دانلود مقاله در مورد دستاوردهاي راديوگرافي محاسبه
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..docx) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 4 صفحه
قسمتی از متن word (..docx) :
دستاوردهاي راديوگرافي محاسبه‌اي(CR)
توسعه و پيشرفت تكنولوژي در شاخه كامپيوتر و دانش ديجيتال در دهه‌هاي گذشته تحولات گسترده‌اي در كاهش حجم و بالا رفتن سرعت عمل تجهيزات صنعتي و پزشكي ايجاد كرده است. از اين ميان دو تحول اساسي، استفاده از تكنولوژي ديجيتال به جاي روش آنالوگ و جايگزيني نرم‌افزار به جاي سخت‌افراز، از بزرگ‌ترين عوامل كوچك‌شدن حجم، بالا رفتن سرعت عمل، امنيت سيستم‌ها و افزايش كيفيت خروجي آنها شده است. بخش مهندسي پزشكي و به طور خاص شاخه تصويربرداري پزشكي از اين تحولات بي‌بهره نبوده و در هر دوره پا به پاي ترقي تكنولوژي دستخوش تغيير، رشد و تكامل شده است. تولد دستگاه‌هاي مدرن تصويربرداري مانند CT Scanner و MRI كه توليد وپردازش تصوير در آن‌هابه صورت ديجيتال انجام مي‌شود و همچنين تجهيز مراكز تصويربرداري به سيستم‌هاي مدرن ذخيره و انتقال اطلاعات از نمونه‌هاي اين تحولات است. دركنار همه اين پديده‌ها و تحولات، هزاران دستگاه راديولوژي قديمي (مرسوم) كه به طور ذاتي قابليت انطباق با روشهاي نوين را ندارند وجود داشته كه در عين حال نمي‌توان از اين دستگاه‌ها صرف‌نظر كرد. لذا با ايجاد پاره‌اي تغييرات در آنها بايد اين تجهيزات را به نحوي اصلاح كرد كه بتوانند از امكانات جديد فناوري استفاده كرده آن را در اختيار كاربر بگذارند. اين مقاله روشهاي انجام اين بهينه‌سازي‌ها را مورد بحث و بررسي قرار مي‌دهد.
روشهاي تبديل راديولوژي آنالوگ به ديجيتال
يكي از اهداف اصلي تبديل سيستم‌هاي آنالوگ به ديجيتال دسترسي به اطلاعات ديجيتال تصوير، با قابليت پردازش، ذخيره و ارسال است. اين كار به سه روش قابل انجام است:
*استفاده از اسكنرهاي مخصوص فيلم
*استفاده از سامانه آشكارساز ديجيتال
*استفاده از راديوگرافي محاسبه‌اي CR
كه اين نوشتار به بررسي ساختاري روش سوم يعني راديوگرافي محاسبه‌اي خواهد پرداخت.
CR بـه پـروسـه‌اي گـفـتـه مـي‌شـود كـه شـامل ساخت تصاوير مخفي (روي صفحات فسفري خاص) ذخيره، پردازش و نمايش اطلاعات تصاوير با فرم ديجيتال و همچنين مديريت اطلاعات تصوير است.كاربر، توسط CR به كيفيت بالاي تصوير، امكان كنترل پارامترهاي مختلف آن و افزايش اطمينان از تشخيص درست، دست پيدا مي‌كند.
تاريخچه سيستم‌هاي CR مدرن كه در آنها از صفحات فسفري ذخيره تصوير (PSP) استفاده مي‌شود به سال 1973 باز مي‌گردد. زماني كه جرج لاكي يكي از دانشمندان مركز تحقيقات كمپاني ايستمن كداك، امتياز انحصاري يك سيستم كاربردي را به نام خود ثبت كرد.عنوان اين امتياز عبارت بود از: تجهيزات و روشهاي توليد تصاوير، متناظر با دستگاه‌هاي مولد پرتوهاي پرانرژي، كه خلاصه اين امتياز به شرح زير بود:
در اين روش يك عنصر مياني ضبط موقت تصوير، مانند مواد فسفري وجود دارد. درصورتي كه اين عناصر با اشعه مادون قرمز يا حرارت تحريك شوند، ازخود نور مرئي ساطع مي‌كنند. اين طرح بيان مي‌دارد با تابش پرتوهاي پرانرژي به اين عناصر مياني و در فـاصله يك پريود زماني مجاز، سطوح انرژي الكترون‌هاي اين مواد تغيير مي‌كند. در طول اين فاصله زماني، يك طيف از امواج با طول موج بلند يا حرارت، سطح عنصر مياني را بـراي آزادسـازي انـرژي ذخـيره شده در الكترون‌هاي كريستال‌هاي عنصر مياني به صورت نور مرئي اسكن مي‌كنند و يك سنسور مناسب (يا يك مجموعه سنسور)، نور تابشي از صفحه را دريافت و به انرژي الكتريكي متناسب با شدت تشعشع اوليه تبديل مي‌كند.
