جادوی سیاه و سفید
پایان قرن نوزدهم، وقتی ویلهلم رونتگن پرتو ایكس را كشف كرد، دنیای پزشكی برای همیشه تغییر كرد. این پرتو برای تصویربرداری از بیماران به كار گرفته شد. در آن زمان، پزشكان برای اولین بار توانستند درون بدن بیماران خود را بدون عمل جراحی ببینند. اما داستان به اینجا ختم نشد. پرتو ایكس با عبور از بدن و برخورد به بافت‌های مختلف درون بدن، مقدار متفاوتی از انرژی از هر بافت به خود جذب می‌كند و به این ترتیب سایه آنها روی فیلم عكاسی باقی می‌ماند، اما مشكلی كه وجود داشت، این بود كه وقتی بخشی از بدن را با استفاده از پرتو ایكس تصویربرداری می‌كردند، اندام‌های بالایی، روی آن بخش قرار می‌گرفت و نمی‌شد آن را به خوبی تشخیص داد و شناسایی كرد. این مشكل همچنان باقی بود تا سال 1351/ ۱۹۷۲، که گادفری هانس‌فیلد راه‌‌حلی برای آن پیدا كرد. او موفق به اختراع اسكن‌های پرتونگاری مقطعی رایانه‌ای یا به اصطلاح سی‌تی اسكن (CT Scan) شد. این اختراع انقلاب دیگری در علم پزشكی به‌وجود آورد.
سی‌تی اسكن‌ها با استفاده از لوله تولید‌كننده پرتو ایكس كه مقابل آن آشكارساز (Detector) این پرتو قرار گرفته است و همچنین یك حلقه چرخشی كه در اطراف بیمار حركت می‌كند، تصویر رایانه‌ای مقطعی به صورت برش یا مقطع عرضی تولید می‌كنند. در واقع دستگاه سی‌تی اسكن با استفاده از تكنیك‌های پیچیده ریاضی، تصاویر لایه لایه دوبعدی كه از یك تا ده میلی‌متر ضخامت دارند و درون بدن را به صورت بخش‌های مقطعی نشان می‌دهند، ایجاد می‌كند.
سی‌تی اسكن با این روش از تمام زوایای بدن عكس می‌گیرد. در ضمن هنگام انجام فرآیند اسكن، تخت سی‌تی اسكن، بیمار را درون دستگاه و حلقه آن می‌برد تا لایه‌های تصویری آماده شوند. سپس رایانه تمام این لایه‌ها را روی هم سوار كرده و از اندام‌های داخلی بدن، تصاویر سه‌بعدی می‌سازد. این تصاویر می‌توانند استخوان‌ها، اندام‌ها، بافت‌ها و رگ‌های خونی را به‌خوبی جدا از هم نشان دهند. با وجود تصاویر سه‌بعدی می‌توان به آسانی آنها را چرخاند و تمام زوایای اندام‌ها و بافت‌های تصویربرداری‌شده را با جزئیات بیشتر مشاهده كرد. پزشكان با استفاده از این دستگاه حتی می‌توانند تك تك لایه‌های بافت بدن را بررسی كنند.
در این روش تصویربرداری، خطوط اطراف بافت‌های بدن نسبت به روش پرتو ایكس معمولی واضح‌تر هستند و تصاویر سه‌بعدی به متخصصان پزشكی كمك می‌كند ناهنجاری‌های درون بدن را مشاهده كنند.
مواد شیمیایی جاذب
هنگام استفاده از پرتو ایكس، ساختارهای متراكم بدن، مانند استخوان بدون هیچ مشكلی تصویربرداری می‌شوند. اما بافت‌های نرم كه توانایی آنها در متوقف كردن پرتوهای ایكس متفاوت است، ممكن است به خوبی مشخص نباشند و تصویر واضحی از آنها به دست نیاید. به همین دلیل هنگام تصویربرداری سی‌تی اسكن از مواد شیمیایی جاذب پرتو ایكس كه مشكلی برای بیمار ایجاد نمی‌كنند، استفاده می‌شود. این مواد كه با نام كنتراست شناخته می‌شوند پیش از تصویربرداری به بیمار تزریق می‌شوند و می‌توانند تصاویر را حتی واضح‌تر نشان دهند. برای مثال، یدی كه به خون تزریق می‌شود می‌تواند خطوط رگ‌های خونی را واضح كند و گرفتگی‌ها و لخته‌های موجود در رگ‌ها را به‌خوبی نشان دهد.
برخی از مواد جاذب هم به صورت خوراكی كاربرد دارند. مثلا، با استفاده از باریم كه به وسیله غذا یا نوشیدنی به فرد داده می‌شود، می‌توان خطوط اطراف دستگاه گوارش را به خوبی دید و تومورهای احتمالی را شناسایی كرد. با پیشرفت و بهبود مداوم در فناوری سی‌تی اسكن، از جمله سریع‌تر شدن زمان تصویربرداری و وضوح و تفكیك‌پذیری بیشتر تصاویر، دقت و كارایی این روش افزایش یافته و در نتیجه از سی‌تی اسكن بسیار بیشتر از رادیوگرافی در تشخیص‌های پزشكی استفاده می‌شود.
البته پرتو ایكس می‌تواند مقدار كمی پرتو یونیزه‌شده وارد بدن كرده كه در نتیجه به بخش بسیار كوچكی از سلول‌های بدن صدمه بزند، اما مزایای آن به مراتب بیشتر از خطرات آن است.
از سی‌تی اسكن‌ها برای كاربردهای غیرپزشكی مانند تحقیقات باستان‌‌شناسی یا علم مواد استفاده می‌شود.
تفاوت سی‌تی اسكن و امآرآی
سی‌تی اسكن‌ها برای نشان دادن استخوان‌ها، رگ‌های خونی و اندام‌های داخلی بدن مناسب هستند. اما آنها نمی‌توانند تمام جزئیات بافت‌های بدن را با دقت نشان دهند. برای این كار به دستگاه تصویرسازی تشدید مغناطیسی (امآرآی) نیاز است. این دستگاه با استفاده از تركیب امواج رادیویی و آهنرباهای قدرتمند تصاویر سه‌بعدی تولید می‌كند. آهنرباها اتم‌های هیدروژن موجود در مولكول‌های آب درون بدن را به سمت خود جذب می‌كنند و جهت همه آنها را به یك طرف می‌چرخانند. سپس امواج رادیویی به آنها ضربه زده و موقتا از خط خارج می‌كنند. وقتی اتم‌ها دوباره به عقب و درون خط برمی‌گردند، از خود انرژی تولید می‌كنند. آشكارسازهای دستگاه ام‌آر‌ای، این انرژی تولید شده را گرفته و از محل قرار گرفتن مولكول‌های آب، تصویری دقیق می‌گیرد. از آنجا كه بافت‌های مختلف بدن حاوی مقادیر متفاوتی آب هستند، این روش می‌تواند تصویر واضح‌تری از اندام‌های داخلی به‌دست دهد.
در ضمن در دستگاه امآرآی، از پرتوهای یونیزه‌كننده استفاده نمی‌شود و این دستگاه برای افرادی كه در بدن خود اجسام فلزی دارند، مشكلاتی به وجود می‌آورد. بیمار هنگام انجام امآرآی باید كاملا بی‌حركت باشد. حركاتی مانند تنفس، ضربان قلب و حتی حركات لوله گوارش می‌تواند تصویر را مخدوش كند.
انواع اسكن‌ها چه تفاوتی دارند؟
پزشكان می‌توانند با استفاده از پزشكی هسته‌ای روی بخش‌های خاصی از بدن متمركز شوند. در این روش مقدار معینی مواد رادیواكتیوی به وسیله بیمار تنفس یا بلعیده می‌شود تا به این ترتیب بافت‌های مختلف بدن روشن و مشخص شوند.
برای این كار پزشكان می‌توانند از دستگاه‌های اسكن اسپكت (SPECT)، مقطع‌نگاری رایانه‌ای تك‌فوتونی استفاده كنند. این اسكن، روشی مشابه تصویربرداری سی‌تی اسكن است با این تفاوت كه از تابش اشعه گاما استفاده می‌شود.
