سي تي اسکن چيست

[Babak Radfar]

سي تي اسكن (CT-SCAN)

چيست؟



ريشه لغوي

اين شيوه تصوير برداري در حقيقت به معني تصوير گيري مقطعي و عرضي از اعضاي بدن مي‌باشد. اما داراي اسامي مختلفي است كه از آن جمله مي‌توان به
CAT
مخفف كلمات
Computerized Axial Tomography
به معني توموگرافي كامپيوتري محوري مي‌باشد.
CTAT
مخفف كلمات
Computerized trans Axial Tomography
به معني توموگرافي كامپيوتري عرضي محوري مي‌باشد.
CTR
مخفف كلمات
computerized trans Recanstration ، CDT
مخفف كلمات
computerized Digital Tomography
به معني توموگرافي ديجيتالي كامپيوتري مي‌باشد. اما نام ترجيحي آن كه در كتابها و كاربردهاي پزشكي بكار مي‌رود كلمه CT اسكن مخفف كلمات
computerized tomography scan
مي‌باشد كه كلمه scan اسكن به معني تقطيع كردن و واژه توموگرافي از Tomo به معني برش يا قطعه و
graphy
به معني شكل و ترسيم است، گرفته شده است. در اصل به معني تصويرگيري از برشهاي قطع شده از يك عضو به صورت كامپيوتري مي‌باشد.

اگر با يك درخواست سي‌تي اسكن ، به بخش سي‌تي اسكن يك بيمارستان مراجعه كرده باشيد، شايد براي شما اين سوال پيش آمده باشد كه فرو رفتن در يك دستگاه تونل مانند و بي حركت ماندن براي مدتي در داخل آن شما را دچار دلهره مي‌كند يا نه. آيا با توجه به اخبارهاي راديو و تلويزيون راجع به خطرات اشعه ايكس خطري شما را تهديد مي‌كند يا نه؟ يا اينكه چگونه يك كارشناس راديولوژي بعد از قرار دادن شما در داخل دستگاه خود به اتاق ديگري رفته و از پشت يك شيشه بزرگ و يك كامپيوتر چه كاري انجام مي‌دهد و با بلندگو با شما صحبت مي‌كند؟

تاريخچه

در سال 1917 ميلادي يك رياضيدان اتريشي به نام رادون
(J.Radon)
ثابت كرد كه يك شيئي دو يا سه بعدي را مي‌توان با گرفتن بي‌نهايت عكس از آن در جهات مختلف به تصوير كشيد كه پايه‌اي براي سي‌تي اسكن محسوب مي‌شد. در سال 1956 دانشمندي به نام بارسول
(Barcewell)
نقشه خورشيدي از تصاوير شعاع‌ها درست كرد. در سال 1961 الدندرف
(oldendorf)
و در سال 1963 آلن كورمارك
(Allencormarck)
انديشه‌هايي از سي‌تي اسكن را فهميده و مدلهايي در حد آزمايشگاهي ساخته‌اند. در سال 1968 كول (kuhl) و ادواردز (Edwords) يك دستگاه اسكن مكانيكي براي تصويري از هسته ساخته‌اند كه موفق بودند. اما نتوانستند كار خود را در حد راديولوژي تشخيصي ، توسعه دهند. تا اينكه در سال 72-1970 اصول رياضي گفته ‌شده توسط رياضيدان انگليسي
(God feryhaunsfield)
بكار گرفته شد و توانست يك دستگاه سي‌تي اسكن را بسازد و جهت مصرف باليني معرفي كند. در سال 1979 جايزه نوبل بطور مشترك به پروفسور آلن كورمارك و گاد فري هانسفيلد تعلق گرفت.

سير تحولي و رشد

مانند تمام رشته‌هاي تصوير گيري پزشكي (راديولوژي) دستگاه‌هاي سي‌تي اسكن بطور مداوم تغيير كرده و بوسيله كارخانه‌ها و سازندگان مختلف پيش رفته است. دستگاه اوليه كه بوسيله هانسفيلد و توسط شركت
EMI
ساخته شده بود، فقط براي ارزيابي مغز طراحي شده بود، كه دستگاه نسل اول يا EMI نام داشت. مدت‌ زمان كوتاهي نگذشت كه نسل دوم دستگاه‌هاي سي‌تي اسكن با امكانات بيشتر به بازار آمد و نسل سوم اين دستگاه‌ها با امكاناتي از جمله كم شدن زمان تصوير گيري معرفي شد. هم ‌اكنون نسل چهارم با سرعت خيلي بالا و امكانات بهينه و نتايج عالي موجود مي‌باشد.

