تبلیغات
مهندسی پزشکی - دستاوردهای رادیوگرافی محاسبه‌ای(CR)

دستاوردهای رادیوگرافی محاسبه‌ای(CR)

نویسنده :مازیار سلیمی
تاریخ:جمعه 11 دی 1388-04:17 ب.ظ

توسعه و پیشرفت تكنولوژی در شاخه كامپیوتر و دانش دیجیتال در دهه‌های گذشته تحولات گسترده‌ای در كاهش حجم و بالا رفتن سرعت عمل تجهیزات صنعتی و پزشكی ایجاد كرده است. از این میان دو تحول اساسی، استفاده از تكنولوژی دیجیتال به جای روش آنالوگ و جایگزینی نرم‌افزار به جای سخت‌افراز، از بزرگ‌ترین عوامل كوچك‌شدن حجم، بالا رفتن سرعت عمل، امنیت سیستم‌ها و افزایش كیفیت خروجی آن‌ها شده است.  بخش مهندسی پزشكی و به طور خاص شاخه تصویربرداری پزشكی از این تحولات بی‌بهره نبوده و در هر دوره‌ پا به پای ترقی تكنولوژی دستخوش تغییر، رشد و تكامل شده است. تولد دستگاه‌های مدرن تصویربرداری مانند CT Scanner و MRI كه تولید وپردازش تصویر در آن‌هابه صورت دیجیتال انجام می‌شود و همچنین تجهیز مراكز تصویربرداری به سیستم‌های مدرن ذخیره و انتقال اطلاعات از نمونه‌های این تحولات است.  دركنار همه این پدیده‌ها و تحولات، هزاران دستگاه رادیولوژی قدیمی (مرسوم) كه به طور ذاتی قابلیت انطباق با روش‌های نوین را ندارند وجود داشته كه در عین حال نمی‌توان از این دستگاه‌ها صرف‌نظر كرد. لذا با ایجاد پاره‌ای تغییرات در آن‌ها باید این تجهیزات را به نحوی اصلاح كرد كه بتوانند از امكانات جدید فناوری استفاده كرده آن را در اختیار كاربر بگذارند. این مقاله روش‌های انجام این بهینه‌سازی‌ها را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهد.

روش‌های تبدیل رادیولوژی آنالوگ به دیجیتال
یكی از اهداف اصلی تبدیل سیستم‌های آنالوگ  به دیجیتال دسترسی به اطلاعات دیجیتال تصویر، با قابلیت پردازش، ذخیره و ارسال است. این كار به سه روش قابل انجام است:
 *استفاده از اسكنرهای مخصوص فیلم
 *استفاده از سامانه آشكارساز دیجیتال
 *استفاده از رادیوگرافی محاسبه‌ای CR
كه این نوشتار به بررسی ساختاری روش سوم یعنی رادیوگرافی محاسبه‌ای خواهد پرداخت.
CR بـه پـروسـه‌ای گـفـتـه مـی‌شـود كـه شـامل ساخت تصاویر مخفی (روی صفحات فسفری خاص) ذخیره، پردازش و نمایش اطلاعات تصاویر با فرم دیجیتال و همچنین مدیریت اطلاعات تصویر است.كاربر، توسط CR به كیفیت بالای تصویر، امكان كنترل پارامترهای مختلف آن و افزایش اطمینان از تشخیص درست، دست پیدا می‌كند.
تاریخچه سیستم‌های CR مدرن كه در آن‌ها از صفحات فسفری ذخیره تصویر (PSP) استفاده می‌شود به سال 1973 باز می‌گردد. زمانی كه جرج لاكی یكی از دانشمندان مركز تحقیقات كمپانی ایستمن كداك، امتیاز انحصاری یك سیستم كاربردی را به نام خود ثبت كرد.عنوان این امتیاز عبارت بود از: تجهیزات و روش‌های تولید تصاویر، متناظر با دستگاه‌های مولد پرتوهای پرانرژی، كه خلاصه این امتیاز به شرح زیر بود:
در این روش یك عنصر میانی ضبط موقت تصویر، مانند مواد فسفری وجود دارد. درصورتی كه این عناصر با اشعه مادون قرمز یا حرارت تحریك ‌شوند، ازخود نور مرئی ساطع می‌كنند. این طرح بیان می‌دارد با تابش پرتوهای پرانرژی به این عناصر میانی و در فـاصله یك پریود زمانی مجاز، سطوح انرژی الكترون‌های این مواد تغییر می‌كند. در طول این فاصله زمانی، یك طیف از امواج با طول موج بلند یا حرارت، سطح عنصر میانی را بـرای آزادسـازی انـرژی ذخـیره شده در الكترون‌های كریستال‌های عنصر میانی به صورت نور مرئی اسكن می‌كنند و یك سنسور مناسب (یا یك مجموعه سنسور)، نور تابشی از صفحه را دریافت و به انرژی الكتریكی متناسب با شدت تشعشع اولیه تبدیل می‌كند.
مهم‌ترین جزء یك سیستم CR ، صفحه تصویر آن اسـت. ایـن صـفحه پس از این كه در معرض تـابـش اشـعـه‌ ایـكس كه از بدن بیمار عبور كرده اســت قــرار گــرفــت، اطــلاعــاتــی را بــه صـورت نـامـحـسـوس در خـود ذخـیـره مـی‌كـند، كه به آن تصویر مخفی گفته می‌شود. این اطلاعات پس از پـردازش‌هـای لازم به صورت تصویر واقعی مـوضع مورد تابش در مانیتور یا روی كپی‌های سخت(فیلم) قابل مشاهده است، لذا قبل از هر چیز به معرفی آن پرداخته می شود.
 ساختمان فیزیكی و نحوه عملكرد
صفحه تصویر

