دانلود مقاله رادیولوژی

عنوان درس : مدیریت خدمات درمانی

تعریف

تصویربرداری پزشکی و یا رادیولوژی تشخیصی (به انگلیسی: Diagnostic radiology یا Medical imaging) شاخه‌ای از فیزیک پزشکی می‌باشد.

سابقه «رادیولوژی» (پرتوشناسی) اطلاق بر رشته‌ای می شد که در آن از روش‌های پرتوی یونیزان استفاده می‌شد. اما امروزه «رادیولوژی» با علوم تصویری غیر پرتوی مثل ام آر آی نیز گاهی ترکیب میشود، و لذا با «تصویربرداری پزشکی» تقریبا هر دو به یک معنا اشاره دارند.

در تصویربرداری پزشکی برخی روش‌ها (همانند سی تی اسکن، ماموگرافی، و روش‌های مرسوم رادیوگرافی) از توزیع پرتوهای تابیده شدهٔ اشعه ایکس بر روی صفحات فیلم و یا شمارشگرها و یاگیرنده‌های دیگر دیجیتالی تشکیل تصویر می‌دهند. اما در برخی روشهای دیگر (همانند ام آر آی و سونوگرافی و مقطع‌نگاری همدوسی اپتیکی) از روش‌های غیر پرتوی یونیزان استفاده می‌گردد.

تاریخچه رادیولوژی

کشف اشعه ایکس توسط , ویلهلم کنراد رونتگن و همزمان با آغاز Musculoskeleta Radiology بود. بطوریکه اولین رادیوگرافی از انسان ، از دست خانم Bertha ، همسر رونتگن ، در 22 دسامبر 1895 بعمل آمد . رونتگن دراولین روز سال 1896 گزارشی از تحقیقات اولیه خود و اولین تصویر X-Ray به دانشگاه های اروپا فرستاد که باعث شور و هیجان خاصی شد . در 13 ژانویه در یک نمایش اختصاصی و غیر رسمی دستاورد خود را به نمایش گذاشت.

بعد از اصرارهای زیاد از طرف دانشگاه ها، رونتگن ، در 23 ژانویه 1896 درسالن سخنرانی انستیتو فیزیک Wurzburg درمورد کشف خود سخنرانی کرده از دست پرفسور آناتومی آقای von Kolliken ، رادیوگرافی کرد که باعث شد پرفسور، رونتگن را مورد تمجید و ستایش قرار بدهد و پیشنهاد کرد که پدیده جدید را اشعه رونتگن بنامند. بنابراین توسط تصویربرداری از دست با استفاده از اشعه ایکس، رشته تخصصی پزشکی رادیولوژی در آن زمان بوجود آمد.

اولین اشعه X از لوله کروکس که دیواره آن شیشه ای بود، تولید می شد که این لوله ها آند نداشتند. اگر چه نتایج شگفت انگیز بود ولی تقریبا" غیر رضایت بخش بودند. درعرض چندین هفته محققان زیادی برای بهبود تکنیک ها وتصاویر حاصل از استخوان ، تلاش و کوشش کردندکه درطول ماههای آخر سال 1896 دو تکنولوژی مهم بوجود آمد. اولی طراحی تیوب توسط Sil Habert Jackson بود که یک صفحه پلاتینیوم را درمرکز لوله کروکس با کاتد خمیده ، قرار دارد. که اشعه های کاتد یک رابر روی یک نقطه کوچک در Target متمرکز می کرد که سریعا" مورد پذیرش همگان قرار گرفت که ازاین تیوب تصاویر شفاف رادیوگرافی حاصل می شد از این نوع تیوب ها در بازار لندن درهمان سال فروخته شد. دومی ، اسکرین های فلوروسنت بود. ادیسون با سعی در گسترش تکنولوژی اسکرین ، اعتبار زیادی به آن بخشید.