ساختمان يك دستگاه سي‌تي اسكن

يك دستگاه اسكن توموگرافي كامپيوتري از يك ميز براي قرار گرفتن بدن بيمار ، يك گانتري كه سر بيمار در آن قرار مي‌گيرد، يك منبع توليد اشعه ايكس ، سيستمي براي آشكار كردن تشعشع خارج ‌شده از بدن ، يك ژنراتور اشعه ايكس ، يك كامپيوتر براي بازسازي تصوير و كنسول عملياتي كه تكنولوژيست راديولوژي بر آن قرار مي‌گيرد، تشكيل شده است.

اصول كار دستگاه سي‌تي اسكن

پس از اينكه بدن بيمار بر روي ميز و سر آن در گانتري قرار گرفت و شرايط دستگاه بر حسب ناحيه مورد تصوير برداري تنظيم شد، يك دسته پرتو ايكس توسط كوليماتور (محدودكننده دسته اشعه) به صورت يك باريكه در آمده و از بدن بيمار رد مي‌شود (پالس مي‌شود). مقداري از انرژي اشعه هنگام عبور از بدن جذب و باقيمانده اشعه با عنوان پرتو خروجي كه از بدن بيمار عبور مي‌كند توسط آشكار سازي كه مقابل دسته پرتو ايكس قرار دارد، اندازه ‌گيري شده و بعد از تبديل به زبان كامپيوتري در حافظه كامپيوتر ذخيره مي‌شود. بلافاصله پس از اينكه اولين پالس اشعه بطرف بيمار فرستاده و اندازه‌گيري شد و لامپ اشعه ايكس يك حركت چرخشي بسيار كم انجام داد، دسته پرتو ايكس دوباره پالس شده ، مجددا اندازه‌گيري مي‌شود و در حافظه كامپيوتر ذخيره مي‌گردد.

اين مرحله چند صد يا چند هزار بار بسته به نوع دستگاه تكرار مي‌شود تا تمام اطلاعات مربوط به عضو مورد نظر در حافظه كامپيوتر ذخيره شود. كامپيوتر ميزان اشعه‌اي را كه هر حجم معيني از بافت جذب مي‌كند، اندازه ‌گيري مي‌كند. اين حجم بافتي را واكسل
(Voxel)
مي‌نامند كه مشابه چند ميليمتر مكعب از بافت بدن مي‌باشد. در سي ‌تي ‌اسكن يك لايه مقطعي از بدن به اين واكسلهاي ريز تقسيم مي‌شود، كه با توجه به مقدار جذب اشعه‌اي كه توسط هر كدام از اين واكسلها صورت مي‌گيرد، يك شماره نسبت داده مي‌شود. اين شماره‌ها نيز بر روي تصوير كه بر صفحه تلويزيون مانند كامپيوتر مي‌افتد، يك چگالي با معيار خاكستري (از سفيد تاسياه) اختصاص داده مي‌‌شود.

نمايش هر كدام از واكسلها را بر روي مونيتور يك پيكسل
(Pixl)
مي‌گويند. يعني واكسلها حجم سه بعدي و پيكسلها دو بعدي مي‌باشند و هر چه تعداد پيكسلها بر روي مونيتور بيشتر باشد تصوير واضح‌تر و قابل تفكيك‌تر است. اعدادي كه با توجه به مقدار جذب اشعه به هر بافت اختصاص داده مي‌شود، را اعداد سي ‌تي يا اعداد هانسفيلد مي‌نامند. بطور مثال بافت چربي كمتر از بافت عضلاني و بافت عضلاني كمتر از بافت استخواني اشعه را جذب مي‌كند. بنابراين بطور مثال استخوان 400+ ، آب صفر و چربي 50 و هوا 500 مي‌باشد كه هر چه مقدار اين اعداد كمتر باشد، بر روي فيلم سي‌تي اسكن آن قسمت طبق معيار خاكستري بيشتر به سمت سياهي تمايل دارد و برعكس هرچه عدد سي‌ تي مثل استخوان بالا باشد تصوير به سمت سفيدي تمايل دارد. گاهي براي مشخص ‌تر
شدن اعضايي كه داراي چگالي شبيه به هم هستند از مواد كنتراست‌ زا استفاده

مي‌شود كه تفاوت را به خوبي مشخص كند



قاچاقچياني كه قصد قاچاق سلاحهاي هسته‌اي را دارند آنها در يك ورقه سربي به ضخامت دو سانتيمتر مي‌پوشانند و به اين ترتيب مانع از بيرون رفتن پرتوهاي راديو اكتيو آنها مي‌شوند.

