دانلود مقاله در مورد دستاوردهای رادیوگرافی محاسبه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۴ صفحه

 قسمتی از متن word (..docx) : 
 

‏دستاوردهای رادیوگرافی محاسبه‌ای(CR)
‏توسعه و پیشرفت تکنولوژی در شاخه کامپیوتر و دانش دیجیتال ‏در دهه‌های گذشته تحولات گسترده‌ای در کاهش حجم و بالا رفتن سرعت عمل تجهیزات صنعتی ‏و پزشکی ایجاد کرده است. از این میان دو تحول اساسی، استفاده از تکنولوژی دیجیتال ‏به جای روش آنالوگ و جایگزینی نرم‌افزار به جای سخت‌افراز، از بزرگ‌ترین عوامل ‏کوچک‌شدن حجم، بالا رفتن سرعت عمل، امنیت سیستم‌ها و افزایش کیفیت خروجی آن‌ها شده ‏است.  بخش مهندسی پزشکی و به طور خاص شاخه تصویربرداری پزشکی از این تحولات بی‌بهره ‏نبوده و در هر دوره‌ پا به پای ترقی تکنولوژی دستخوش تغییر، رشد و تکامل شده است. ‏تولد دستگاه‌های مدرن تصویربرداری مانند CT Scanner ‏و MRI ‏که تولید وپردازش تصویر ‏در آن‌هابه صورت دیجیتال انجام می‌شود و همچنین تجهیز مراکز تصویربرداری به ‏سیستم‌های مدرن ذخیره و انتقال اطلاعات از نمونه‌های این تحولات است.  درکنار همه ‏این پدیده‌ها و تحولات، هزاران دستگاه رادیولوژی قدیمی (مرسوم) که به طور ذاتی ‏قابلیت انطباق با روش‌های نوین را ندارند وجود داشته که در عین حال نمی‌توان از این ‏دستگاه‌ها صرف‌نظر کرد. لذا با ایجاد پاره‌ای تغییرات در آن‌ها باید این تجهیزات را ‏به نحوی اصلاح کرد که بتوانند از امکانات جدید فناوری استفاده کرده آن را در اختیار ‏کاربر بگذارند. این مقاله روش‌های انجام این بهینه‌سازی‌ها را مورد بحث و بررسی ‏قرار می‌دهد.
‏روش‌های تبدیل رادیولوژی آنالوگ به ‏دیجیتال
‏یکی از اهداف اصلی تبدیل سیستم‌های آنالوگ  به دیجیتال دسترسی ‏به اطلاعات دیجیتال تصویر، با قابلیت پردازش، ذخیره و ارسال است. این کار به سه روش ‏قابل انجام است:
 *‏استفاده از اسکنرهای مخصوص فیلم
 *‏استفاده از سامانه ‏آشکارساز دیجیتال
 *‏استفاده از رادیوگرافی محاسبه‌ای CR
‏که این نوشتار به ‏بررسی ساختاری روش سوم یعنی رادیوگرافی محاسبه‌ای خواهد پرداخت.
CR ‏بـه ‏پـروسـه‌ای گـفـتـه مـی‌شـود کـه شـامل ساخت تصاویر مخفی (روی صفحات فسفری خاص) ‏ذخیره، پردازش و نمایش اطلاعات تصاویر با فرم دیجیتال و همچنین مدیریت اطلاعات ‏تصویر است.کاربر، توسط CR ‏به کیفیت بالای تصویر، امکان کنترل پارامترهای مختلف آن و ‏افزایش اطمینان از تشخیص درست، دست پیدا می‌کند.