او هزاران کریستال رامورد آزمایش قرار داد و نهایتا" تنگستات کلسیم را پیشنهاد نمود البته بعلت دانه دانه بودن تصاویر که سبب غیر یکنواختی اسکرین می شد سریعا" مورد پذیرش قرار نگرفت .در سال 1898 از 17 دستگاه رادیولوژی در بیمارستان های عمومی و کشتی بیمارستانی ، درجنگ بین آمریکا- اسپانیا، استفاده شد که در بدو شروع جنگ جهانی رادیولوژی هنوز به بلوغ کامل نرسیده بود. جنگ باعث شد تا تلاش و کوشش های فراوانی برای تربیت رادیولوژیست بعمل آید و نیز باعث استانداردشدن ، قابل دسترس بودن و ایمنی تجهیزات شد و نهایتا" منجر به گسترش تکنولوژی فلوروسکوپی شد

بعد از ماههای اولیه کشف اشعه X که همراه با تجربیات مجذوب کننده و کاربردی بود بعضی ار کاربران متوجه تغییرات در پوست به سبب کاربرد زیاد اشعه X شدند . این تغییرات پوستی، در دست بوجود آمد چون پرتوکاران اولیه ازدست بعنوان وسیله ای برای پخش میزان قدرت نفوذپذیری تیوب استفاده می کردند. چندین نفر دراوایل جان خود را از دست دادند که یکی از آنها Mihran Krikor kassabian از فیلادلفیا بود که وی یکی از پیشکسوتان رادیولوژی و فردی محقق دانشمند بود که از وی بعنوان اولین شهید رادیولوژی اسم برده شده است .

تقسیم بندی رادیولوژی پزشکی

رادیولوژی پزشکی بر حسب این که از چه عاملی در آن استفاده می‌شود به دو رشته تخصصی بزرگ تقسیم می‌شود: یکی پزشکی هسته‌ای که اساس کار آنها روی مواد رادیواکتیو است و دیگری رادیولوژی که مبنایی روی اشعه ایکس و ویژگیهای گوناگون آن دارد ، که در اینجا بر روی رادیولوژی مبنای اشعه متمرکز می شویم.

نگاهی به فیزیک X_RAY

بدن انسان شامل بافت ها و ارگان های مختلف از جمله آب، استخوان، خون، چربی و ... است که باید بتوان بنحوی در تصاویر گرفته شده، این قسمت ها را متمایز کرد. تا قبل از کشف اشعه X  توسط رونتگن هیچ کوششی در جهت ایجاد تصویری از بدن صورت نگرفته بود. اغلب سیستم های اصلی که در تصویربرداری با اشعه X  مورد نیازند ، در 20 سال اول کشف این اشعه، ابداع و به خدمت گرفته شدند و از سال 1930 به بعد اغلب کوشش ها روی بهبود سیستم ها و روش های بالا بردن کیفیت تصویر متمرکز شده و سیستم کلی رادیوگرافی تغییر چندانی نکرده است.

تولید اشعه X

دستگاه اشعه X از 4 قسمت اصلی تشکیل شده است :

1- منبع الکترون -2- لامپ خلاء -3- منبع ولتاژ بالا برای شتاب دادن به الکترون -4-هدف یا آند.

الکترون های بکار گرفته شده برای تولید اشعه X در اثر گسیل ترمودینامیکی تولید میشوند.وقتی جسمی حرارت داده میشود،الکترون ها شروع به ارتعاش میکنند و جسم منبسط می شود.قبل از رسیدن به نقطه ذوب،ارتعاش الکترون های سطحی کافیست تا باعث شوند آنها سطح را کاملا" ترک کنند.وقتی آنها سطح را ترک می کنند،سطح دارای بار مثبت می شود و باعث می شود که الکترون های کنده شده در اثر جاذبه الکتروستاتیکی به سمت جسم کشیده شوند. حال اگر روبروی سطحی که حرارت داده می شود الکترودی با پتانسیل مثبت نسبت به آن بگذاریم الکترون های رها شده از سطح گرم،توسط الکترود با پتانسیل مثبت جذب می شوند.لامپ اشعه x هم به همین ترتیب عمل می کند. جریان الکتریکی با عبور از رشته پشت سطح c که به آن کاتد می گوییم،باعث گرم شدن کاتد و رها شدن الکترون های سطح آن می شود بین سطح A که به آن آند می گوییم و کاتد توسط منبع ولتاژ بالا،اختلاف پتانسیل زیادی ایجاد می شود که باعث می شود آبشاری از الکترون ها از کاتد گرم به آند مثبت سرازیر شود. به این آبشار الکترونی اشعه کاتدیک می گویند. اشعه کاتدیک در امتداد خط راست حرکت می کند،بار الکتریکی منفی دارد و حامل انرژی است .

