز و غیریونساز می پردازد، و متخصصین حفاظت در برابر اشعه کسانی هستند که مسؤل جنبه های ایمنی، در طراحی فرایندها و تجهیزاتی هستند که از منابع پرتوزا استفاده می کنند، به نحوه ی که تابش به پرسنل به حداقل ممکن برسد و همواره در محدوده های مجاز قرار بگیرد، مثلاً در تولید یک رادیوایزوتوپ اینکه دستگاه ها و تجهیزات چطور عمل کنند، فرایندها در چه محیطی انجام بشود، افراد چند ساعت در روز با این محیط در تماس باشند، یا چه حفاظهایی مورد استفاده قرار بگیرد تا به افراد و محیط زیست آسیبی وارد نشود، همگی بر عهده ی مسئول حفاظت در برابر اشعه می باشد. تاریخچه ی بوجود آمدن علم حفاظت در برابر اشعه نیز به زمان کشف اشعه ی ایکس توسط رونتگن برمیگردد، بطوریکه چند ماه بعد از کشف اشعه X بسیاری از خطرات آن شناخته شدند، مثلاً در سال 1896، 23 مورد التهاب پوستی ناشی از پرتوگیری در مجلات دنیا گزارش شد و بین سالهای 1911تا 1914 فقط در3 مقاله ی مروری 54 مورد مرگ در اثر سرطان و 198مورد بدخیمی در اثر پرتوگیری ثبت شد، و محققین بسیاری در اثر کار زیاد با پرتوهای ایکس جان خودشان را از دست دادند. این حوادث آنقدر ادامه پیدا کرد تا اینکه اولین اقدام رسمی در سال 1921 در بریتانیا انجام شد و کمیته ی حفاظت در برابر پرتوهای ایکس و رادیوم تشکیل شد، منتها مشکلی که وجود داشت این بود که تا آن زمان برای ارزیابی و بررسی کمی و کیفی پرتوها هیچ واحد دقیقی وجود نداشت، و واحد Erithm یا سرخی پوست که در آن زمان تعریف شد و به مقدار اشعه ای گفته می شد که پوست را به یک مقدار مشخصی قرمز کند واحد درستی نبود، به این دلیل که اولاً باید یک فردی تحت تابش قرار بگیرد، ثانیاً حساسیت پوست افراد مختلف متفاوت است و ثالثا حساسیت پوست در نقاط مختلف بدن با هم فرق دارد، بنابراین این کمیته کار زیادی نتوانست انجام بدهد.  نهایتاً در سال 1928 در دومین کنگره ی بین المللی رادیولوژی (ICR) کمیته ای برای تعریف رونتگن(R) به عنوان واحد تابش پرتو تعیین شد، که این کمیته در سال 1937 واحد رونتگن را بصورت مقدار پرتوی X یا گامایی که بتونه در شرایط دمایی، فشاری متعارف2.58*10-4  ، کولن بارالکتریکی در یک کیلوگرم هوای خشک آزاد کنه تعریف کرد. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
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
 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
کاربردهای لیزر در پزشکی چیست؟

کاربردهای لیزر در پزشکی چیست؟

  کاربردهای لیزر در علوم پزشکی بسیار زیاد می باشد، در بخش های چشم پزشکی از لیزرهای نئودیمیم – یاگ (ND-YAG) برای درمان بیماری آب سیاه استفاده می شود، در بیماری آب سیاه فشار چشم بالا می رود و برای درمان این بیماری توسط لیزر در درون چشم یک سوراخ بسیار کوچک به قطر 50 میکرون ایجاد می کنند، تا به این ترتیب آب ماده ی زجاجیه از چشم خارج  شود.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
کاربردهای تشخیصی نور مرئی در پزشکی چیست؟

کاربردهای تشخیصی نور مرئی در پزشکی چیست؟

کاربردهای تشخیصی نور مرئی در پزشکی چیست؟  نور مرئی در پزشکی هم کابردهای تشخیصی دارد و هم کاربردهای درمانی، به عنوان مثال تعدادی از کاربردهای تشخیصی نور مرئی شامل Ophthalmoscopy , othoscopy, laryngoscopy, nasoscopy , endoscopy  می باشد. مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
ماهیت امواج الکترومغناطیس چیست؟