‏تاریخچه سیستم‌های CR ‏مدرن که ‏در آن‌ها از صفحات فسفری ذخیره تصویر (PSP) ‏استفاده می‌شود به سال ۱۹۷۳ باز ‏می‌گردد. زمانی که جرج لاکی یکی از دانشمندان مرکز تحقیقات کمپانی ایستمن کداک، ‏امتیاز انحصاری یک سیستم کاربردی را به نام خود ثبت کرد.عنوان این امتیاز عبارت بود ‏از: تجهیزات و روش‌های تولید تصاویر، متناظر با دستگاه‌های مولد پرتوهای پرانرژی، ‏که خلاصه این امتیاز به شرح زیر بود:
‏در این روش یک عنصر میانی ضبط موقت تصویر، ‏مانند مواد فسفری وجود دارد. درصورتی که این عناصر با اشعه مادون قرمز یا حرارت ‏تحریک ‌شوند، ازخود نور مرئی ساطع می‌کنند. این طرح بیان می‌دارد با تابش پرتوهای ‏پرانرژی به این عناصر میانی و در فـاصله یک پریود زمانی مجاز، سطوح انرژی ‏الکترون‌های این مواد تغییر می‌کند. در طول این فاصله زمانی، یک طیف از امواج با ‏طول موج بلند یا حرارت، سطح عنصر میانی را بـرای آزادسـازی انـرژی ذخـیره شده در ‏الکترون‌های کریستال‌های عنصر میانی به صورت نور مرئی اسکن می‌کنند و یک سنسور ‏مناسب (یا یک مجموعه سنسور)، نور تابشی از صفحه را دریافت و به انرژی الکتریکی ‏متناسب با شدت تشعشع اولیه تبدیل می‌کند.
‏مهم‌ترین جزء یک سیستم CR ‏، صفحه تصویر ‏آن اسـت. ایـن صـفحه پس از این که در معرض تـابـش اشـعـه‌ ایـکس که از بدن بیمار ‏عبور کرده اســت قــرار گــرفــت، اطــلاعــاتــی را بــه صـورت نـامـحـسـوس در ‏خـود ذخـیـره مـی‌کـند، که به آن تصویر مخفی گفته می‌شود. این اطلاعات پس از ‏پـردازش‌هـای لازم به صورت تصویر واقعی مـوضع مورد تابش در مانیتور یا روی کپی‌های ‏سخت(فیلم) قابل مشاهده است، لذا قبل از هر چیز به معرفی آن پرداخته می ‏شود.
 ‏ساختمان فیزیکی و نحوه عملکرد
‏صفحه ‏تصویر
‏سـیـسـتــم‌هــای CR ‏صـفـحـات تـصـویـر PSP ‏را جـایـگـزیـن ‏فـیـلـم‌هـای مرسوم کرده‌اند و هنگام اسـتـفاده مانند فیلم داخل کاست قرار می‌گیرد. ‏یــک صـفـحــه تـصــویــر نــوعــی، شـامـل مـوادی بـا فـرمـول‌هـای BaFBriea ‏و BaFi: Eu ‏اسـت. مـقدار کمی از یورلیوم روی کریستال‌های BaFi,BaFBr ‏بــه نـحـوی ‏تـاثـیـر مـی‌گـذارد کـه بـتـوانـنـد بـه طـور موثری توانائی تغییر سطح انرژی ‏الکترون‌ها و به دام انداختن آن‌هارا داشته باشند.
‏درشـکـل۱) اصول PSP ‏ها به صورت نمادین نشان داده ‏شده است، هنگام اکسپوز، پرتو تابیده شده الکترون‌های باند ظرفیت را تحریک کرده، بـه ‏نـحـوی ‌کـه بـه بـانـد هـدایـت منتقل می‌شوند. مـقـدار زیادی از این الکترون‌ها در ‏سطح پایدار انرژی متا  به دام می‌افتند.
‏بـنابراین پس از اینکه صفحه تصویر فسفری ‏مورد تابش اشعه ایکس قرار گرفت
‏یک تصویر مـجازی به صورت توزیع مکانی الکترون‌هایی ‏کـه بـه سـطـح انـرژی بـالاتـر جـابجا شده و به دام افتاده‌اند روی آن‌ها ایجاد ‏می‌شود.
