در طول دو دهه اخیر سیستم رادیوگرافی دیجیتال (رادیولوژی دیجیتال، ماموگرافی دیجیتال، رادیولوژی دندان، سنجش تراکم استخوان، عکس رنگی رحم با/بدون بیهوشی) رفته رفته جایگزین رادیوگرافی فیلم-اسکرین (آنالوگ) شده و هر روز شاهد پیشرفتهای چشمگیری در عرصه فناوری تصویر برداری پزشکی هستیم. از آنجایی که کیفیت تصاویر دیجیتال به مراتب بهتر از آنالوگ، امکان آرشیو و انتقال تصاویر ازیک مرکز تصویربرداری به سایر مراکزدرمانی و تشخیصی درگوشه وکنار جهان حتی به صورت همزمان فراهمی باشد و نیزاستفاده از کامپیوتر در تشخیص بااستفاده ازاین روش میسر می شود امروزه تصویربرداری دیجیتال مقرون به صرفه و کارامدتر از آنالوگ است.
در آغاز سال 1980 میلادی اولین نسل از رادیوگرافی دیجیتال تحت عنوان Computed Radiographyیا CR که مبتنی براستفاده از لایه فسفری ذخیره ساز تصویر بود توسط کمپانی فوجی وارد بازار شد. ساختار دستگاه های CR متشکل از کاستهایی است که درون هر یک از آنها به جای فيلم یک صفحه فسفری {(SPS) (Ex: BaFBr:Eu2{ قابل شارژ که تصویر پنهان را در خود ذخیره می سازد قرار دارد. بدين ترتيب كه پس از اكسپوز انرژی فوتونهای اشعه ايكس موجب می شود الكترونهای فسفر به تراز بالاتر و نابايدار با سطح انرژی بيشتر بروند سپس كاست در Cassett Reader قرار گرفته و با استفاده از نور ليزر اين الكترونها به سطح بايدار انرژی خود بازگشته و در اين راه نور آبی از خود ساطع می كنند اين نور كه همان اطلاعات تصوير است به بار الكتريكي تبديل شده و تشكيل تصوير ديجيتال را مي دهد.
قدرت تفكيک فضايی CR متاثر از Laser Spot Size و خصوصيات صفحه فسفری (ضخامت صفحه و دانسيته فسفر بكار رفته) است. در دستگاه های CR جنرال قدرت تفكيک فضایی در حدود Pixel/mm 10تا 5 و نیز در دستگاههای CR ویژه ماموگرافی قدرت تفكيكي معادل Pixel/mm 20 را می توان در اختیار داشت. مدت زمان اسكن يک صفحه بسته به اندازه صفحه و ميزان قدرت تفكيک دستگاه بين 90 تا 40 ثانيه متغيير است درحالیکه در سيستم های جديد با استفاده از اسكنرهای خطی اين زمان به 30 تا 20 ثانيه كاهش يافته است.هرچند که تصویر برداری باCR به مراتب سریعتر از تصویر برداری با آنالوگ انجام می شود ولی در مقایسه با سیستم های DR و DDR زمان بیشتری را می طلبد، ضمن آنکه در این روش تعداد زیادی کاستهای ویژه CR به ویژه در بیمارستان ها و مراکز تصویر برداری با حجم بالای مراجعه کنندگان مورد نیاز است که گاه در بیمارستان ها تعداد این کاست ها به 50 عدد می رسد.ضمن آنکه برای هر یک از این کاستها گاها تا سقف 1/000/000 تومان باید هزینه کرد. یکی از مزایای سیستم های CR که توجه مراکز تصویر برداری را به خود جلب کرده امکان استفاده مجدد از دستگاه X-Ray قبلی است چرا که با تجهیز دستگاه به اسکنرو کاستهای ویژه CR می توان دستگاه را بروز رسانی کرد. و تقریبا با صرف هزینه ای اندک می توان سطح کیفی تصاویر را به میزان قابل توجهی ارتقا بخشید و با نصب سیستم های CR می توان از سیستمهایی چون PACS ,RIS ,HIS استفاده نمود.از مزایای این سیستم در مقایسه با روش آنالوگ می توان به کیفیت بالای تصاویر، صرفه جویی در وقت، کاهش اکسپوژر بیمار و صرفه جویی در هزینه های جاری بخش اشاره کرد.
