تحقیق در مورد دستاوردهای رادیوگرافی محاسبه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .docx ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 4 صفحه

 قسمتی از متن .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 دیجیتالیکی 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 CRکه 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 1973 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 تصویرسـیـسـتــم‌هــای 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.درشـکـل1) 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 2).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 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 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 8 تا 14 بیتی دیجیتال می‌شود. برای داشتن دامنه تغییرات گسترده‌ای در سطوح کنتراست رادیوگرافی قفسه سینه، به صورت نوعی حداقل بین 10 تا 12 بیت برای هر پیکسل مورد نیاز است .در شکل 3 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 اجزااجزای اصلی یک سیستم CR عبارتند از:*کاست و صفحه تصویر*بارکدخوان یا اجزاء مشابه با نام‌های متفاوت*کاست‌خوان*پردازشگر تصویر*ایستگاه کاریفـرایـنـد 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 (شکل4).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 شکل5  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 6 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 6 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 8 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  و . DDRطول عمر و نگهداری از کاست‌های CRطول عمر کاست CR بستگی به نحوه استفاده از آن دارد. اگر به صورت مناسب از کاست ها مراقبت شود با هر کاست می‌توان هزارها تصویر گرفت.بهترین شیوه تمیز کردن کاست، استفاده از اتیل الکل و دستمال کاغذی یا گاز است. تمیز کردن قسمت screen کاست توصیه نشده است چون تمیز کردن آن با اتیل الکل بـاعـث خـراب شـدن آن می شود. بهتر است اتیل الکل مستقیما بر روی کاست ریخته نشود، بلکه پارچه آغشته به الکل روی کاست کشیده شود. بهتر است این کار به صورت ماهیانه انجام شود.منابع

1- Computed Radiography in NDT http:/www.ndt.net2- Digital Applications of Radiography  http:/www.ndt.net/article/mendt 2005/Pdf/.Pdf3- State-of-the-Art Digital Radiography  Department of diagnostic Radiology university of Kansas Medical center4- Computed Radiography in NDT Applications GE Inspection  technologies , Ber chem , Belgium5- Kodak continues its Computed Radiography Innovation By Eastman Kodak Company August 2005.6 - physics of computed radiographyAnthony Seibert , Ph.d. , university of California