ماهیت امواج الکترومغناطیس چیست؟

ماهیت امواج الکترومغناطیس چیست؟ امواج الکترومغناطیس، امواجی عرضی هستن که بر اساس حرکت شتابدار بار الکتریکی در درون یک هادی تولید می شوند، یعنی اگر یک آنتن را در نظر بگیرید، این آنتن در واقع یک سیم رسانا می باشد که بار الکتریکی در درون آن به بالا و پایین حرکت می کند، و حرکت شتابدار این بار الکتریکی باعث تولید موج مغناطیسی و الکتریکی می شود، که موج الکتریکی و مغناطیسی برهم و همچنین بر جهت انتشار موج الکترومغناطیسی عمود هستند، به همین ترتیب زمانی که یک موج الکترومغناطیسی به یک آنتن برخورد می کند، بارالکتریکی داخل آنتن به بالا و پایین حرکت می کند و با اتصال سیمی به دو سر آنتن می توانیم اختلاف پتانسیل درون آنتن را در خروجی داشته باشیم.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب
دیاترمی به چه معناست و برای درمان چه بیمارانی از جریانهای پرفرکانس استفاده می کنیم؟

دیاترمی به چه معناست و برای درمان چه بیمارانی از جریانهای پرفرکانس استفاده می کنیم؟

دیاترمی به چه معناست و برای درمان چه بیمارانی از جریانهای پرفرکانس استفاده می کنیم؟ به گرم کردن بافتهای بدن بوسیله ی جریانهای پر فرکانس، دیاترمی گفته می شود که به دو ..دسته کلی Ultrasonic Diathermy و Electromagnetic Diathermy تقسیم بندی می شود. در USD از امواج فراصوت به منظور گرم کردن بافتهای بدن بیمار استفاده می شود، یعنی با توجه به اینکه امواج مکانیکی فراصوت در بافتهای بدن جذب می شوند و پس از جذب، انرژی آنها به انرژی گرمایی تبدیل می شود، می توانیم از این امواج به منظور دیاترمی استفاه کنیم. در سمت مقابل در Electromagnetic Diathermy از امواج الکترومغناطیس که در ناحیه ی امواج رادیویی قرار دارند، استفاده می کنیم. کهElectromagnetic Diathermy ، بر حسب فرکانس امواج الکترومغناطیسی که مورد استفاده قرار می دهیم به دو دسته ی Microwave Diathermy و Shortwave Diathermy تقسیم بندی میشود، در Microwave Diathermy از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس حدود 2450MHZ و طول موج 12.25cm استفاده می شود، که مایکروویوهای مورد استفاده در آشپزخانه ها هم از همین امواج و با همین فرکانس استفاده می کنند، منتها در Shortwave Diathermy  از امواج الکترو مغناطیس با فرکانس حدود  27MHZو طول موج 11m استفاده می شود. همانطور که می بینید محدوده ی فرکانسی SHORTWAVE DIATHERMY و MICROWAVE DIATHERMY بسیار متفاوت می باشد، بنابراین نحوه ی تولید این دو نوع جریان هم متفاوت است، به این صورت که در  SHORTWAVE DIATHERMY از یک مدار تشدید برای تولید این امواج استفاده می شود، در حالیکه مولد امواج MICROWAVE DIATHERMY لامپ مگنترون می باشد و عملکرد آن با مدار رزونانس کاملا متفاوت است، بنابراین چون منبع مولد این دو جریان با هم متفاوت هستند، نحوه ی القای آنها در بدن بیمار هم متفاوت می باشد.منتها به صورت کلی در پزشکی بیشتر از جریان دیاترمی موج کوتاه یاSWD  به منظور درمان بیماران استفاده می شود.   مد فیزیک دات کام، پنجره ای رو به دنیای فیزیک پزشکی

مشاهده مطلب