تابش ترمزی

الکترون تحت تاثیر نیروی ناشی از برخورد نزدیک با اتم سنگین از مسیر مستقیم منحرف می شود و مسیر منحنی را تحت تاثیر نیروی مرکزی طی می کند و در نتیجه شتاب می گیرد. نظریه کلاسیک الکترومغناطیسی پیشگویی می کند هر بار الکتریکی شتابداری، انرژی الکترومغناطیسی تابش می کند . پس الکترون منحرف شده و بنابراین شتابدار، شروع به تابش می کند . تابشی را که در چنین برخوردی تولید می شود، تابش ترمزی می نامند .

 هر الکترون اشعه کاتدیک که به آند برخورد می کند، امکان دارد با انتهای هدف تعدادی برخورد تابش ترمزی انجام دهد و در برخوردهای مختلف، انرژی های متفاوتی یا به عبارتی فرکانس های متفاوتی را تابش کند که همان اشعه X است. .

نکته علمی

پس از توضیح چگونگی تولید پرتو X  ذکر یک نکته مفید خواهد بود. وقتی اشعه کاتدیک به آند برخورد می کند ، تنها بخشی از انرژی اش به انرژی فوتون های پرتو X تبدیل میشود و قسمت بیشتر انرژی اش به گرما تبدیل می شود.از آنجا که این انرژی روی سطح کوچک آند متمرکز می شود می تواند باعث گرم شدن بیش از اندازه آند و حتی ذوب شدن آن شود.به عنوان مثال اگر شدت جریان الکترونی برخورد کننده به آند A1 باشد و پتانسیل شتاب دهنده kv100 ، توان در آند برابر است با kw100 . اگر چنین توانی 1 ثانیه روی آند نگه داشته شود، آنرا ذوب می کند. مهندسان برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد آند ، سطح آند را افزایش دادند .

راهی دیگر  برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد آند ، استفاده از آند چرخان است که توسط باورز اختراع شد . در این روش سرعت چرخش طبیعی آند 3600 دور در دقیقه است . چرخش سبب می شود گرما در سطح وسیعی از آند پخش شود .

اصول رادیولوژی:

رادیولوژی پزشکی واقعی یا رنتگنولوژی به دو بخش رادیولوژی تشخیصی و رادیولوژی درمانی تقسیم بندی می‌شود. رادیولوژی تشخیصی شامل رادیوگرافی، فلوروسکوپی و توموگرافی کامپیوتری (ct-scan) می‌باشد. رادیولوژی درمانی درباره دستگاههای رادیوتراپی ، مقادیر درمانی در تابش پرتوها و حساسیت بافتی در برابر پرتوها ، بحث می‌کند.

دستگاههای رادیولوژی:

اشعه ایکس یا رنتگن در طبیعت زیاد وجود ندارد و برای کاربرد پزشکی ، این پرتوها باید بوسیله لامپهایی که برای این منظور ساخته شده‌اند تولید شود. در لامپ مولد اشعه ایکس که ظاهری شبیه لامپهای کاتودیک دارد، با بمباران الکترونی قطعه فلز مقاوم و کوچکی که از جنس تنگستن در قطبی از لامپ به نام کانون قرار گرفته ، ترازهای انرژی الکتریکی در این فلز بهم می‌خورد و انرژی ناشی از جابجایی الکترونها به صورت اشعه ایکس بیرون می‌آید. الکترون هایی که استفاده می‌شوند از سیم پیچ کوچکی در قطب منفی لامپ تولید می‌شوند و با استفاده از خلاء درون لامپ و تحت تأثیر اختلاف پتانسیل که از یک ژنراتور تولید می شود، به کانون لامپ برخورد می‌کنند.

رادیولوژی

شکل کلی دستگاههای رادیولوژی بسته به اینکه به چه منظوری (تشخیصی یا درمانی) ساخته شده باشند، فرق می‌کند. ولی بطور کلی در یک دستگاه رادیولوژی عمومی لامپ تولید کننده اشعه ایکس با بازویی به پایه‌ای که می‌تواند در مسیرهای مختلف حرکت کند وصل شده تا بتوان اشعه ایکس را بطور دلخواه در جهات متفاوت متمرکز نمود. در این دستگاهها گذشته از امکاناتی که برای پرتو درمانی و یا تابش پرتوها برای عکسبرداریها فراهم شده است، گاهی وسایلی نیز برای رؤیت همزمان تصویر قسمتی از بدن که مورد تابش اشعه قرار گرفته ، استفاده می‌شود. (دستگاه فلوروسکوپی)

اکنون به بررسی این دستگا ها می پردازیم: