اولین سیستم تصویربرداری به وسیله کامپیوتر سی تی اسکن است. اولین سی تی در ابتدای دهه ۷۰ ساخته شد (نسل اول) سی تی اسکن یکی از پرکاربردترین تجهیزات تصویربرداری به حساب می آید. تصاویر (کات) بدست آمده در Ct scan به صورت مقطعی می باشد. CT اسکنرهای مدرن می توانند تصاویری ازهر ۵mm برش از بافت با طول کلی ۳۰cm (60 تصویر) در مدت زمان ۱۰ ثانیه انجام دهد. با ظهور سی تی اسکن در دنیای پزشکی، کاهش چشم گیر تعداد جراحی ها برای کشف بیماری صورت گرفت.
شما در این مطلب با سی تی اسکن و نحوه عملکرد آن آشنا می شوید و آموزش کالیبراسیون سی تی اسکن را به صورت مختصر یاد میگیرید. کنتراست CT scan به واسط ی طبیعت توموگرافی از دیگر تصویر برداری های رادیوگرافی بیشتر است. عدم وجود ساختارهای غیر لایه ای در تصاویر CT به طور قابل توجهی کنتراست را بهبود می بخشد.
آرایه سنسور شامل گروهی از شاخص های اشعه X در آرایه ای منحنی شکل است که مرکز این منحنی در کانون قرار دارد. اشعه X به شکل بادبزن است. منبع اشعه X و آرایه سنسور نسبت به هم ثابت اند و پیرامون جسم مورد اسکن در طول اسکن، می شوند.
در این حالت تصاویری از جسم در محدوده گردش ایجاد می شود. در هر گردش یا دید، اشعه توسط جسم تضعیف می شود. اطلاعات سنسور در هر گردش جمع شده و از طریق کانال دریافت پردازش می شود تا تصویری مقطعی از بیمار حاصل شود. بین کانال های دریافت باید همسانی وجود داشته باشد. دلایل زیادی باعث ایجاد غیرهمسانی در کانال های دریافت می شود، برای مثال از دست دادن همسانی شاخص های نیمه هادی به دلیل آسیب تابشی، وابستگی انرژی فتودیودهایی که برای شاخص های نیمه هادی استفاده شده اند یا تفاوت در تابع تبدیل برای هر کانال شاخص بنابراین کالیبراسیون مرتب آرایه شاخص ها امری ضروری است. روش معمول کالیبراسیون سی تی اسکن، استفاده از وسیله ای به نام فانتوم است. فانتوم، تضعیف مشخصی را برای اشعه ای که از آن عبور می کند، ایجاد می کند. هر گونه غیر همسانی ایجاد شده در طول کالیبراسیون با استفاده از فانتوم باعث ایجاد خطایی می شود که برای تصحیح و کالیبراسیون کانال فیدبک داده می شود، بنابراین برای استفاده متوالی در تصویر برداری بیمار، همسان باقی می مانند. تضعیف معمولا به صورت نمایی است. به این معنا که برای یک اشعه با شدت ورودی Io، شدت I، اشعه گذشته از طول L از ماده ای با ضریب تضعیف M با معادله I= Io e-ML داده می شود. پس جذب انرژی اشعه x تابعی از چگالی ماده و طول مسیر است. تکنیک های مختلفی فانتوم را برای کالیبره کردن کانال های شاخص استفاده می کنند. بعضی از این تکنیک ها از سیلندرهای پلاستیکی پر شده با آب و سیلندرهای پلاستیکی جامد با دانسیته از پیش تعیین شده گوناگون، استفاده می کنند. پرتو انرژی تولید شده به وسیله منبع اشعه X معمولا طیف انرژی گسترده ای را که شامل انرژی های فوتونی مختلف است، ایجاد می کند. هنگامی که اشعه X از جسمی که دانسیته آن از پیش مشخص شده می گذرد، در ابتدای راه جذب بیشتری از انرژی فوتونی پایین رخ می دهد برای فوتون های با انرژی بالاتر، جذب در نواحی دورتری اتفاق می افتد. به عنوان مثال در تصویر صحیح وجود سرطان در فانتوم آبی یا بافت نرم انسانی (که دانسیته شبیه آب دارد) نشان داده می شود و نتایج نشان می دهد که جذب در طول باند طیفی اشعه، ثابت نیست. آب به عنوان منبع جذب خوبی شناخته می شود و به عنوان اشعه مرجع در تصاویر CT استفاده می شود.
