كاربرد سی تی اسكن اسپيرال در تصويربرداری پزشكی

توسط: نویسنده | برچسب ها: | دیدگاه ها: 2 | آوریل 14th, 2017

يك پژوهشگر شركت EMI در ميدلسكس انگلستان، ابداع يك روش تصويربرداری و انقلابی نو را اعلام كرد كه او آن را «اسكن‌گيری عرضی محوری كامپيوتريزه» ناميد.

در كنگره سالیانه انیستیتو رادیولوژی بریتانیا در آوریل ۱۹۷۲، هانسفیلد یك پژوهشگر شركت EMI در میدلسكس انگلستان، ابداع یك روش تصویربرداری و انقلابی نو را اعلام كرد كه او آن را «اسكن‌گیری عرضی محوری كامپیوتریزه» نامید. فكر اساسی آن كاملا ساده بود: یك مقطع نازك از سر (یك لایه توموگرافیك) از زوایای متعدد به‌وسیله یك شعاع نازك اشعه ایكس امتحان شده، اشعه منتقل شده بوسیله یك دتكتور (آشكارساز) اندازه‌گیری شده بود و برای تحلیل به‌وسیله الگوریتم ریاضی به كامپیوتر داده و به‌صورت تصویر توموگرافیك بازسازی گردیده بود. تصویر به‌دست آمده خصوصیات جالب توجهی داشت كه قبلا هرگز در تصویرهای رادیوگرافی دیده نشده بود. این تصویر اختلاف رادیوگرافیك بین بافت‌های نرم مختلف را به خوبی نشان می‌داد. لخته خون، ماده خاكستری مغز، ماده سفید مغز،CSF و تومورها به صورت عناوین جداگانه‌ای ظاهر شدند.
با اینكه دستگاه‌های نسل ۳ و۴ با حذف حركات عرضی، سرعت انجام اسكن را به نحو بارزی افزایش دادند، ولی هنوز این زمان برای انجام برخی اعمال پیشرفته بیش از حد طولانی بود. اولا برای بی‌حركت شدن بدن بیمار در زمان انجام اسكن می‌بایست بیمار در هر بار گردش تیوب بیمار تنفس خود را نگاه دارد كه در مورد برخی بیماران امكانپذیر نیست و حتی در مورد بیمارانی كه قادر به همكاری مناسب هستند هر بار نگهداشتن تنفس و انجام یك اسكن حدود نیم دقیقه طول می‌كشد، بنابراین برای تهیه ۳۰ مقطع حدود ۱۵-۱۰ دقیقه زمان نیاز است كه بسیار طولانی به‌نظر می‌رسد؛ ثانیا در مورد برخی تصویربرداری‌های تخصصی مانند سی‌تی‌اسكن دینامیك لازم است پس از تزریق ماده حاجب ارگان مورد نظر مانند كبد یا كلیه ها با فاصله هر چند ثانیه اسكن شوند تا روند عبور ماده حاجب از این اعضاء بررسی گردد و یا در انجام سی تی آنژیوگرافی لازم است پس از تزریق ماده حاجب كل طول رگ مورد نظر با سرعت بسیار بالا اسكن شود و دستگاه مسیر عبور ماده حاجب را با همان سرعت گردش خون دنبال كند.
دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن اسپیرال به‌دنبال احساس نیاز به دستیابی به سرعت‌های بالا طراحی شدند. در این دستگاه‌ها تیوب مولد اشعه ایكس به‌جای گردش‌های مقطعی جداگانه و انجام اسكن‌های تك تك، به‌طور یكنواخت شروع به دوران دائم كرده و همزمان بیمار از میان حلقه دستگاه عبور می‌كند؛ در نتیجه اشعه ایكس به‌صورت مارپیچی و مانند یك فنر(Helical – Spiral)  از بدن بیمار عبور و كل ناحیه مورد نظر را سریعا و طی فقط چند ثانیه اسكن می‌كند. با اینكه دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن اسپیرال تقریبا همان ساختمان كلی دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن معمولی را دارند، ولی قابلیت انجام اسكن‌های سریع و فوق سریع باعث تحولی چشمگیر در موارد استفاده از سی‌تی‌اسكن و تصویربرداری‌های مدرن شده است.
در دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن به‌علت ابعاد كوچك حلقه میانی دستگاه (Gantry) بیمار تنها می‌تواند در حالت خوابیده وارد دستگاه شود و لذا اسكن تنها در مقاطع آگزیال امكانپذیر است (بر خلاف MRI كه در جهات دلخواه تصویر تهیه می‌شود). در بسیاری از موارد برای تشخیص دقیق محل و شكل عضو یا ضایعه، تصاویر آگزیال كافی نیست و تصاویر كرونال و ساژیتال برای درك فضایی موقعیت مورد نظر كمك زیادی می‌كند. در این موارد می‌توان تصاویر آگزیال موجود را توسط كامپیوتر دستگاه آنالیز كرد و تصاویر را به‌صورت