آنچه باید در مورد دستگاه تصویربرداری سی تی اسکن CT Scan بدانید

مقطع‌نگاری رایانه‌ای یا برش‌نگاری رایانه‌ای یا توموگرافی رایانه‌ای (به انگلیسی: Computed Tomography) یا به اصطلاح سی تی اسکن ( CT SCAN )، روشی نوین است که در علوم تشخیصی در فیزیک پزشکی کاربرد تحقیقاتی و درمانی فراوانی دارد . در این روش، کالبد انسان یا دیگر جانوران به صورت لایه‌ به‌ لایه برانداز (اسکن) می‌شود و بدین ترتیب بخش‌های درونی بدن نیز برای پزشکان قابل رؤیت می‌گردد. امروزه فناوری سی تی اسکن در بیمارستان‌ها و مراکز پژوهشی در سرتاسر دنیا (از جمله در ایران) کاربرد وسیع دارند .

مقدمه :

تصویربرداری سی تی یا سی تی اسکن یا توموگرافی کامپیوتری (به فارسی: مقطع‌نگاری رایانه‌ای) استفاده از اشعه ایکس در ارتباط با الگوریتم‌ ها و محاسبات کامپیوتری به منظور ایجاد تصویر از بدن می‌باشد. در سی تی، یک تیوب یا لولهٔ تولیدکنندهٔ اشعه ایکس، در مقابل یک آشکارساز (دتکتور) این اشعه قرار داده شده، و با کمک حلقه‌ای که به صورت یک دستگاه و به شکل چرخشی در اطراف بیمار حرکت می‌ کند، تصویر کامپیوتریِ مقطعی به صورت برش یا مقطع عرضی تولید می‌نماید. سی تی در سطح آگزیال یا محوری است که تصویر به دست می‌ دهد، در حالی که تصویرهای مقطع کرونال (تاجی) و ساژیتال (سهمی) را می‌توان به وسیلهٔ بازسازی‌ های کامپیوتری ارائه کرد.

عوامل رادیوکنتراست یا مواد حاجب اغلب در سی تی برای توصیف بهتر آناتومی مورد استفاده واقع می‌شوند. گرچه رادیوگرافی قادر به تولید و ارائهٔ تفکیک‌ پذیری فضایی بالاتری است، اما در عوض سی تی می‌تواند اطلاعات بیشتری را در مورد تغییرات دقیق و ظریف مربوط به میرایی پرتو ایکس تشخیص دهد. در ضمن سی تی بیمار را در معرض تابش اشعهٔ یونیزان بیشتری در مقایسه با رادیوگرافی قرار می‌دهد. در سی تی نوع اسپیرال با آشکارسازهای زیاد (مولتی دتکتور) از چند ردیاب یا آشکارساز بهره گیری می‌شود. در این نوع ۸ ، ۱۶، یا ۶۴ ردیاب یا آشکارساز در طول حرکتی پیوسته و مستمر از بیمار، از طریق تابش پرتو تصویر به دست می‌آورند که حاصل تصاویری عالی و با جزئیات بسیار ظریف در زمان بررسی کمتر می‌باشد.

با تجویز سریع کنتراست وریدی در طی سی‌تی اسکن این جزئیات دقیق تصویری را می‌توان بازسازی سه‌بعدی ۳D نمود و بدین ترتیب تصاویری از کاروتید، شریان مغزی و کرونری، یا به صورت سی تی آرتریوگرافی و سی تی آنژیوگرافی حاصل نمود. سی‌تی اسکن است تست انتخابی در تشخیص برخی از شرایط اضطراری و اورژانس مانند خونریزی مغزی، آمبولی ریه (لخته‌ای که موجب انسداد در عروق ریه‌ها شود)، دایسکشن آئورت یا همان پارگی سرخرگ آئورت (پاره شدن دیواره آئورت)، آپاندیسیت، دیورتیکولیت، و سنگ کلیه می‌باشد. با ادامهٔ پیشرفتها و بهبود مداوم در تکنولوژی(فناوری) سی‌تی اسکن، از جمله سریعتر شدن زمان تصویربرداری و بهبود رزولوشن یا وضوح و تفکیک‌پذیری تصاویر، دقت و کارایی این روش به طور چشمگیری افزایش یافته و در نتیجه از سی‌تی اسکن به میزان بیشتری در تشخیص‌های پزشکی استفاده می‌شود.

