مقدمه ای بر تصویر برداری پزشکی

تصویربرداری پزشکی از بدن انسان نیازمند فرم‌های خاصی از انرژی است. تکنیک‌های استفاده شده در تصویر برداری پزشکی در رادیولوژی، انرژی استفاده شده برای تولید تصویر باید قابلیت نفوذ در بافت‌ها را داشته باشد.

نور مرئی که دارای محدودیت‌هایی بر نفوذ در عمق بافت‌ها می‌باشد، عموماً برای استفاده به منظور تصویر برداری پزشکی در خارج از دپارتمان رادیولوژی استفاده می‌شود. تصاویر نور مرئی در درماتولوژی(امراض پوستی-تصویر برداری از پوست)، تصویر برداری معده و روده، بخش زنان (آندوسکوپی) و پاتولوژی(میکروسکوپ نوری) کاربرد دارند.

برای ادامه لطفا بر روی ادامه مطلب کلیک کنید... 

قدرت تفکیک (رزولوشن) در تصویر برداری پزشکی

همان طور که هر نوع از تصویر برداری حالت خاصی از کنتراست را دارد، هر کدام توانایی متفاوتی در نمایش اطلاعات و جزئیات دقیق در بیمار را نیز دارند.

قدرت تفکیک فواصل به توانایی دیدن کوچک‌ترین جزئیات گفته می‌شود، و هر سیستم تصویر برداری که کوچک‌ترین جزئیات را در تصویر نمایش دهد، بالاترین قدرت تفکیک را دارد.

حد قدرت تفکیک فواصل، کوچک‌ترین اندازه ای است که یک سیستم تصویر برداری می‌تواند تشخیص داده و نمایش دهد.طول موج انرژی به کار برده شده جهت انجام عملیات تصویر برداری در محدود کردن قدرت تفکیک فواصل نقش عمده ای ایفا می‌کند. برای مثال، میکروسکوپ‌های نوری می‌توانند اشیاء کوچک‌تر از اندازه‌ی طول موج نور مرئی یعنی 500^nm را تمیز دهند.

طول موج اشعه ایکس وابسته به انرژی آن است، ولی حتی بلندترین طول موج‌های اشعه ایکس چیزی حدود یک میلیاردم متر هستند. (10^-9m) البته این ابعاد چیزی فراتر از قدرت تفکیک حقیقی تصویر برداری با اشعه ایکس است ولی در حالت کلی نشان دهنده حدود تئوری قدرت تفکیک فواصل در هنگام استفاده از اشعه ایکس می‌باشد.

در تصویر برداری اولتراسوند، طول موج صوت، حدود اصلی قدرت تفکیک فواصل را تعیین می‌کند. در فرکانس 3.5 مگاهرتز، طول موج صوت در بافت نرم چیزی حدود  0.5mm است.در 10 مگاهرتز، طول موج به 0.15mm می رسد.

Essential Physics of Medical Imaging
Bushberg

انعکاس صوت

بازتابش انرژی صوت در مرز بین دو بافت وقتی اتفاق می ­افتد که امپدانس صوت آن­ها متفاوت باشد. نسبت شدت صوت ورودی به بازتابی در فصل مشترک دو محیط را ضریب انعکاس می ­نامند. در یک تابش عمودی ضریب فشار انعکاس برابر است با نسبت فشار انعکاسی به فشار تابشی

برای ادامه لطفا بر روی ادامه مطلب کلیک کنید...

فراصوت داپلر

سونوگرافی داپلر بر اساس جابجایی فرکانس موج فراصوت ناشی از حرکت سطح بازتاب کننده بنا شده است. این پدیده مشابه اثری است که روی تُن صدای آژیر ماشین آتش نشانی وقتی ماشین به طرف شنونده نزدیک می ­شود پیش می ­آید (صدا زیر یا طول موج فشرده می ­شود). و وقتی ماشین از شنونده دور شود تغییر تُن صوت با افزایش طول موج یعنی بم شدن صدا همراه است. در بدن انسان سلول های خونی انعکاس دهنده های متحرک محسوب می ­شوند...

برای ادامه لطفا بر روی ادامه مطلب کلیک کنید...

امپدانس صوتی

امپدانس صوتی (z) یک ماده به صورت زیر تعریف می ­شود:

Z = ρ c

که ρ چگالی (Kg/m³) و C سرعت صوت (m/s) است.

در سیستم SI واحد امپدانس صوت ریلز نامیده می شود.به صورت ساده، امپدانس صوتی به مقاومت و عدم مقاومت یک ماده نظیر فنر در برابر فشردگی مربوط   می­ شود. وقتی فنرها با قابلیت فشردگی متفاوت به هم متصل شوند، انرژی انتقالی از یک فنر به دیگری تابع سختی فنرها است.

برای ادامه لطفا بر روی ادامه مطلب کلیک کنید...

روش پیزو الکتریسیته در تولید امواج فراصوت

تاثیر متقابل فشار مکانیکی و نیروی الکتریکی در یک محیط را اثر پیزو الکتریسیته می گویند. بطور مثال بلورهایی وجود دارند که در اثر فشار مکانیکی، نیروی الکتریکی تولید می کنند و برعکس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همین راستا باعث فشردگی و انبساط آنها می شود که ادامه دادن به این فشردگی و انبساط باعث نوسان و تولید امواج می شود. مواد (بلورهای) دارای این ویژگی را مواد پیزو الکتریک می گویند. اثر پیزو الکتریسیته فقط در بلورهایی که دارای تقارن مرکزی نیستند، وجود دارد. بلور کوارتز از این دسته مواد است و اولین ماده ای بود که برای ایجاد امواج فراصوت از آن استفاده می شد که اکنون هم استفاده می شود.
برای ادامه لطفا بر روی ادامه مطلب کلیک کنید...