نسل جدید دستگاهای رادیولوژی دیجیتال در سال 1990 با ظهور فناوری آشکارسازهای تصویر Flat Panel Detectors (FPDS) ها انقلابی را در صنعت تصویر برداری پزشکی به وجود آورد.در این فناوری به جای استفاده از صفحات فسفری ذخیره سازی تصویر از دیتکتورها که فوتونهای اشعه ایکس را به بار الکتریکی تبدیل می کنند استفاده می شود که خود برحسب نوع تبدیل اشعه ایکس به بار الکتریکی به دو دسته تقسیم می شوند:
1) مبدلهای غیر مستقیم Indirect Conversion
2) مبدلهای مستقیم Direct Conversion استفاده از دیتکتورها در رادیوگرافی دیجیتال ضمن سهولت در انجام کار و صرفه جویی در هزینه هاي جاری و دراز مدت (تهیه و نگهداری فیلم، هزینه های مربوط به تاریکخانه، داروهای ظهور و ثبوت) سرعت بالا در تصویر برداری و کیفیت قابل توج توجه تصاویر را به دنبال دارد. ضمن آنکه عمر مفید دیتکتورها بیشتر از صفحات فسفری مورد استفاده در CR بوده و از این جهت نیز در دراز مدت صرفه جوییی اقتصادی به دنبال دارد.
بر پایه استفاده از سنتیلاتورآمورفوس سیلیکون/TFT یا سنتیلاتور/آمورفوس سیلیکون/CCD استواراست. شایع ترین سنتیلاتورهای به کار رفته در Flat Panel همان سنتیلاتورهایی است که در رادیوگرافی استاندارد و فلوروسکوپی (گادولونیوم اکسی سولفاید وسزیوم آیوداید) استفاده می شوند. در این سیستم فوتون های ایکس که توسط عضو مورد رادیوگرافی تضعیف شده اند به وسیله سنتیلاتور به فوتون های نور مرئی تبدیل شده و سپس این فوتونهای نوری با برخورد به آرایه های فوتودایود به الکترون تبدیل می شوند که می توانند پیکسل های لایه آمورفوس سیلیکون را فعال نمایند. حاصل فعالیت این پیکسل ها یکسری داده های الکترونیکی است که بوسیله کامپیوتر به تصاویر دیجیتال با کیفیت بالا تبدیل شده و سپس این تصویر در مونیتور به نمایش درم یاید. باید توجه داشت که این یک روش غیر مستقیم تبدیل فوتونهای اشعه ایکس به داده های دیجیتال است.
سنتیلاتورها در دستگاه های دیجیتال رادیوگرافی مبتنی بر Indirect Conversion از ارکان اصلی سیستم به شمار می روند که وظیفه تبدیل فوتونهای اشعه ایکس به نور مرئی متناسب با انرژی فوتونهای ایکس را برعهده دارند. در ساخت این لایه سنتیلاتور ممکن است از مواد گوناگونی نظیر: خاکهای کمیاب (گادولونیوم اکسی سولفاید GD2O2S) و یا سزیوم آیوداید CSI استفاده شود. در شکل زیر راندمان جذبی سزیوم آیوداید با گادولونیوم اکسی سولفاید مقایسه شده است:
با توجه به نقش اساسی سنتیلاتورها در سیستمهای Indirect Conversionبه ذکر برتریهای سزیوم آیوداید به عنوان سنتیلاتور انتخابی در این دستگاهها می پردازیم: سزیوم آیوداید قدرت بسیار زیادی در جذب فوتونهای اشعه ایکس دارد و تقریبا دو برابر گادولونیوم اکسی سولفاید نور تولید می کند. استفاده ازشکل سوزنی آن در ساختمان سنتیلاتور سبب جلوگیری از پخش نور به هنگام تبدیل اشعه ایکس به نور مرعی می شود و افزایش وضوح تصویر می شود.