سـیـسـتــم‌هــای CR صـفـحـات تـصـویـر PSP را جـایـگـزیـن فـیـلـم‌هـای مرسوم كرده‌اند و هنگام اسـتـفاده مانند فیلم داخل كاست قرار می‌گیرد. یــك صـفـحــه تـصــویــر نــوعــی، شـامـل مـوادی بـا فـرمـول‌هـای BaFBriea و BaFi: Eu اسـت. مـقدار كمی از یورلیوم روی كریستال‌های BaFi,BaFBr بــه نـحـوی تـاثـیـر مـی‌گـذارد كـه بـتـوانـنـد بـه طـور موثری توانائی تغییر سطح انرژی الكترون‌ها و به دام انداختن آن‌هارا داشته باشند.
درشـكـل1) اصول PSP ها به صورت نمادین نشان داده شده است، هنگام اكسپوز، پرتو تابیده شده الكترون‌های باند ظرفیت را تحریك كرده، بـه نـحـوی ‌كـه بـه بـانـد هـدایـت منتقل می‌شوند. مـقـدار زیادی از این الكترون‌ها در سطح پایدار انرژی متا  به دام می‌افتند.
بـنابراین پس از اینكه صفحه تصویر فسفری مورد تابش اشعه ایكس قرار گرفت یك تصویر مـجازی به صورت توزیع مكانی الكترون‌هایی كـه بـه سـطـح انـرژی بـالاتـر جـابجا شده و به دام افتاده‌اند روی آن‌ها ایجاد می‌شود.

 

 

