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