نخستین دستگاه سی‌تی اسکن (سی‌تی اسکنر) که به لحاظ تجاری قابل بهره‌برداری بود، توسط سر گادفری هانسفیلد در آزمایشگاه مرکزی تحقیقات ایمی (EMI) در بریتانیای کبیر به سال ۱۹۷۲ اختراع شد. حقوق قانونی ایمی (EMI) متعلق به شرکت توزیع آثار موسیقیِ گروه بیتل‌ها (بیتلز) بود که منافع آن به بودجهٔ پژوهشی اختصاص می‌یافت. سر گادفری هانسفیلد و آلن مک لود مک کورمک، به خاطر اختراع مشترکشان یعنی سی‌تی اسکن، برندهٔ جایزهٔ نوبل پزشکیِ سال ۱۹۷۹ شدند. نخستین دستگاه سی تی یا همان سی‌تی اسکنر نیز، به سال ۱۹۷۲ در کلینیک میو در روچستر واقع در مینسوتا نصب گردید.

نسل‌ های مختلف دستگاه تصویر برداری CT SCAN :

در واقع، تکامل سیستم های CT SCAN را می توان بصورت زیر خلاصه کرد :

• نسل اول : سیستم‌ های پرتو خطی (pencil beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت انتقال-دوران
• نسل دوم : سیستم‌ های پرتو بادبزنی باریک (narrow fan beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت انتقال-دوران
• نسل سوم : سیستم‌ های پرتو بادبزنی پهن (wide fan beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت دورانی. آغاز استفاده از فناوری حلقه‌های لغزنده (slip ring technology)
• نسل چهارم : سیستم‌ های با حرکت دورانی منشا، اما با آشکارساز ساکن
• نسل پنجم : سیستم‌ های مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترونی
• نسل ششم : اضافه شدن حرکت مارپیچی یا اسپیرال (spiral). برای این نوع سیستم‌ها، گام (pitch) قابل تعریف است.
• نسل هفتم : استفاده از آرایه‌های آشکارساز چندردیفی (Multi Detector Array) معروف به MDCT

امروزه پویشگرهای CT SCAN نسل هفتم بر اساس الگوی حرکتی سیستم های نسل سوم کار می‌ کنند، و سیستم های نسل چهارم در واقع از رده خارج شدند. لذا منشا پرتوها و آشکارسازها هر دو حرکت دورانی دارند. همچنین با آمدن سی‌تی‌های نسل ششم و هفتم با آرایهٔ +۶۴ برش به بازار ، سیستم‌ های مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترونی تقریباً از صحنه حذف شده‌اند، و امروزه بیشتر فقط برای پژوهش کاربرد دارند.

ساختمان یك دستگاه تصویر برداری سی‌ تی اسكن  :

یك دستگاه اسكن توموگرافی كامپیوتری از یك میز برای قرار گرفتن بدن بیمار ، یك گانتری كه سر بیمار در آن قرار می‌گیرد، یك منبع تولید اشعه ایكس ، سیستمی برای آشكار كردن تشعشع خارج ‌شده از بدن ، یك ژنراتور اشعه ایكس ، یك كامپیوتر برای بازسازی تصویر و كنسول عملیاتی كه تكنولوژیست رادیولوژی بر آن قرار می‌ گیرد، تشكیل شده است. 

اصول كار دستگاه تصویربرداری سی‌ تی اسكن :

پس از اینكه بدن بیمار بر روی میز و سر آن در گانتری قرار گرفت و شرایط دستگاه بر حسب ناحیه مورد تصویر برداری تنظیم شد، یك دسته پرتو ایكس توسط كولیماتور (محدودكننده دسته اشعه) به صورت یك باریكه در آمده و از بدن بیمار رد می‌شود (پالس می‌شود). مقداری از انرژی اشعه هنگام عبور از بدن جذب و باقیمانده اشعه با عنوان پرتو خروجی كه از بدن بیمار عبور می‌كند توسط آشكار سازی كه مقابل دسته پرتو ایكس قرار دارد، اندازه ‌گیری شده و بعد از تبدیل به زبان كامپیوتری در حافظه كامپیوتر ذخیره می‌شود. بلافاصله پس از اینكه اولین پالس اشعه بطرف بیمار فرستاده و اندازه‌گیری شد و لامپ اشعه ایكس یك حركت چرخشی بسیار كم انجام داد، دسته پرتو ایكس دوباره پالس شده ، مجددا اندازه‌گیری می‌شود و در حافظه كامپیوتر ذخیره می‌ گردد.
این مرحله چند صد یا چند هزار بار بسته به نوع دستگاه تكرار می‌شود تا تمام اطلاعات مربوط به عضو مورد نظر در حافظه كامپیوتر ذخیره شود. كامپیوتر میزان اشعه‌ای را كه هر حجم معینی از بافت جذب می‌كند، اندازه ‌گیری می‌كند. این حجم بافتی را واكسل (Voxel) می‌نامند كه مشابه چند میلیمتر مكعب از بافت بدن می‌باشد. در سی ‌تی ‌اسكن یك لایه مقطعی از بدن به این واكسل های ریز تقسیم می‌شود، كه با توجه به مقدار جذب اشعه‌ای كه توسط هر كدام از این واكسل ها صورت می‌گیرد، یك شماره نسبت داده می‌شود. این شماره‌ها نیز بر روی تصویر كه بر صفحه تلویزیون مانند كامپیوتر می‌افتد، یك چگالی با معیار خاكستری (از سفید تاسیاه) اختصاص داده می‌‌شود.
نمایش هر كدام از واكسل ها را بر روی مونیتور یك پیكسل (Pixel) می‌گویند. یعنی واكسل ها حجم سه بعدی و پیكسل ها دو بعدی می‌باشند و هر چه تعداد پیكسل ها بر روی مونیتور بیشتر باشد تصویر واضح‌تر و قابل تفكیك‌تر است. اعدادی كه با توجه به مقدار جذب اشعه به هر بافت اختصاص داده می‌شود، را اعداد سی ‌تی یا اعداد هانسفیلد می‌نامند. بطور مثال بافت چربی كمتر از بافت عضلانی و بافت عضلانی كمتر از بافت استخوانی اشعه را جذب می‌كند. بنابراین بطور مثال استخوان 400+ ، آب صفر و چربی 50 و هوا 500 می‌باشد كه هر چه مقدار این اعداد كمتر باشد، بر روی فیلم سی‌تی اسكن آن قسمت طبق معیار خاكستری بیشتر به سمت سیاهی تمایل دارد و برعكس هرچه عدد سی‌ تی مثل استخوان بالا باشد تصویر به سمت سفیدی تمایل دارد. گاهی برای مشخص ‌تر شدن اعضایی كه دارای چگالی شبیه به هم هستند از مواد كنتراست‌ زا استفاده می‌شود كه تفاوت را به خوبی مشخص كند. 

به طور کلی باریکه نازکی از اشعه ایکس (مانند باریکه اشعه لیزر) به اندام بیمار تابانده می شود. این اشعه از تمامی بافت هایی که سر راه آن قرار دارند عبور کرده و مقداری از آن که از طرف مقابل اندام خارج می شود توسط دتکتور Detector یا آشکارساز های حساسی دریافت می گردد. این دتکتورها اشعه را به جریان الکتریکی تبدیل می کنند. این فرایند هزاران بار از زوایای گوناگون تکرار می شود یعنی باریکه اشعه ایکس از زوایای گوناگون به درون اندام تابانده شده و خروجی آن در طرف مقابل اندام اندازه گیری می شود . بدین ترتیب اطلاعات بسیار زیادی بصورت مقادیر مختلف شدت جریان الکتریکی که متناسب با شدت اشعه دریافت شده توسط دتکتور است گردآوری شده و به کامپیوتر مرکزی CT SCAN ارسال می شود. این کامپیوتر بسیار پر قدرت، اطلاعات را پردازش کرده و نتیجه آن بصورت تصاویر متعددی که سطح مقطع اندام را نشان می دهند بر روی مانیتور دستگاه مشخص می شود. در صورت لزوم این تصاویر بر روی فیلم چاپ می شوند.