آب مقطر به دلیل مقدار دانسیته ای که دارد قیمت پایینی دارد و از آنجا که یکی از ترکیبات اصلی بدن انسان است به عنوان فانتوم به کار می رود. اخیرا از صفحات مسطح پلی اتیلن با ضخامت های گوناگون به عنوان فانتوم استفاده می شود. البته فانتوم های صفحه ای، تابش پخش شده به وسیله بدن بیمار را کاملا شبیه سازی نمی کند و تا هنگامی که تصحیح پخش مقاومت وجود دارد نتایج مطلوب به سختی حاصل می شوند. ممکن است از فانتوم های دقیق پلاستیکی یا آب و پلاستیک استفاده شود. با کنترل سایز دقیق از طریق براده برداری و ترکیب دقیق مواد با چگالی معلوم و مکان یابی دقیق فانتوم در میدان اسکن، مسیر تضعیف ML مشخص می شود. بنابراین اندازه گیری حقیقی تضعیف در طول این مسیر می تواند با تضعیف ایده آل محاسبه شده مقایسه شود و کالیبراسیون انجام شود.
یکی از روش های کالیبراسیون کانال های CT اسکن این است که اطلاعات کالیبراسیون به وسیله تصویربرداری گروهی از المان های فانتوم جمع آوری شود. المان های فانتوم در یک هندسه دایره ای دقیق، شکل داده شده اند و مرکز هر فانتوم به طور دقیق بر مرکز گردش X منطبق است. اطلاعات جمع آوری شده به وسیله جدول کالیبراسیون مدوله می شوند. در این حالت تصویر سوژه به وسیله اطلاعات کالیبراسیون برای تصحیح هر گونه خطا در آرایه شاخص ها، تصحیح می شود. این روش، به دلیل تنظیم فانتوم پچیده و وقت گیر و به دلیل براده برداری دقیق، هزینه بیشتری دارد.
روش دیگر برای کالیبراسیون شاخص استفاده از یک فانتوم دایره ای شکل است. این فانتوم در فاصله ای از محور گردش اسکنر و در مسیر تابش اشعه قرار می گیرد. طول مسیر فانتوم به محل زاویه ای اسکنر نسبت به فانتوم در طول اسکن بستگی دارد. مزیت این روش این است که تنها یک فانتوم باید تنظیم و کنترل شود. این تکنیک نیاز به فانتوم کالیبراسیون همگن با هندسه ای دقیق دارد.
روش اخیر به جای تحمیل لوازم اضافی در دقت هندسی فانتوم یا مکان یابی صحیح آن از دقت مکانیکی ذاتی اسکنر در کالیبراسیون شاخص استفاده می کند زیرا محدودیت خاصی در شکل هندسی فانتوم یا دقت در مکان یابی یا قیمت وجود ندارد. به علاوه امکان نیاز به کالیبراسیون های جداگانه برای قسمت های مختلف بدن نیز بر طرف می شود که این مسئله باعث صرفه جویی در وقت و هزینه است. در این روش بیشتر از فانتوم های آبی که شباهت زیادی با خصوصیات بدن انسان دارند، استفاده می شود. برای مطالعه مشکلات ایجادی در اثر پدیده پخش در حین کالیبراسیون نیز می تواند از فانتوم هایی با شکل هندسی غیر منظم استفاده کرد.
این روش با پنجره های اشعه X کمتری قابل انجام است. در این حالت از سیستم دست یابی اطلاعات خطی کامل، استفاده می شود و فرم تابعی تصحیح نیز محدود به چند جمله نمی شود. پس این روش برای محدوده وسیعی از مقادیر تضعیف ML قابل انجام است. در این جا اطلاعات کالیبراسیون از طریق «منحنی سید» که از مشخصات شاخص برداشت می شود، درون یابی می شود. این عمل اجازه جبران رفتار غیر خطی سیستم را می دهد. مرحله اول روش، هدایت کردن یک پرتو اشعه در گروه شاخص های تابش است. اشعه از طریق فانتومی که مشخصات تضعیف مشخصی دارد، هدایت می شود. فانتوم اشعه را تضعیف می کند و شاخص ها اطلاعات تضعیف را از پرتو تضعیف شده می سنجد. سپس، اطلاعات تضعیف سنجش شده برای تولید تصویر فانتوم سنجش شده بازگشت داده می شوند.