 
 
‏در پروسه بازسازی تصویر از نورلیز He-Ne ‏بـــرای تــحـــریـــک ‏الـکـتــرون‌هــای مــذکــور بــرای برگشت به سطح انرژی اولیه‌، استفاده می‌شود، که ‏این برگشت با از دست دادن انرژی به صورت نور مرئی انجام می‌شود (شکل ۲).تابش مذکور ‏کـه از نـوع PL ‏است با انرژی پرتو ایکس جذب شده متناسب خواهد بود.
‏ایـن نـور تـوسـط عـنـاصـر خاص دریافت و به ‏مــجــمـــوعـــه‌ای از اطــلاعــات دیـجـیـتــال تـبــدیــل می‌شود که برای ساخت ‏تصویر مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.
‏برخلاف بسیاری انواع فسفرها، اطلاعات ‏ضبط شده در صفحه تصویر دستگاه‌های CR ‏برای ساعت‌ها، بسته به میزان اکسپوز و شرایط ‏نگهداری ماندگاری دارد.
‏هـمــان‌گــونــه کــه در شـکـل ۲ مـشـاهـده مـی‌شـود، ‏صـفـحـه فـسـفـری در طـول پـروسـه تصویرسازی به صورت عمودی قرار داده می شود و بیم ‏پرتولیزر He-Ne ‏صفحه فسفر رادر جهت افقی اسکن می‌کند.
‏الـگـوی نـوری دوبـعـدی ‏کـه بـه این روش به‌دست می‌آید توسط تقویت‌کننده‌های نـوری یا فتودیودها گرفته ‏می‌شود و به صورت لگاریتمی تقویت و سپس توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال ۸ تا ۱۴ ‏بیتی دیجیتال می‌شود.
‏برای داشتن دامنه تغییرات گسترده‌ای در سطوح کنتراست ‏رادیوگرافی قفسه سینه، به صورت نوعی حداقل بین ۱۰ تا ۱۲ بیت برای هر پیکسل مورد ‏نیاز است .در شکل ۳ نحوه تشکیل تصویر مخفی روی صفحه تصویر ،بازخوانی و پاک شدن و ‏آماده شدن برای استفاده مجدد آن به صورت شماتیک نشان داده شده است.
‏ساختمان‌ CR‏و عملکرد ‏اجزا
‏اجزای اصلی یک سیستم CR ‏عبارتند از:
*‏کاست و صفحه ‏تصویر
*‏بارکدخوان یا اجزاء مشابه با نام‌های متفاوت
*‏کاست‌خوان
*‏پردازشگر ‏تصویر
*‏ایستگاه کاری
‏فـرایـنـد تـصـویربرداری در سیستم CR ‏بسیار شبیه به ‏دستگاه‌های رادیولوژی سنتی است. به جزاین‌که به جای فیلم جهت ساخت و تشکیل تصویر ‏مخفی از یک صفحه خـاص ازجـنـس فـسفر، به‌عنوان صفحه تصویر استفاده می‌شود.
‏ایـــن صـفـحــه در داخــل یــک کــاســت خــاص قرارمی‌گیرد. ابعاد کاست CR ‏به ‏نحوی طراحی و سـاخـتـه شـده اسـت کـه مـطـابق استانداردهای کاست‌های فیلم‌های مرسوم ‏بوده، به نحوی که بـدون نـیـاز به تغییر در سیستم‌های قدیمی قابل استفاده باشند (‏شکل۴).
‏کاست CR ‏در معرض پرتوهای عبوری ازبدن بـیـمــار ‏قــرار مـی‌گـیـرد و بـه جـای بـردن فـیـلـم در تـــاریـــک‌خـــانـــه و ظــهـــور ‏آن در مــحــلـــول‌هـــای شـیـمـیـایـی، بـایـد صـفـحـه تـصـویـر مـخـفی به یک ‏اسـکـنـر کـامـپـیـوتـری (کـاسـت‌خوان) وارد شود. بـرای ایـن کـار کـاسـت که حاوی ‏صفحه تصویر اسـت، داخـل کـاسـت‌خـوان بـاز شـده و صـفـحـه تـصـویر توسط بیم لیزر ‏اسکن شده و اطلاعات تـصـویـر مـخـفـی بـه صـورت اطـلاعـات دیجیتال تصویر بازیافت ‏می‌شود. در بعضی موارد برای بـــــالا بـــــردن ســــرعــــت عــمــــل، ‏دســتــگــــاه‌هــــای کـاسـت‌خوان با توانایی دریافت چند کاست به صورت هم‌زمان ‏ساخته شده‌اند در شکل۵  یک نـمــونـه دسـتـگـاه کـاسـت خـوان نـشـان داده شـده ‏است.
