بخشی از مقاله
چکیده
تصویربرداریهای پزشکی از مهمترین و مؤثرترین روشهای تشخیصی در روند معالجه بیماران مختلف است که همانند دیگر زمینههای علوم طبیعی و مهندسی مراحل پیشرفت را طی می کند تا از نظر کارایی به حداکثرممکن واز نظر آسیب به بیمار، به حداقل خود برسد.به دلیل اینکه مستندات مربوط به این موضوعمعمولاً، به صورت تخصصی و یا در قالب زبانهای غیر فارسی ارائه شده است، انگیزه دانشجویان مرتبط با این علوم به ویژه دانشجویان مهندسی پزشکی را در مطالعه این موضوعات سلب میکند. با توجه به موارد ذکر شده هدف از این پژوهش این است که با زبانی ساده و حتی الامکان به دور از پیچیدگیهای موجود در ادبیات متخصصین، به توصیف فرآیند تصویربرداریهای پزشکی با تاکید بر مزایا و معایب آنها پرداخته شود. روند مطالعاتی این پژوهش مبنی بر برداشتهای سلیس از کتابهای مختلف وآموختههای دانشگاهی است.
-1 مقدمه
بدن انسان شامل عناصر و ارگانهای مختلف از جمله آب، استخوان، خون، چربی و سایر بافت هاست که باید در تصویربرداری به نحوی میان آنها تمایز ایجاد کرد. امروزه با به کارگیری تکنولوژی جدید شاهد ایجاد انقلابی در جهت وارد شدن امواج ماوراء صوت، پزشکی هسته ای و پرتوی x در حیطه تصویربرداری و ساخت دستگاههای توپوگرافی خواهیم بود که با تصویربرداری مغناطیسی - MRI - و سونوگرافی سه بعدی ادامه پیدا کرده است.
دستگاههای موجود تصویربرداری پزشکی از چهار تکنیک اصلی استفاده میکنند:
✓ اندازه گیری میزان انعکاس امواج ماوراء صوت از بافتهای بدن - سونوگرافی -
✓ اندازه گیری میزان تراکم پروتون در بدن - یا تشدید مغناطیسی - MRI
✓ اندازه گیری اشعه گامای ارسال شده توسط بافتهای بدن پس از تزریق یک ماده رادیواکتیو با عنوان پزشکی هسته ای - گاما کمرا -
✓ اندازه گیری میزان اشعه x عبوری از بدن - رادیوگرافی- سی تی اسکن -
در روند این نوشتار با نحوه تولید و فرآیند عکس برداری هریک از این چهار تکنیک و همچنین روش استفاده از آنها در تشخیص و یا درمان برخی بیماریها و مزایا و معایب هریک به شرح و بررسی میپردازیم.
2 ماوراء صوت
کاربرد فراصوت در درمان از دههی 1920 آغاز شد. فراصوت - یا - Ultra Sound در جامعه پزشکی و ساخت تجهیزات پزشکی برای معاینه معمولی بیماران بصورت وسیع پذیرفته شده است. در مواردی چون بررسی وضعیت جنین، بیماریهای شریان کاروتید، عصب شناسی، چشم پزشکی کاربردی وسیع و حائز اهمیت دارد. در این تکنیک از امواج صوتی با فرکانس بالا بهره میگیرند که گوش انسان قادر به شنیدن آن نیست. این امواج صوتی در محدودهی مگاهرتز - بیش از - 20 KHz می توانند تصویری از اعضای بدن تهیه کنند و سپس توسط دستگاههای گیرنده و فرستنده اطلاعاتی مربوط به آناتومی و متابولیسم بافتهای بدن، فراهم نمایند. فنون تصویربرداری با امواج فراصوت، سونوگرافی نام دارد.