در پروسه بازسازی تصویر از نورلیز He-Ne بـــرای تــحـــریـــك الـكـتــرون‌هــای مــذكــور بــرای برگشت به سطح انرژی اولیه‌، استفاده می‌شود، كه این برگشت با از دست دادن انرژی به صورت نور مرئی انجام می‌شود (شكل 2).تابش مذكور كـه از نـوع PL است با انرژی پرتو ایكس جذب شده متناسب خواهد بود.
ایـن نـور تـوسـط عـنـاصـر خاص دریافت و به مــجــمـــوعـــه‌ای از اطــلاعــات دیـجـیـتــال تـبــدیــل می‌شود كه برای ساخت تصویر مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.
برخلاف بسیاری انواع فسفرها، اطلاعات ضبط شده در صفحه تصویر دستگاه‌های CR برای ساعت‌ها، بسته به میزان اكسپوز و شرایط نگهداری ماندگاری دارد.
هـمــان‌گــونــه كــه در شـكـل 2 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 اسكن می‌كند.
الـگـوی نـوری دوبـعـدی كـه بـه این روش به‌دست می‌آید توسط تقویت‌كننده‌های نـوری یا فتودیودها گرفته می‌شود و به صورت لگاریتمی تقویت و سپس توسط یك مبدل آنالوگ به دیجیتال 8 تا 14 بیتی دیجیتال می‌شود.
برای داشتن دامنه تغییرات گسترده‌ای در سطوح كنتراست رادیوگرافی قفسه سینه، به صورت نوعی حداقل بین 10 تا 12 بیت برای هر پیكسل مورد نیاز است .در شكل 3 نحوه تشكیل تصویر مخفی روی صفحه تصویر ،بازخوانی و پاك شدن و آماده شدن برای استفاده مجدد آن به صورت شماتیك نشان داده شده است.
ساختمان‌ CRو عملكرد اجزا
اجزای اصلی یك سیستم CR عبارتند از:
*كاست و صفحه تصویر
*باركدخوان یا اجزاء مشابه با نام‌های متفاوت
*كاست‌خوان
*پردازشگر تصویر
*ایستگاه كاری
فـرایـنـد تـصـویربرداری در سیستم CR بسیار شبیه به دستگاه‌های رادیولوژی سنتی است. به جزاین‌كه به جای فیلم جهت ساخت و تشكیل تصویر مخفی از یك صفحه خـاص ازجـنـس فـسفر، به‌عنوان صفحه تصویر استفاده می‌شود.
ایـــن صـفـحــه در داخــل یــك كــاســت خــاص قرارمی‌گیرد. ابعاد كاست CR به نحوی طراحی و سـاخـتـه شـده اسـت كـه مـطـابق استانداردهای كاست‌های فیلم‌های مرسوم بوده، به نحوی كه بـدون نـیـاز به تغییر در سیستم‌های قدیمی قابل استفاده باشند (شكل4).
كاست CR در معرض پرتوهای عبوری ازبدن بـیـمــار قــرار مـی‌گـیـرد و بـه جـای بـردن فـیـلـم در تـــاریـــك‌خـــانـــه و ظــهـــور آن در مــحــلـــول‌هـــای شـیـمـیـایـی، بـایـد صـفـحـه تـصـویـر مـخـفی به یك اسـكـنـر كـامـپـیـوتـری (كـاسـت‌خوان) وارد شود. بـرای ایـن كـار كـاسـت كه حاوی صفحه تصویر اسـت، داخـل كـاسـت‌خـوان بـاز شـده و صـفـحـه تـصـویر توسط بیم لیزر اسكن شده و اطلاعات تـصـویـر مـخـفـی بـه صـورت اطـلاعـات دیجیتال تصویر بازیافت می‌شود. در بعضی موارد برای بـــــالا بـــــردن ســــرعــــت عــمــــل، دســتــگــــاه‌هــــای كـاسـت‌خوان با توانایی دریافت چند كاست به صورت هم‌زمان ساخته شده‌اند در شكل5  یك نـمــونـه دسـتـگـاه كـاسـت خـوان نـشـان داده شـده است.
پس از بازیافت اطلاعات دیجیتال تصویر در كـاسـت‌خـوان ایـن اطـلاعات جهت پردازش به كـنـســول یـا ایـسـتـگـاه كـاری سـیـسـتـم CR ارسـال مـی‌شـود كلیه تغییرات و اصلاحات لازم روی تـصــویــر در ایــن مــرحـلــه تــوسـط نـرم‌افـرازهـای پـردازش تـصـویـر (مـانـند )CAD انجام می‌شود و تـصــویــری كــه قــابـلـیـت گـزارش‌دهـی از طـریـق نمایش روی مانیتور تشخیصی را داشته باشد به دسـت مـی‌آیـد  یـا مـی‌توان آن را جهت چاپ به پرینتر ارسال كرد. پرینترهای به كار برده شده در این بخش می توانند از انواع پرینترهای لیزری و یا حرارتی باشند.


در كـنـار ایـن مـجـمـوعه دستگاه بار كد خوان وظـیـفـه انـتـقـال مشخصات هر بیمار بر روی هر كـــاســـت و تـعـیـیــن ایــن كــه هــر كــاســت حــاوی اطـلاعـات كـدام بـیمار است را به عهده دارد در شكل 6 اطلاعاتی كه ممكن است در این بخش تنظیم وثبت شوند نشان داده شده است.

به واسطه اینكه سیستم‌های CR به جابه جایی كاست و انتقال به كاست خوان نیازمندند ، روند كـاری بـه مـیـزان قـابـل مـلاحـظـه ای  نـسـبـت بـه سـیـسـتـم فـیـلـم مـرسوم بهبود  نمی یابد، در شكل 6 به صورت  نمادین روندنمای كار در یك سیستم CR نشان داده شده است.