‏پس از بازیافت اطلاعات دیجیتال تصویر در ‏کـاسـت‌خـوان ایـن اطـلاعات جهت پردازش به کـنـســول یـا ایـسـتـگـاه کـاری ‏سـیـسـتـم CR ‏ارسـال مـی‌شـود کلیه تغییرات و اصلاحات لازم روی تـصــویــر در ایــن ‏مــرحـلــه تــوسـط نـرم‌افـرازهـای پـردازش تـصـویـر (مـانـند )CAD ‏انجام می‌شود و ‏تـصــویــری کــه قــابـلـیـت گـزارش‌دهـی از طـریـق نمایش روی مانیتور
‏تشخیصی را ‏داشته باشد به دسـت مـی‌آیـد  یـا مـی‌توان آن را جهت چاپ به پرینتر ارسال کرد. ‏پرینترهای به کار برده شده در این بخش می توانند از انواع پرینترهای لیزری و یا ‏حرارتی باشند.
‏در کـنـار ایـن مـجـمـوعه دستگاه بار کد خوان وظـیـفـه ‏انـتـقـال مشخصات هر بیمار بر روی هر کـــاســـت و تـعـیـیــن ایــن کــه هــر ‏کــاســت حــاوی اطـلاعـات کـدام بـیمار است را به عهده دارد در شکل ۶ اطلاعاتی که ‏ممکن است در این بخش تنظیم وثبت شوند نشان داده شده است.
‏به واسطه اینکه سیستم‌های CR ‏به جابه جایی کاست و انتقال به کاست ‏خوان نیازمندند ، روند کـاری بـه مـیـزان قـابـل مـلاحـظـه ای  نـسـبـت بـه ‏سـیـسـتـم فـیـلـم مـرسوم بهبود  نمی یابد، در شکل ۶ به صورت  نمادین روندنمای کار ‏در یک سیستم CR ‏نشان داده شده است.
‏علی رغم این که این سیستم دارای محدودیت‌هایی است  و به بعضی از ‏آن‌ها اشاره شـد،سـیـسـتـم هـای CR ‏بـه صورت گسترده‌ای به واسطه قابلیت انطباق با ‏سیستم‌های مـرسـوم در حـال کـار و قـیـمـت عـمـومـا پـایـیـن و کـیـفـیت تصویر ‏آن‌هاکه قابل رقابت با سـیـسـتـم‌هـای فـیـلـم اسکرین مرسوم است مورد استفاده قرار ‏می‌گیرد. علاوه بر این ، صـفـحـات دتـکـتـور CR ‏پـرتـابـل  هـسـتـنـد، بـنـابـرایـن ‏بـهـتـرین گزینه برای دیجیتال کردن رادیولوژی های پرتابل هستند.
‏تحولات اخیر در ‏تکنیک ساخت دستگاه‌های CR ‏مانند کاست‌خوان‌های دوتائی سیستم‌های CR ‏با دو صفحه ‏نمایشگر، لیزرهای پیشرفته‌تر برای خواندن کاست‌ها و… بیانگر نقش مهم و موثر ‏سیستم‌های CR ‏در پروژه‌های رادیوگرافی دیجیتال است.