 تصاویر سی تی اسکن با دقت بسیار بیشتر از تصاویر رادیوگرافی ساده، شکل استخوان ها و حتی بسیاری از بافت های دیگر اندام را نشان می دهد. با استفاده از این تکنیک می توان داخل استخوان را هم مشاهده کرد. اکثر سی تی اسکن های امروزی اسپیرال یا مارپیچی هستند به این معنا که منبع اشعه ایکس مانند یک مارپیچ به دور بدن بیمار حرکت کرده و از جهات مختلف تصویربرداری می کنند. تصاویر سی تی اسکن های امروزی بسیار دقیقتر از قبل شده و سرعت این دستگاه ها هم زیاد شده است بطوریکه معمولا انجام یک تصویربرداری CT SCAN چند دقیقه بیشتر طول نمیکشد .

در انجام CT SCAN ، بیمار باید به چه نکاتی توجه کند؟ 

• چون در سی تی اسکن از اشعه ایکس استفاده می شود، قبل از تهیه آن، پزشک معالج باید در جریان باردار بودن بیمار زن قرار گیرد. استفاده از این روش تصویربرداری در سه ماهه اول بارداری ممکن است مشکلاتی را برای جنین بوجود آورد. پس ممنوع است.
• دستگاه سی تی اسکن در داخل اتاق بزرگی قرار دارد که هوای داخل آن نسبتا خنک است. این دستگاه به شکل یک حلقه بزرگ است که یک تخت در درون آن قرار گرفته است. برای تهیه تصاویر سی تی اسکن ، بیمار بر روی تخت دراز کشیده و سپس تخت در داخل حلقه حرکت می کند. منبع اشعه ایکس در اطراف حلقه قرار دارد.
• این منبع اشعه ایکس را از یک طرف حلقه به درون بدن بیمار تابانده و در طرف دیگر، حلقه گیرنده یا دتکتور میزان اشعه دریافتی را اندازه می گیرد. در حین عکسبرداری منبع اشعه ایکس در داخل حلقه گردش می کند. این گردش با صدایی همراه است که طبیعی است و آسیبی به بیمار نمی رساند.
• ممکن است قبل از انجام سی تی اسکن دارویی به بیمار تزریق شود. اگر بیمار به بعضی داروها حساسیت دارد، حتما قبل از تزریق دارو باید آن را به اطلاع پرسنل پزشکی حاضر در اطاق سی تی اسکن برساند. اگر بعد از تزریق بیمار احساس بدحالی کرد، باید آن را فورا به پرسنل پزشکی اطلاع دهد.
• در حین کارکردن دستگاه بیمار باید بی حرکت باشد تا تصاویر واضحی تهیه شوند.
• سی تی اسکن درد ندارد.
• ممکن است در حین انجام سی تی اسکن ، تکنیسین رادیولوژی از بیمار بخواهد تا برای چند ثانیه، نفس خود را نگه دارد.
• هزینه تهیه سی تی اسکن و مدت زمات تهیه آن بیش از رادیوگرافی ساده است و مقدار اشعه ایکسی که در حین سی تی اسکن به بدن بیمار تابیده می شود، بیش از رادیوگرافی ساده است. پس نمی توان از این روش در هر بیماری استفاده کرد. از این روش پرهزینه که خطرات آن هم از رادیوگرافی ساده بیشتر است باید تنها زمانی استفاده کرد که اطلاعات بدست آمده از آن قطعا به تشخیص و یا درمان بیماری کمک کند.
• سی تی اسکن فقط در مراکز تشخیصی و درمانی بزرگ وجود دارد.

سی تی اسکن برای تشخیص چه بیماری هایی مفید است؟

• بیماری های مغز و اعصاب ، چون سی ‌تی اسکن می‌تواند تفاوت بین خون تازه و کهنه را به تصویر بکشد، به همین دلیل برای نشان دادن موارد اورژانسی بیماری های مغزی بهترین کاربرد را دارد.
• بیمارهای مادرزادی مانند بزرگی یا کوچکی جمجمه
• تشخیص تومورهای داخل جمجمه‌ای و خارج مغزی
• خونریزی در قسمت‌های مختلف مغز و سکته‌های مغزی
• تشخیص بیماری اعضای داخل شکمی مانند کبد، لوزالمعده و غدد فوق کلیوی
• بررسی بیماری های ریه