علی رغم این كه 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 كـار و قـیـمـت عـمـومـا پـایـیـن و كـیـفـیت تصویر آن‌هاكه قابل رقابت با سـیـسـتـم‌هـای فـیـلـم اسكرین مرسوم است مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این ، صـفـحـات دتـكـتـور CR پـرتـابـل  هـسـتـنـد، بـنـابـرایـن بـهـتـرین گزینه برای دیجیتال كردن رادیولوژی های پرتابل هستند.
تحولات اخیر در تكنیك ساخت دستگاه‌های CR مانند كاست‌خوان‌های دوتائی سیستم‌های CR با دو صفحه نمایشگر، لیزرهای پیشرفته‌تر برای خواندن كاست‌ها 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 یك اكسپوز و تنظیم میزان روشنایی برای عضو هدف در تصویربرداری و مستقل از ضخامت و عمق بافت می‌توان تصویری با كیفیت مطلوب به‌دست آورد. برخلاف سیستم‌های سنتی كه شرایط اكسپوز برای موارد مختلف بایستی مورد به مورد تغییر كند  با استفاده از سیستم‌های CR تعداد اكسپوز‌های تكراری كه در اثر اكسپوزهای با شرایط بالا یا پایین و در نتیجه خرابی تصاویر، بایستی انجام داد كاهش قابل ملاحظه‌ای می‌یابد.
 * تصاویر قابلیت ضبط روی حافظه‌های كامپیوتری یا انتقال به سایر سایت‌ها در نقاط مختلف را دارد.
 * دستیابی به كیفیت بالای تصاویر در شرایط مساوی با سیستم‌های سنتی
* كاهش دز دریافتی، مشخصه WEL در صفحات تصویر، در بسیاری موارد، این امكان را فراهم می‌كند كه با یك اكسپوز تمام اطلاعات تشخیصی توسط كاربر اخذ شود. همچنین این واقعیت كه حساسیت این صفحات در حدود ده بـرابـر بـیـشـتـر از حـسـاسـیـت فـیـلـم‌هـای رایـج در سیستم سنتی است، باعث می‌شود اكسپوزها با شرایط پایین‌تر (مخصوصا از نظر زمانی) انجام شـده و در نـتـیـجـه باعث كاهش دز جذبی بیمار شـود. هـمان‌طور كه در شكل 8 نشان داده شده است محدوده دینامیكی صفحات تصویر مخفی فـسـفـری بـسـیـار گـسترده‌تر از فیلم‌های مرسوم اسـت. ایـن پـارامـتـر دست كاربر را در كاهش  یا تنظیم شرایط اكسپوز باز می‌گذارد.
در خـصـوص مـعـایـب سـیـسـتـم رادیـوگـرافـی محاسبه‌ای می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
*در این سیستم‌ها كاهش دز در مقایسه با سـیـسـتـم‌هـای رادیـوگـرافـی دیـجیتال خیلی زیاد نـیـسـت. زیـرا سـیستم‌های CR در ضریب تبدیل كوانتمی اشعه ایكس دارای محدودیت هستند، بـه ایـن دلیل كه تنها بخشی از نور تابشی توسط فـتـومـولـتـی ‌پـلـیـرهـا قـابـل آشـكـار شـدن هـستند. لایـه‌هـای فـسـفـری ضـخـیـم‌تـر بـازده كـوانـتـومی بهتری در مقایسه با لایه‌های نازك‌تر دارند ولی از رزولوشن نسبی كمتری برخوردارند به این معنی كه افزایش بازده كوانتومی با كاهش 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 مراكز درمانی دارد. از جمله طراحی و راه‌اندازی شبكه داخلی، ایجاد ایستگاه‌های كاری و ..
*حساسیت نسبی به پرتوهای پراكنده (لازم به ذكر است این عیب بیشتر در مقایسه با سیستم‌های رادیولوژی DR نمود پیدا می‌كند).
كـه الـبته بایستی تعدادی از موارد یاد شده را در زمره سرمایه گذاری‌های انسانی و تجهیزاتی قلمداد كرد و نه به عنوان معایب و نقاط ضعف پدیده CR  یا احیانا روش‌های جدیدتری نظیر DR  و . DDR
طول عمر و نگهداری از كاست‌های CR
طول عمر كاست CR بستگی به نحوه استفاده از آن دارد. اگر به صورت مناسب از كاست ها مراقبت شود با هر كاست می‌توان هزارها تصویر گرفت.
بهترین شیوه تمیز كردن كاست، استفاده از اتیل الكل و دستمال كاغذی یا گاز است. تمیز كردن قسمت screen كاست توصیه نشده است چون تمیز كردن آن با اتیل الكل بـاعـث خـراب شـدن آن می شود. بهتر است اتیل الكل مستقیما بر روی كاست ریخته نشود، بلكه پارچه آغشته به الكل روی كاست كشیده شود. بهتر است این كار به صورت ماهیانه انجام شود.
منابع