مهمترين جزء يك سيستم CR ، صفحه تصوير آن اسـت. ايـن صـفحه پس از اين كه در معرض تـابـش اشـعـه ايـكس كه از بدن بيمار عبور كرده اســت قــرار گــرفــت، اطــلاعــاتــي را بــه صـورت نـامـحـسـوس در خـود ذخـيـره مـي‌كـند، كه به آن تصوير مخفي گفته مي‌شود. اين اطلاعات پس از پـردازش‌هـاي لازم به صورت تصوير واقعي مـوضع مورد تابش در مانيتور يا روي كپي‌هاي سخت(فيلم) قابل مشاهده است، لذا قبل از هر چيز به معرفي آن پرداخته مي شود.
ساختمان فيزيكي و نحوه عملكرد
صفحه تصوير
سـيـسـتــم‌هــاي CR صـفـحـات تـصـويـر PSP را جـايـگـزيـن فـيـلـم‌هـاي مرسوم كرده‌اند و هنگام اسـتـفاده مانند فيلم داخل كاست قرار مي‌گيرد. يــك صـفـحــه تـصــويــر نــوعــي، شـامـل مـوادي بـا فـرمـول‌هـاي BaFBriea و BaFi: Eu اسـت. مـقدار كمي از يورليوم روي كريستال‌هاي BaFi,BaFBr بــه نـحـوي تـاثـيـر مـي‌گـذارد كـه بـتـوانـنـد بـه طـور موثري توانائي تغيير سطح انرژي الكترون‌ها و به دام انداختن آن‌هارا داشته باشند.
درشـكـل1) اصول PSP ها به صورت نمادين نشان داده شده است، هنگام اكسپوز، پرتو تابيده شده الكترون‌هاي باند ظرفيت را تحريك كرده، بـه نـحـوي كـه بـه بـانـد هـدايـت منتقل مي‌شوند. مـقـدار زيادي از اين الكترون‌ها در سطح پايدار انرژي متا به دام مي‌افتند.
بـنابراين پس از اينكه صفحه تصوير فسفري مورد تابش اشعه ايكس قرار گرفت
يك تصوير مـجازي به صورت توزيع مكاني الكترون‌هايي كـه بـه سـطـح انـرژي بـالاتـر جـابجا شده و به دام افتاده‌اند روي آنها ايجاد مي‌شود.
در پروسه بازسازي تصوير از نورليز He-Ne بـــراي تــحـــريـــك الـكـتــرون‌هــاي مــذكــور بــراي برگشت به سطح انرژي اوليه، استفاده مي‌شود، كه اين برگشت با از دست دادن انرژي به صورت نور مرئي انجام مي‌شود (شكل 2).تابش مذكور كـه از نـوع PL است با انرژي پرتو ايكس جذب شده متناسب خواهد بود.
ايـن نـور تـوسـط عـنـاصـر خاص دريافت و به مــجــمـــوعـــه‌اي از اطــلاعــات ديـجـيـتــال تـبــديــل مي‌شود كه براي ساخت تصوير مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرند.
برخلاف بسياري انواع فسفرها، اطلاعات ضبط شده در صفحه تصوير دستگاه‌هاي CR براي ساعت‌ها، بسته به ميزان اكسپوز و شرايط نگهداري ماندگاري دارد.
هـمــان‌گــونــه كــه در شـكـل 2 مـشـاهـده مـي‌شـود، صـفـحـه فـسـفـري در طـول پـروسـه تصويرسازي به صورت عمودي قرار داده مي شود و بيم پرتوليزر He-Ne صفحه فسفر رادر جهت افقي اسكن مي‌كند.
الـگـوي نـوري دوبـعـدي كـه بـه اين روش به‌دست مي‌آيد توسط تقويت‌كننده‌هاي نـوري يا فتوديودها گرفته مي‌شود و به صورت لگاريتمي تقويت و سپس توسط يك مبدل آنالوگ به ديجيتال 8 تا 14 بيتي ديجيتال مي‌شود.
براي داشتن دامنه تغييرات گسترده‌اي در سطوح كنتراست راديوگرافي قفسه سينه، به صورت نوعي حداقل بين 10 تا 12 بيت براي هر پيكسل مورد نياز است .در شكل 3 نحوه تشكيل تصوير مخفي روي صفحه تصوير ،بازخواني و پاك شدن و آماده شدن براي استفاده مجدد آن به صورت شماتيك نشان داده شده است.