اتم‌های رادیواكتیوی -كه برخی مواقع به صورت تزریقی وارد خون بیمار می‌شوند- هنگام چرخش از خود تشعشعات گاما تولید می‌كنند. به این ترتیب دوربین می‌تواند با شناسایی این اشعه‌ها، تصویر واضحی از این بافت‌ها آماده كند.
روش دیگر تصویربرداری پت اسكن
(PET scan، برش‌نگاری با گسیل پوزیترون) است. این روش در پزشكی هسته‌ای روشی جدید است. در پت‌اسكن، ردیاب‌های رادیواكتیو به جای اشعه گاما، پوزیترون تولید می‌كنند. پوزیترون با الكترون‌های موجود در بدن بیمار واكنش ایجاد كرده و انرژی فراوانی به آشكارسازها می‌فرستد. ردیاب‌های PET به مولكول‌های قندی بدن چسبیده و با استفاده از انرژی تولید شده، بافت‌های مختلف بدن مانند نقاط فعال مغز یا تومورهای در حال رشد را روشن و واضح می‌كنند.
منبع: How it works
سی‌تی اسكن با این روش از تمام زوایای بدن عكس می‌گیرد. در ضمن هنگام انجام فرآیند اسكن، تخت سی‌تی اسكن، بیمار را درون دستگاه و حلقه آن می‌برد تا لایه‌های تصویری آماده شوند. سپس رایانه تمام این لایه‌ها را روی هم سوار كرده و از اندام‌های داخلی بدن، تصاویر سه‌بعدی می‌سازد. این تصاویر می‌توانند استخوان‌ها، اندام‌ها، بافت‌ها و رگ‌های خونی را به‌خوبی جدا از هم نشان دهند. با وجود تصاویر سه‌بعدی می‌توان به آسانی آنها را چرخاند و تمام زوایای اندام‌ها و بافت‌های تصویربرداری‌شده را با جزئیات بیشتر مشاهده كرد. پزشكان با استفاده از این دستگاه حتی می‌توانند تك تك لایه‌های بافت بدن را بررسی كنند.
در این روش تصویربرداری، خطوط اطراف بافت‌های بدن نسبت به روش پرتو ایكس معمولی واضح‌تر هستند و تصاویر سه‌بعدی به متخصصان پزشكی كمك می‌كند ناهنجاری‌های درون بدن را مشاهده كنند.
مواد شیمیایی جاذب
هنگام استفاده از پرتو ایكس، ساختارهای متراكم بدن، مانند استخوان بدون هیچ مشكلی تصویربرداری می‌شوند. اما بافت‌های نرم كه توانایی آنها در متوقف كردن پرتوهای ایكس متفاوت است، ممكن است به خوبی مشخص نباشند و تصویر واضحی از آنها به دست نیاید. به همین دلیل هنگام تصویربرداری سی‌تی اسكن از مواد شیمیایی جاذب پرتو ایكس كه مشكلی برای بیمار ایجاد نمی‌كنند، استفاده می‌شود. این مواد كه با نام كنتراست شناخته می‌شوند پیش از تصویربرداری به بیمار تزریق می‌شوند و می‌توانند تصاویر را حتی واضح‌تر نشان دهند. برای مثال، یدی كه به خون تزریق می‌شود می‌تواند خطوط رگ‌های خونی را واضح كند و گرفتگی‌ها و لخته‌های موجود در رگ‌ها را به‌خوبی نشان دهد.
برخی از مواد جاذب هم به صورت خوراكی كاربرد دارند. مثلا، با استفاده از باریم كه به وسیله غذا یا نوشیدنی به فرد داده می‌شود، می‌توان خطوط اطراف دستگاه گوارش را به خوبی دید و تومورهای احتمالی را شناسایی كرد. با پیشرفت و بهبود مداوم در فناوری سی‌تی اسكن، از جمله سریع‌تر شدن زمان تصویربرداری و وضوح و تفكیك‌پذیری بیشتر تصاویر، دقت و كارایی این روش افزایش یافته و در نتیجه از سی‌تی اسكن بسیار بیشتر از رادیوگرافی در تشخیص‌های پزشكی استفاده می‌شود.