 ‏مزایا و معایب ‏سیستم ( CR‏نسبت به سیستم مرسوم)
‏مزایای سیستم CR ‏عبارتند ‏از:
  *‏حذف فیلم و مواد شیمیایی
  *‏افزایش نسبی سرعت بازسازی و مشاهده ‏تصاویر
 *‏با یک اکسپوز و تنظیم میزان روشنایی برای عضو هدف در تصویربرداری و ‏مستقل از ضخامت و عمق بافت می‌توان تصویری با کیفیت مطلوب به‌دست آورد. برخلاف ‏سیستم‌های سنتی که شرایط اکسپوز برای موارد مختلف بایستی مورد به مورد تغییر کند  ‏با استفاده از سیستم‌های CR ‏تعداد اکسپوز‌های تکراری که در اثر اکسپوزهای با شرایط ‏بالا یا پایین و در نتیجه خرابی تصاویر، بایستی انجام داد کاهش قابل ملاحظه‌ای ‏می‌یابد.
 * ‏تصاویر قابلیت ضبط روی حافظه‌های کامپیوتری یا انتقال به سایر ‏سایت‌ها در نقاط مختلف را دارد.
 * ‏دستیابی به کیفیت بالای تصاویر در شرایط ‏مساوی با سیستم‌های سنتی
* ‏کاهش دز دریافتی، مشخصه WEL ‏در صفحات تصویر، در ‏بسیاری موارد، این امکان را فراهم می‌کند که با یک اکسپوز تمام اطلاعات تشخیصی توسط ‏کاربر اخذ شود. همچنین این واقعیت که حساسیت این صفحات در حدود ده بـرابـر ‏بـیـشـتـر از حـسـاسـیـت فـیـلـم‌هـای رایـج در سیستم سنتی است، باعث می‌شود ‏اکسپوزها با شرایط پایین‌تر (مخصوصا از نظر زمانی) انجام شـده و در نـتـیـجـه باعث ‏کاهش دز جذبی بیمار شـود. هـمان‌طور که در شکل ۸ نشان داده شده است محدوده دینامیکی ‏صفحات تصویر مخفی فـسـفـری بـسـیـار گـسترده‌تر از فیلم‌های مرسوم اسـت. ایـن ‏پـارامـتـر دست کاربر را در کاهش  یا تنظیم شرایط اکسپوز باز می‌گذارد.
‏در خـصـوص مـعـایـب سـیـسـتـم رادیـوگـرافـی ‏محاسبه‌ای می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
*‏در این سیستم‌ها کاهش دز در مقایسه ‏با سـیـسـتـم‌هـای رادیـوگـرافـی دیـجیتال خیلی زیاد نـیـسـت. زیـرا سـیستم‌های CR ‏در ضریب تبدیل کوانتمی اشعه ایکس دارای محدودیت هستند، بـه ایـن دلیل که تنها بخشی ‏از نور تابشی توسط فـتـومـولـتـی ‌پـلـیـرهـا قـابـل آشـکـار شـدن هـستند. ‏لایـه‌هـای فـسـفـری ضـخـیـم‌تـر بـازده کـوانـتـومی بهتری در مقایسه با لایه‌های ‏نازک‌تر دارند ولی از رزولوشن نسبی کمتری برخوردارند به این معنی که افزایش بازده ‏کوانتومی با کاهش رزولوشن همراه است.
* ‏نسبت به سیستم‌های سنتی گرا‌ن‌تر ‏است.
* ‏نیاز به گذرانیدن دوره‌های آموزشی و پرسنل آموزش دیده دارد.
* ‏نیاز به ‏پاره‌ای بهینه‌سازی در سیستم‌ها و روش‌ها در زنجیره درمان و مراکز درمانی دارد. از ‏جمله طراحی و راه‌اندازی شبکه داخلی، ایجاد ایستگاه‌های کاری و ..
*‏حساسیت نسبی ‏به پرتوهای پراکنده (لازم به ذکر است این عیب بیشتر در مقایسه با سیستم‌های ‏رادیولوژی DR ‏نمود پیدا می‌کند).
‏کـه الـبته بایستی تعدادی از موارد یاد شده را ‏در زمره سرمایه گذاری‌های انسانی و تجهیزاتی قلمداد کرد و نه به عنوان معایب و نقاط ‏ضعف پدیده CR  ‏یا احیانا روش‌های جدیدتری نظیر DR