در این روش فوتون اشعه ایکس به صورت مستقیم به بار الکتریکی تبدیل می شود و نیازی به سنتیلاتور نیست. در روش مستقیم از آرایه های سلنیوم بی شکل همراه با لایه نازک ترانزیستوری برای تبدیل مستقیم انرژی فوتونهای ایکس به سیگنالهای الکتریکی استفاده می شود این یک تبدیل مستقیم بدون استفاده از هیچ ساطع کننده نوری مانند سیستم های CR یا ماده واسطه یا فرایند اضافه ای مانند سیستم های سیلیکونی یا سیستم CCD برای تسخیر و تبدیل انرژی فوتونهای ایکس است.با اعمال ولتاژبایاس در سرتاسر ساختار دیتکتورکه توسط الکترود ها صورت می گیرد پرتوهای ایکس منتشره مستقیما در لایه سلنیومی تولید جفت حفره الکترونی (بار الکتریکی) حاوی اطلاعات تصویری می کنند. این بار الکتریکی توسط خاذنهای ذخیره ای خاص دیتکتورها برای بازخوانی جمع آوری می شوند. از مزایای این روش می توان به سرعت و کیفیت بالای تشکیل تصویربه دلیل تبدیل مستقیم فوتون های ایکس به بار الکتریکی اشاره کرد.
در مقایسه دستگاه های DRو DDR با دستگاه های CR باید به این نکته اشاره کرد که سیستمهای DR و DDR نیازمند صرف هزینه اولیه بیشتری هستند اما در درازمدت صرفه جویی هزینه را به دنبال داشته و مقرون به صرفه ترند. ضمن آنکه این سیستمها دارای سرعت عمل بیشتری نسبت به دستگاههای CR می باشند چرا که کاست و کلیه مراحل پروسسینگ مربوط به آن از سیستم حذف شده است به طوری که در دستگاههایDDR یا دیجیتال به روش مستقیم تنها 3 ثانیه پس از اکسپوز تصویر در مونیتور قابل روئیت است، این بازه زمانی در DR که به روش غیر مستقیم عمل می کند از DDR بیشتر و از CR کمتر است ضمن آنکه با حذف سنتیلاتور در سیستمهای DDR، کیفیت تصاویر به دلیل تبدیل مستقیم فوتون اشعه ایکس به بار الکتریکی به میزان قابل توجهی افزایش یافته است (از پخش فوتون نوری توسط سنتیلاتورها در جریان تبدیل اشعه ایکس جلوگیری می شود). لازم به ذکر است که عمر مفید دیتکتورهای تصویر ساز بین 8 تا 10 سال می باشد که از این لحاظ نیز برتری نسبی به سیستمهای CR با لایه فسفری دارند. در برخی ازاین دستگاهها با انتخاب آناتومی مورد رادیوگرافی دستگاه به صورت خودکارموقعیت گرفته انجام و شرایط تابش را اعمال می کند. بنابر این سیستمهای DDR به عنوان بهترین گزینه در میان سیستمهای رادیولوژی دیجیتال هم از لحاظ کیفیت تصاویر و هم صرفه جویی در زمان و هزینه های جاری و دراز مدت دپارتمان های رادیولوژی به شمار می رود.
1) Ho Kyung Kim1, #, Ian Alexander Cunningham2, Zhye Yin3 And Gyuseong Cho4 , On The Development Of Digital Radiography
Detectors : A Review , International Journal Of Precision Engineering And Manufacturing Vol. 9, No. 4, Pp. 86-100 2008
2) Tomasz Sozański1, Violetta Sokolska2, Filmless Radiology – Digital Radiography Systems , Adv Clin Exp Med 2009, 18, 6, 641–648
3) J. Anthony Seibert, Phd , Digital Radiography:
The Bottom Line Comparison
Of CR And DR Technology, APPLIED RADIOLOGY , May 2009
4) Bs Verma And Ik Indrajit , Advent Of Digital Radiography: Part 1, Ndian J Radiol Imaging. 2008 May; 18(2): 113–116
5) Elizabeth A. Krupinski, PhDa, Mark B. Williams, PhDb, Katherine Andriole, PhDc , Digital Radiography Image Quality: Image Processing and Display, 2007 American College of Radiology
6) Markus Ko¨rner, MD , Christof H. Weber, MD , Stefan Wirth, MD , Advances in DigitalRadiography: Physical Principles and System Overview1, RadioGraphics2007; 27:675–686
برای مشاهده مقالات بیشتر اینجا کلیک کنید.
کپی رایت © 1400 - تمام حقوق مادی و معنوی وب سایت متعلق به گروه فرجاد می باشد.
طراحی توسط پیشگامان آویژه پرداز برنا