البته پرتو ایكس می‌تواند مقدار كمی پرتو یونیزه‌شده وارد بدن كرده كه در نتیجه به بخش بسیار كوچكی از سلول‌های بدن صدمه بزند، اما مزایای آن به مراتب بیشتر از خطرات آن است.
از سی‌تی اسكن‌ها برای كاربردهای غیرپزشكی مانند تحقیقات باستان‌‌شناسی یا علم مواد استفاده می‌شود.
تفاوت سی‌تی اسكن و امآرآی
سی‌تی اسكن‌ها برای نشان دادن استخوان‌ها، رگ‌های خونی و اندام‌های داخلی بدن مناسب هستند. اما آنها نمی‌توانند تمام جزئیات بافت‌های بدن را با دقت نشان دهند. برای این كار به دستگاه تصویرسازی تشدید مغناطیسی (امآرآی) نیاز است. این دستگاه با استفاده از تركیب امواج رادیویی و آهنرباهای قدرتمند تصاویر سه‌بعدی تولید می‌كند. آهنرباها اتم‌های هیدروژن موجود در مولكول‌های آب درون بدن را به سمت خود جذب می‌كنند و جهت همه آنها را به یك طرف می‌چرخانند. سپس امواج رادیویی به آنها ضربه زده و موقتا از خط خارج می‌كنند. وقتی اتم‌ها دوباره به عقب و درون خط برمی‌گردند، از خود انرژی تولید می‌كنند. آشكارسازهای دستگاه ام‌آر‌ای، این انرژی تولید شده را گرفته و از محل قرار گرفتن مولكول‌های آب، تصویری دقیق می‌گیرد. از آنجا كه بافت‌های مختلف بدن حاوی مقادیر متفاوتی آب هستند، این روش می‌تواند تصویر واضح‌تری از اندام‌های داخلی به‌دست دهد.
در ضمن در دستگاه امآرآی، از پرتوهای یونیزه‌كننده استفاده نمی‌شود و این دستگاه برای افرادی كه در بدن خود اجسام فلزی دارند، مشكلاتی به وجود می‌آورد. بیمار هنگام انجام امآرآی باید كاملا بی‌حركت باشد. حركاتی مانند تنفس، ضربان قلب و حتی حركات لوله گوارش می‌تواند تصویر را مخدوش كند.
انواع اسكن‌ها چه تفاوتی دارند؟
پزشكان می‌توانند با استفاده از پزشكی هسته‌ای روی بخش‌های خاصی از بدن متمركز شوند. در این روش مقدار معینی مواد رادیواكتیوی به وسیله بیمار تنفس یا بلعیده می‌شود تا به این ترتیب بافت‌های مختلف بدن روشن و مشخص شوند.
برای این كار پزشكان می‌توانند از دستگاه‌های اسكن اسپكت (SPECT)، مقطع‌نگاری رایانه‌ای تك‌فوتونی استفاده كنند. این اسكن، روشی مشابه تصویربرداری سی‌تی اسكن است با این تفاوت كه از تابش اشعه گاما استفاده می‌شود.
اتم‌های رادیواكتیوی -كه برخی مواقع به صورت تزریقی وارد خون بیمار می‌شوند- هنگام چرخش از خود تشعشعات گاما تولید می‌كنند. به این ترتیب دوربین می‌تواند با شناسایی این اشعه‌ها، تصویر واضحی از این بافت‌ها آماده كند.
روش دیگر تصویربرداری پت اسكن
(PET scan، برش‌نگاری با گسیل پوزیترون) است. این روش در پزشكی هسته‌ای روشی جدید است. در پت‌اسكن، ردیاب‌های رادیواكتیو به جای اشعه گاما، پوزیترون تولید می‌كنند. پوزیترون با الكترون‌های موجود در بدن بیمار واكنش ایجاد كرده و انرژی فراوانی به آشكارسازها می‌فرستد. ردیاب‌های PET به مولكول‌های قندی بدن چسبیده و با استفاده از انرژی تولید شده، بافت‌های مختلف بدن مانند نقاط فعال مغز یا تومورهای در حال رشد را روشن و واضح می‌كنند.
منبع: How it works