ساژیتال یا كرونال بازسازی (Reconstruction) نمود. به این صورت كه دستگاه اطلاعات حاصل از یك ناحیه خاص را از تمام مقاطع گرفته و آنها را به هم وصل می‌كند و یك تصویر جدید در جهت مورد نظر می‌سازد. بازسازی تصاویر در سی‌تی‌اسكن های نسل های ۳و۴ نیز امكان‌پذیر است، ولی چون تصاویر تهیه شده مقطع به مقطع و جدا از هم می‌باشند، تصاویر بازسازی شده حالت غیرممتد و پله‌پله دارند و جزییات در آنها به‌خوبی مشاهده نمی‌شوند؛ ولی دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن اسپیرال به خاطر اسكن یكنواخت از یك ناحیه و داشتن اطلاعات از كل حجم ناحیه مورد نظر، بازسازی تصاویر را به نحو دقیق‌تری انجام داده و كیفیت تصاویر بالا و یكنواخت است و همانند تصاویر آگزیال اصلی می‌توان از آنها استفاده نمود. به عنوان مثال برای بازسازی تصویر یك منظره گسترده به صورت پانورامیك می‌توان با دوربین عكاسی چند عكس مجاور هم از منظره مورد نظر گرفت و پس از ظهور، آنها را به هم چسباند (بازسازی در سی‌تی‌اسكن معمولی) و یا می‌توان با یك دوربین فیلمبرداری كل  منطقه را از یك سمت به سمت دیگر به‌طور یكنواخت فیلمبرداری كرد (بازسازی در سی‌تی‌اسكن اسپیرال).
اطلاعات بسیار زیاد از كل حجم مورد بررسی در دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن اسپیرال، علاوه بر بازسازی‌های معمولی در جهات استاندارد ساژیتال یا كرونال، ما را قادر می‌سازد كه تصاویر را به صورت‌های دیگر نیز بازسازی كنیم. روش‌های گوناگون بازسازی تصاویر به‌صورت سه بعدی، یكی از قابلیت‌های شگفت‌آور دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن اسپیرال جدید است كه علاوه بر سرعت بسیار بالای اسكن مرهون پیشرفت علم كامپیوتر و قابلیت انجام محاسبات پیچیده فراوان در مدت زمان كوتاه می‌باشد كه لازمه چنین بازسازی‌هایی است.
اضافه شدن نرم‌افزارهای پیشرفته سه‌بعدی‌سازی و امكاناتی نظیر‌MIP،SSD  وVRI  این امكان را به ما می‌دهد كه كل بدن را به صورت یك حجم واحد در اختیار داشته باشیم و بتوانیم اعضای مورد نظر را به‌صورت سه‌بعدی و در موقعیت واقعی نسبت به هم به تصویر بكشیم و سایر اعضا را كه مورد نظر نیستند از تصویر حذف كنیم. تصاویر را می‌توان به همان حالت سه‌بعدی به حركت درآورد و از كلیه زوایا به آن نگاه كرد. این قابلیت‌ها به‌خصوص در مورد توده‌های فضاگیر با اشكال پیچیده بسیار كاربرد دارد و در درك شكل آنها و موقعیت و ارتباط‌شان با اعضای مجاور و تعیین ماهیت و منشا‌ء آنها كمك‌های شایانی می‌كند.
سی‌تی آنژیوگرافی یكی از روش‌های بسیار پركاربرد است. در این روش پس از تزریق ماده حاجب، سی‌تی‌اسكن در زمان مناسب انجام شده و عروق مورد نظر انتخاب و بازسازی می‌شوند. با استفاده از این روش دیگر نیازی به كاتتریزاسیون بیمار نیست و تنها با انجام سی‌تی‌اسكن، تصویر عروق مورد نظر با كیفیت مناسب به دست می‌آید.
نرم‌افزارهای خاصی طراحی شده اند كه قادر به بازسازی سطح درونی اعضاء توخالی مانند روده ها، عروق و مجاری تنفسی می‌باشند و تصاویری مشابه تصاویر حاصل از اندوسكوپی ارائه می‌كنند. با این روش بدون نیاز به وارد كردن اندوسكوپ به داخل بدن بیمار و تنها توسط بازسازی تصاویر موجود در سی‌تی‌اسكن می‌توان تصاویر كولونوسكوپی، برونكوسكوپی و آرتروسكوپی ایجاد كرد كه به علت مشابهت آن به اندوسكوپی،Virtual Endoscopy  خوانده می‌شوند.
در چند سال اخیر با ساخت دستگاه های Multislice قابلیت تهیه چند مقطع همزمان تنها با یك دوران تیوب مولد اشعه ایكس به‌دست آمده كه سرعت انجام اسكن را به حداكثر رسانده است. دستگاه‌های سی‌تی‌اسكن همچنان در حال پیشرفت می‌باشند و همزمان علم كامپیوتر نیز با شتاب روزافزون در حال پیشرفت است و این هر دو نوید سیستم‌های تصویربرداری كارآمدتری را در آینده می‌دهند.