ساختمان CRو عملكرد اجزا
اجزاي اصلي يك سيستم CR عبارتند از:
*كاست و صفحه تصوير
*باركدخوان يا اجزاء مشابه با نام‌هاي متفاوت
*كاست‌خوان
*پردازشگر تصوير
*ايستگاه كاري
فـرايـنـد تـصـويربرداري در سيستم CR بسيار شبيه به دستگاه‌هاي راديولوژي سنتي است. به جزاين‌كه به جاي فيلم جهت ساخت و تشكيل تصوير مخفي از يك صفحه خـاص ازجـنـس فـسفر، به‌عنوان صفحه تصوير استفاده مي‌شود.
ايـــن صـفـحــه در داخــل يــك كــاســت خــاص قرارمي‌گيرد. ابعاد كاست CR به نحوي طراحي و سـاخـتـه شـده اسـت كـه مـطـابق استانداردهاي كاست‌هاي فيلم‌هاي مرسوم بوده، به نحوي كه بـدون نـيـاز به تغيير در سيستم‌هاي قديمي قابل استفاده باشند (شكل4).
كاست CR در معرض پرتوهاي عبوري ازبدن بـيـمــار قــرار مـي‌گـيـرد و بـه جـاي بـردن فـيـلـم در تـــاريـــك‌خـــانـــه و ظــهـــور آن در مــحــلـــول‌هـــاي شـيـمـيـايـي، بـايـد صـفـحـه تـصـويـر مـخـفي به يك اسـكـنـر كـامـپـيـوتـري (كـاسـت‌خوان) وارد شود. بـراي ايـن كـار كـاسـت كه حاوي صفحه تصوير اسـت، داخـل كـاسـت‌خـوان بـاز شـده و صـفـحـه تـصـوير توسط بيم ليزر اسكن شده و اطلاعات تـصـويـر مـخـفـي بـه صـورت اطـلاعـات ديجيتال تصوير بازيافت مي‌شود. در بعضي موارد براي بـــــالا بـــــردن ســــرعــــت عــمــــل، دســتــگــــاه‌هــــاي كـاسـت‌خوان با توانايي دريافت چند كاست به صورت هم‌زمان ساخته شده‌اند در شكل5 يك نـمــونـه دسـتـگـاه كـاسـت خـوان نـشـان داده شـده است.
پس از بازيافت اطلاعات ديجيتال تصوير در كـاسـت‌خـوان ايـن اطـلاعات جهت پردازش به كـنـســول يـا ايـسـتـگـاه كـاري سـيـسـتـم CR ارسـال مـي‌شـود كليه تغييرات و اصلاحات لازم روي تـصــويــر در ايــن مــرحـلــه تــوسـط نـرم‌افـرازهـاي پـردازش تـصـويـر (مـانـند )CAD انجام مي‌شود و تـصــويــري كــه قــابـلـيـت گـزارش‌دهـي از طـريـق نمايش روي مانيتور
تشخيصي را داشته باشد به دسـت مـي‌آيـد يـا مـي‌توان آن را جهت چاپ به پرينتر ارسال كرد. پرينترهاي به كار برده شده در اين بخش مي توانند از انواع پرينترهاي ليزري و يا حرارتي باشند.
در كـنـار ايـن مـجـمـوعه دستگاه بار كد خوان وظـيـفـه انـتـقـال مشخصات هر بيمار بر روي هر كـــاســـت و تـعـيـيــن ايــن كــه هــر كــاســت حــاوي اطـلاعـات كـدام بـيمار است را به عهده دارد در شكل 6 اطلاعاتي كه ممكن است در اين بخش تنظيم وثبت شوند نشان داده شده است.
به واسطه اينكه سيستم‌هاي CR به جابه جايي كاست و انتقال به كاست خوان نيازمندند ، روند كـاري بـه مـيـزان قـابـل مـلاحـظـه اي نـسـبـت بـه سـيـسـتـم فـيـلـم مـرسوم بهبود نمي يابد، در شكل 6 به صورت نمادين روندنماي كار در يك سيستم CR نشان داده شده است.
علي رغم اين كه اين سيستم داراي محدوديت‌هايي است و به بعضي از آنها اشاره شـد،سـيـسـتـم هـاي CR بـه صورت گسترده‌اي به واسطه قابليت انطباق با سيستم‌هاي مـرسـوم در حـال كـار و قـيـمـت عـمـومـا پـايـيـن و كـيـفـيت تصوير آن‌هاكه قابل رقابت با سـيـسـتـم‌هـاي فـيـلـم اسكرين مرسوم است مورد استفاده قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين ، صـفـحـات دتـكـتـور CR پـرتـابـل هـسـتـنـد، بـنـابـرايـن بـهـتـرين گزينه براي ديجيتال كردن راديولوژي هاي پرتابل هستند.
تحولات اخير در تكنيك ساخت دستگاه‌هاي CR مانند كاست‌خوان‌هاي دوتائي سيستم‌هاي CR با دو صفحه نمايشگر، ليزرهاي پيشرفته‌تر براي خواندن كاست‌ها و... بيانگر نقش مهم و موثر سيستم‌هاي CR در پروژه‌هاي راديوگرافي ديجيتال است.
مزايا و معايب سيستم ( CRنسبت به سيستم مرسوم)
مزاياي سيستم CR عبارتند از:
*حذف فيلم و مواد شيميايي
*افزايش نسبي سرعت بازسازي و مشاهده تصاوير
*با يك اكسپوز و تنظيم ميزان روشنايي براي عضو هدف در تصويربرداري و مستقل از ضخامت و عمق بافت مي‌توان تصويري با كيفيت مطلوب به‌دست آورد. برخلاف سيستم‌هاي سنتي كه شرايط اكسپوز براي موارد مختلف بايستي مورد به مورد تغيير كند با استفاده از سيستم‌هاي CR تعداد اكسپوزهاي تكراري كه در اثر اكسپوزهاي با شرايط بالا يا پايين و در نتيجه خرابي تصاوير، بايستي انجام داد كاهش قابل ملاحظه‌اي مي‌يابد.
* تصاوير قابليت ضبط روي حافظه‌هاي كامپيوتري يا انتقال به ساير سايت‌ها در نقاط مختلف را دارد.
* دستيابي به كيفيت بالاي تصاوير در شرايط مساوي با سيستم‌هاي سنتي
* كاهش دز دريافتي، مشخصه WEL در صفحات تصوير، در بسياري موارد، اين امكان را فراهم مي‌كند كه با يك اكسپوز تمام اطلاعات تشخيصي توسط كاربر اخذ شود. همچنين اين واقعيت كه حساسيت اين صفحات در حدود ده بـرابـر بـيـشـتـر از حـسـاسـيـت فـيـلـم‌هـاي رايـج در سيستم سنتي است، باعث مي‌شود اكسپوزها با شرايط پايين‌تر (مخصوصا از نظر زماني) انجام شـده و در نـتـيـجـه باعث كاهش دز جذبي بيمار شـود. هـمان‌طور كه در شكل 8 نشان داده شده است محدوده ديناميكي صفحات تصوير مخفي فـسـفـري بـسـيـار گـسترده‌تر از فيلم‌هاي مرسوم اسـت. ايـن پـارامـتـر دست كاربر را در كاهش يا تنظيم شرايط اكسپوز باز مي‌گذارد.
در خـصـوص مـعـايـب سـيـسـتـم راديـوگـرافـي محاسبه‌اي مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
*در اين سيستم‌ها كاهش دز در مقايسه با سـيـسـتـم‌هـاي راديـوگـرافـي ديـجيتال خيلي زياد نـيـسـت. زيـرا سـيستم‌هاي CR در ضريب تبديل كوانتمي اشعه ايكس داراي محدوديت هستند، بـه ايـن دليل كه تنها بخشي از نور تابشي توسط فـتـومـولـتـي پـلـيـرهـا قـابـل آشـكـار شـدن هـستند. لايـه‌هـاي فـسـفـري ضـخـيـم‌تـر بـازده كـوانـتـومي بهتري در مقايسه با لايه‌هاي نازك‌تر دارند ولي از رزولوشن نسبي كمتري برخوردارند به اين معني كه افزايش بازده كوانتومي با كاهش رزولوشن همراه است.
* نسبت به سيستم‌هاي سنتي گرا‌ن‌تر است.
* نياز به گذرانيدن دوره‌هاي آموزشي و پرسنل آموزش ديده دارد.
* نياز به پاره‌اي بهينه‌سازي در سيستم‌ها و روش‌ها در زنجيره درمان و مراكز درماني دارد. از جمله طراحي و راه‌اندازي شبكه داخلي، ايجاد ايستگاه‌هاي كاري و ..
*حساسيت نسبي به پرتوهاي پراكنده (لازم به ذكر است اين عيب بيشتر در مقايسه با سيستم‌هاي راديولوژي DR نمود پيدا مي‌كند).
كـه الـبته بايستي تعدادي از موارد ياد شده را در زمره سرمايه گذاري‌هاي انساني و تجهيزاتي قلمداد كرد و نه به عنوان معايب و نقاط ضعف پديده CR يا احيانا روشهاي جديدتري نظير DR