1- Computed Radiography in NDT
 http:/www.ndt.net
2- Digital Applications of Radiography
 http:/www.ndt.net/article/mendt 2005/Pdf/.Pdf
3- State-of-the-Art Digital Radiography
  Department of diagnostic Radiology
 university of Kansas Medical center
4- Computed Radiography in NDT Applications
 GE Inspection  technologies , Ber chem , Belgium
5- Kodak continues its Computed Radiography Innovation By Eastman Kodak Company August 2005.
6 - physics of computed radiography
Anthony Seibert , Ph.d. , university of California





داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 
Cialis online
دوشنبه 7 خرداد 1397 03:03 ق.ظ

Fine knowledge. Thanks.
generic cialis pro buy cialis online legal rezeptfrei cialis apotheke prices for cialis 50mg legalidad de comprar cialis generic cialis pill online achat cialis en europe cialis without a doctor's prescription viagra vs cialis prezzo di cialis in bulgaria
Tadalafil
سه شنبه 4 اردیبهشت 1397 05:28 ق.ظ

You actually explained it fantastically.
where to buy viagra online safely buy viagra online no prescription uk buy viagra tesco cheap generic viagra online pharmacy online pharmacy viagra generic buy herbal viagra where to buy cheap viagra how to buy viagra online safely how to order viagra pills buy viagra pills online uk
Cialis 20 mg
جمعه 17 فروردین 1397 09:06 ب.ظ

Truly a lot of excellent tips!
cialis pas cher paris cialis 20mg rezeptfrei cialis apotheke canadian cialis buy name brand cialis on line venta cialis en espaa generic cialis cialis pills we recommend cheapest cialis costo in farmacia cialis
Cialis prices
جمعه 3 فروردین 1397 06:00 ب.ظ

Superb information. Thanks.
low cost cialis 20mg online prescriptions cialis look here cialis cheap canada cialis purchasing cialis canadian drugs cialis flussig buy brand cialis cheap generic for cialis non 5 mg cialis generici cialis 5 mg para diabeticos
Cialis 20 mg
دوشنبه 28 اسفند 1396 12:39 ق.ظ

You've made your point.
cialis qualitat buy cialis online legal prezzo di cialis in bulgaria cialis lowest price achat cialis en suisse how much does a cialis cost we choice cialis pfizer india cialis prices we choice cialis uk buy cheap cialis in uk
stormborn war of legends hack
چهارشنبه 9 اسفند 1396 12:09 ق.ظ
روش عالی توصیف، و مقاله دلنشین
برای دریافت اطلاعات در مورد موضوع ارائه من، که من قصد دارم به ارائه در مدرسه.
abed
پنجشنبه 14 دی 1396 02:54 ب.ظ
سلام.اطلاعاتتون خیلی خوب و جامع بود اما متاسفانه تصاویری ک گذاشتید هیچ کدوم باز نمیشه..اگه امکانش هست تصاویر را برایم ایمیل کنید.با تشکر
Nintendo Switch Giveaway
سه شنبه 7 آذر 1396 07:02 ب.ظ
سلام! کسی که در گروه فیس بوک من این وب سایت را با این سایت به اشتراک گذاشت
ما به این نتیجه رسیدیم. من قطعا از آن لذت می برم
اطلاعات من نشانه گذاری می کنم و این را به من می گویم
پیروان طراحی فوق العاده وبلاگ و طراحی فوق العاده.
Can you lose weight by doing yoga?
دوشنبه 16 مرداد 1396 10:54 ب.ظ
I am really enjoying the theme/design of your weblog.

Do you ever run into any browser compatibility problems?
A few of my blog visitors have complained about my website not working correctly in Explorer but looks great in Firefox.
Do you have any ideas to help fix this problem?
Brenna
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 08:02 ق.ظ
This article presents clear idea for the new visitors of blogging, that genuinely how to do running a blog.
BHW
جمعه 1 اردیبهشت 1396 04:10 ب.ظ
Hi, all the time i used to check website posts
here in the early hours in the morning, because i enjoy to learn more and more.
ali
دوشنبه 9 تیر 1393 06:39 ب.ظ
خوب بود ولی ممکنه برام ایمیلش کنید
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




Admin Logo
themebox Logo