قاچاقچياني كه قصد قاچاق سلاحهاي هسته‌اي را دارند آنها در يك ورقه سربي به ضخامت دو سانتيمتر مي‌پوشانند و به اين ترتيب مانع از بيرون رفتن پرتوهاي راديو اكتيو آنها مي‌شوند.

دستگاههاي اشعه ايكسي كه در گمركات مستقر است نمي‌توانند اين پرتوها را رد يابي كنند.

اين در حالي است كه بسياري از مواد طبيعي مانند مدفوع گربه، يا كاشيهاي سراميك يا ميوه‌اي مانند موز پرتوهاي ضعيفي از خود تشعشع مي‌كنند كه براحتي به وسيله دستگاههاي ايكس قابل رديابي است.

نگراني از عبور سلاحهاي خطرناك از مرزهاي هوايي و دريايي اداره امنيت ملي آمريكا را وادار ساخته تا با تخصيص بودجه‌اي به مبلع ‪ ۳۰۰ميليون دلار دستگاههاي ردياب پرتو در همه بنادر آمريكا كارگذاري كند.

اما اين بنادر به اعتقاد متخصصاني كه در ماه ژوئن امسال در برابر كميته سنا در خصوص امور امنيت ملي شهادت دادند، همچنان در برابر قاچاق مواد خطرناك آسيب پذير است.

حدود ‪ ۸۰درصد كانتينرهاي حاوي بار كه به بنادر آمريكا مي‌رسد به وسيله يك دستگاه مونيتور نصب شده در بندر يا مبدا ورودي بازرسي مي‌شوند و قرار است تا پايان سال جاري اين نوع بازرسي در مورد ‪ ۱۰۰درصد كانتينرها و محموله‌ها اعمال شود.

اما اشكال كار در اينجاست كه دستگاههاي اسكن نصب شده در بنادر خالي از خطا نيستند.

مشكل نخست آن است كه در حدود دو درصد از موارد اين اسكنرها زنگ خطر را به نحو اشتباه به صدا در مي‌اورند و محموله‌هاي بي‌خطر را به عنوان محموله‌هاي حاوي مواد خطرناك جاي مي‌دهند.

علت اين امر عمدتا آن است كه اين دستگاهها نمي‌توانند بين پرتو ساطع شده از بمب پلوتونيوم و پرتو پتاسيم ‪ ۴۰كه در موز يافت مي‌شود تمايز برقرار كنند. از اين بدتر آنكه اين دستگاهها از تشخيص اورانيوم غني شده عاجزند.

برخلاف پلوتونيوم كه نوترون و پرتو گاماي پرقدرت از خود ساطع مي‌كند كه پوشاندن و محصور كردن آن تقريبا غيرممكن است، اورانيوم غني شده تنها پرتو گاماي كم قدرت ساطع مي‌كند.

دستگاههاي مونيتور با استفاده از يك ورق پلاستيك به نام سينتيلاتور ‪ scintillatorوجود اورانيوم را تشخيص مي‌دهند. اين ورقه زماني كه پرتو اورانيوم به سطح آن مي‌خورد فوتون نور از خود بيرون مي‌دهد.

اين فوتونهاي نور را با يك مبدل به جريان برق تبديل مي‌كند و از روي شدت جريان ميزان اورانيوم را تشخيص مي‌دهند اما اگر اورانيوم در ورق سرب يا حتي درون چوب جا داده شده باشد تشخيص پرتو آن براي دستگاه تقريبا غير ممكن مي‌شود. در عين حال تبديل اورانيوم به بمب هسته‌اي به مراتب راحت تر از تبديل پلوتونيوم به بمب است.

دولت آمريكا در نظر دارد از سال آينده رديابهاي تازه‌اي موسوم به "دستگاههاي دروازه‌اي استروسكوپيك پيشرفته‪Portal Advanced Spectroscopic را براي رديابي مواد راديو اكتيو مورد استفاده قرار دهد. اين دستگاهها مي توانند ايزوتوپهاي راديو اكتيو را از يكديگر تمييز دهند و بين پلوتونيوم و پتاسيم ‪ ۴۰كه از موز متصاعد مي‌شود تفاوت بگذارند.