-1-2 فراصوت در رادیوگرافی
فراصوت، امواج صوتی با فرکانسی بیشتر از 20 کیلوهرتز است. پروبی که بدین منظور به کار میرود اکوسکوپ یا سونوسکوپ نامیده میشود. این نوع تصویربرداری در تشخیص بیماریهای قلب، چشم، اعصاب، کبد و لگن بسیار مفید است - شکل. - 1
-2-2 اولتراسونوگرافی
اساس کار عکس برداری با امواج فراصوت انعکاس است. در این فرآیند یک دستگاه - پروب - گیرنده و فرستنده موج صوتی وجود دارد که از فرکانس هایی در محدودهی 1 تا 15 میلیون هرتز برایاِعمال ضربات موجی 200 - ضربه در واحد زمان - در زمانهای بسیار کوتاه بهره میگیرد. این ضربات در بدن - بافت مورد نظر - نفوذ میکنند و در محل تماس دو بافت مختلف - مرز میان دو بافت - منعکس میشوند - نبوی، . - 1378 پدیده بازتاب از آنجا ناشی میشود که سرعت صوت در طی عبور از محیطی به محیط دیگر تغییر میکند. با ثابت ماندن فرکانس، طول موج نیز تغییر یافته و در پی آن مسیر صوت عوض میشود و به عبارتی انعکاس مییابد. پروب گیرنده این امواج را دریافت میکند و سپس به کمک مبدلی، اطلاعات بدست آمده، بر حسب مُد«» مورد نظر به اطلاعاتی قابل مشاهده نسبت داده میشود؛ برای نمونه در مدهای تصویری همانند مد روشنایی - B - این اطلاعات به نقاط روشن و تیره نسبت داده میشود.
-1-2-2 مدهای نمایش در اولترا سوند
اطلاعات دریافت شده با پروب، بر حسب نیاز میتواند به اطلاعات مختلفی ترجمه شود از جمله تصویر یا نمودار موجی- سینوسی؛ که این تفاوتهابا تنظیمات مُد یا سبک مورد نظر در یک دستگاه با پروبهای متفاوت امکان پذیر است.
❖ مد A یا - Amplitude Mode مد دامنه: اغلب برای یافتن شیء خارجی در چشم، اندازه گیری محور طولی چشم ، تعیین محل ساختارهای خط میانی مغز - اکوانسفالوگرافی - و بررسی عمق نفوذ استفاده میشود. در نهایت اطلاعات بصورت موج هایی با دامنههای متناسب با فرکانس انعکاسی نمایان می شوند.
❖ مد B یا - Brightness Mode مد روشنایی: اطلاعات بدست آمده در سبک A میتوانند در مد B به نقاط روشن و تیره نسبت داده شوند و به صورت تصویر از بافت مورد نظر نمایش داده شوند. به عبارت دیگر در مد B از دامنهی موج بازگشتی برای تعیین شدت پرتوی الکترونی در یک لامپ پرتوی کاتودیک - CRT - استفاده میشود.
❖ مد M یا - Motion Mode مد حرکتی: برای نمایش دادن اجسام متحرک، همانند دریچههای میترال قلب استفاده میشود.
❖ مد C یا - Constant Mode مد ثابت : تصویربرداری با سبک C بسیار شبیه به مد B است، با این تفاوت که پالس فرستاده شده توسط پروب، در یک عمق ثابت تثبیت میگردد.
❖ مد D یا - Doppler Mode مد داپلر: اغلب برای اندازه گیری سرعت و جهت سیالات بدن است؛ برای نمونه اندازه گیری سرعت جریان خون در رگ.
لازم به ذکر است در همهی مدها فاصله پروب تا بدن باید به کمترین میزان ممکن باشد تا تضعیف موج، بیش از حد رخ ندهد؛ به همین دلیل از پروب به صورت عمود استفاده میشود. در مد داپلر پروب به صورت مایل قرار می گیرد؛ چرا که در این مد از سرعت نسبی میان سیال و موج صوتی - فراصوت - استفاده خواهد شد. برای هر مد پروبی جداگانه متناسب با ویژگیهای آن مد در دستگاه اولتراسوند تعبیه شده است.
-3-2 درمان با فراصوت
تضعیف موج صوتی به خواص کشسانی بافت که خود توسط امپدانس شنیداری آنها تعیین میشود، بستگی دارد. با توجه به نظریه ارائه شده در سال 1973، میتوان اظهار داشت که رؤیت پذیری بافتها از طریق نمایش انعکاسیاکثراً، توسط مقدار بافت همبند در آنها تعیین میگردد. مشاهده شده امپدانس شنیداری برای بافت همبند و یا نسوجی که دارای مقدار زیادی از این نوع بافت هستند، بسیار بیشتر از بافت هایی است که مقدار قابل توجهی پروتئین و چربی دارند و بطور کل مقدار بافت همبند درون آنها کمتر است. باید توجه داشت که مقدار تضعیف اولتراسوند در بافت همبند به مقدار قابل توجهی زیاد است - شانگ و دیگران، ترجمه: وفادوست، . - 1392 در برخورد موج صوتی با بافت، مولکولها و اتمهای بافت، مرتعش میشوند و پس از قطع تابش به مکان و حالت اولیه خود بازمی گردند. مدت زمانی که پس از قطع تابش، مولکولها و اتمها به حالت سکون میرسند، Resilience Time یا R.T نامیده میشود.