در اين دستگاهها به عوض سينتيلاتور از بلورهاي غير آلي نظير يد سديم استفاده مي‌شود اين بلورها نيز در هنگام برخورد پرتوها راديو اكتيو از خود فوتون متصاعد مي‌كنند.

اما انرژي اين فوتونها تابعي از انرژي پرتوهايي است كه از ايزوتوپهاي راديو اكتيو به آنها مي‌خورد. به اين ترتيب كار شناسايي ايزوتوپها ساده مي شود.

اما حتي اين نوع ردياب‌ها نيز نمي‌توانند اورانيوم را رديابي كنند .

ازين رو سازمان امنيت ملي آمريكا در صدد تكميل نسل تازه‌اي از فناوريهاي رديابي و غربالگري مواد هسته‌اي است كه محتواي محموله‌هاي تجاري را با ذرات پر انرژي بمباران مي‌كنند كه قادرند وارد پوششهاي محافظ مواد هسته اي شوند و آنها را اشكار سازند.

ذرات به كار گرفته شده در يك نوع از اين دستگاهها نوترونهاي پرقدرت هستند كه در هنگام برخورد با مواد راديو اكتيو واكشنهاي زنجيره‌اي متناسب با قدرت اين مواد به راه نمي‌اندازند اما مي‌توانند هسته اتم را به بخشهاي كوچكتر تقسيم كنند. اين اتمهاي تقسيم شده از خود پرتو گاما متصاعد مي سازند.

روش ديگر كه در آزمايشگاه ملي آيداهو در دست تكميل است عبارت است از بمباران كردن محموله‌ها با پرتو ايكس پرقدرت كه موجب شكست هسته اورانيوم و پلوتونيم مي‌شود و به دنبال نوترونهايي مي‌گردد كه در جريان عمل آزاد مي شوند.

هر دو فناوري ياد شده اكنون در مدلهاي اوليه با موفقيت مورد آزمايش قرار گرفته‌اند اما هر دو داراي محدوديتهاي هستند. نوترونها به وسيله مواد پر هيدروژن مانند چوب يا بنزين يا سوخت يا لباس پراكنده مي‌شوند در نتيجه پرتو تابيده شده از دستگاه اول نمي‌تواند به درون محموله‌هاي حاوي اين مواد نفوذ كند و پرتو دستگاه دوم نمي‌تواند از محموله خارج شود.

محققاني كه دو فناوري ياد شده را در دست تكميل دارند هر كدام راه هايي را براي رفع مشكل پيشنهاد كرده‌اند. اما يك گروه سوم از پژوهشگران بر اين باورند كه چون هر روز مقادير زيادي مواد حاوي هيدروژن از بنادر وارد مي‌شود بنابراين بهتر است به جاي استفاده از نوترون به سراغ فوتونها رفت و از آنها براي رديابي كمك گرفت. فوتونها از توانايي نفوذ بالاتري در مواد هيدروژني برخوردارند.

گروه اخير از محققان كه در دانشگاه ام آي تي مستقرند فناوري تازه اي را موسوم به تصويرنگاري با پرتو نور به واسطه تشديد هسته ‪nuclear ‪ resonance fluorescence imagingكه به اختصار ان آر اف آي ‪ NRFIناميده مي‌شود.

در اين دستگاه يك پرتو ايكس هسته همه اتمهاي موجود در محموله را تحريك مي‌كند. يك ردياب پرتو گاما اتمهايي را كه از خود فوتونهاي ساطع مي‌كنند اندازه مي‌گيرد و برحسب قدرت اين پرتو بدون آنكه موجب شكست هسته اتم شود نوع محموله را مشخص مي‌سازد.

دستگاه اخير مي‌تواند هم مواد راديو اكتيو و هم مواد غير راديو اكتيو را تشخيص دهد.

به اين ترتيب اين دستگاه مي‌تواند همه انواع محموله‌هاي قاچاق را شناسايي كند.

قرار است اين سه فناوري رقيب در پايان سال ‪ ۲۰۰۶با يكديگر مقايسه شوند و مناسب‌ترين انها براي استفاده در بنادر به كار گرفته شود
منبع گروه نابغه ها

[hamideht]

آقای رادفر خیلی خوشحالم تو گروهی هستم که کسانی عضو شدند که اینهمه اطلاعات عمومی منو افزایش میدهند ممنون از اینکه اینقدر فعالید من کلی استفاده کردم از تمام مطالبتون مرسی