دسته: گاماکمرا- اسپکت

گاماکمرا- اسپکت

گاماکمرا – اسپکت یکی از دستگاه های تصویربرداری پزشکی که در تشخیص بیماریهای مختلف به کمک پزشکان آمده است. گاماکمرا یا انتشار توموگرافی رایانه ای تک فوتون (Single Photon Emission Computed Tomography) یا همان اسپکت SPECT ، برای چندین دهه در پزشکی هسته ای جهت اسکنهای قلب و عروق، اسکن استخوان، اسکن کلیه و غیره مورد استفاده قرار گرفته است تا تصاویر سه بعدی از توزیع پرتوهای رادیویی را فراهم کند.

این دوربین یا اسپکت ( SPECT ) تشعشعات ساطع شده از رادیوایزوتوپهای تزریقی را آشکارسازی کرده و تشکیل یک تصویر از توزیع آنها در بدن میدهد. به طور کلی در روشهای تصویربرداری با رادیوایزوتوپ یا همان پزشکی هسته ای، چون بافتهای مختلف بدن بسته به نوع اسکن مقادیر مختلف ماده رادیواکتیو جذب میکنند میتوان اندازه، شکل و موقعیت یک اندام را نسبت به محیط اطراف آن اندام بررسی کرد.

تفاوت روشهای تصویربرداری پزشکی هسته ای با روشهای دیگر تصویربرداری پزشکی در ارائه ی تصاویر پاتولوژیک نسبت به تصاویر آناتومیک در روشهای دیگر تصویربرداری پزشکی میباشد.
اگرچه داده های SPECT به طور کلی، برتر از داده های تصویربرداری مسطح (Planar) هستند، اما گاهی اوقات استفاده از داده های SPECT به دلیل عدم توانایی در محلی سازی دقیق آناتومیک یک ناهنجاری، دارای ضعف هایی نیز می باشد. با ترکیب روش تصویربرداری اسپکت با یک روش تصویربرداری آناتومیک مانند توموگرافی کامپیوتری (CT)، می توان بسیاری از این محدودیت ها را جبران نمود. ما در مبحث اسپکت/سی تی شما را با روش تصویربرداری ترکیبی SPECT – CT نیز آشنا خواهیم کرد.

• راديودارو چیست و کاربرد آن در پزشکی هسته ای به چه صورت میباشد:

رادیوداروها یا مواد رادیواکتیو، موادی هستند که در اکثر موارد به صورت مایع و با اکتیویته مشخص در مباحث مختلف و به خصوص پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند. ماده رادیواکتیو در اکثر موارد با تزریق وریـدی وارد بـدن مـیشـود و پـس از تجمـع در بافت مـورد نظـر تابش حاصل از آن تصویربرداری می شود.
دو موضوع در استفاده از رادیوداروها در بخش پزشکی هسته ای باید مدنظر قرار بگیرد. این دو موضوع، نیمه عمر ماده رادیواکتیو و انرژی آن است. نیمه عمر ماده رادیواکتیو مورد استفاده نباید آنقدر طولانی باشد که بیمار و اطرافیانش به مدت طولانی در معرض پرتو قرار گیرند و از طرفی نباید آنقدر کوتاه باشد که قبل و یا درحین تصویربرداری اکتیویته آن کاهش چشمگیری داشته باشد. همچنین انرژی ماده رادیواکتیو نیز برای آشکارسازی آن در سیستم مهم است.

منابع مورد استفاده در دوربینهای گاما، ایزوتوپ های منتشر کننده اشعه گاما هستند که معمول ترین آنها تکنسیم است. تکنسیم دارای نیمه عمر 6 ساعت است و در مدت یک روز از بدن بیمار خارج می شود (دفع فیزیولوژیک آن مناسب است). این رادیوایزوتوپ جذب خوبی دارد و دارای انرژی KeV140 است. یک داروی پرتوزا محتوی مواد شیمیایی خاصی است که با یک رادیونوکلئید نشاندار شده است.

• ساختار و عملكرد کلی گاما کمرا:

اســـاس کـــار دستگاه گاماکمرا یا به عبارتی دوربــیـــن گـــامـــا و اسپکت ( SPECT )، شـمــارش جرقه زنی هایست که توسط برخورد اشعه گاما به صفحه ای بنام کریستال بوجود میآید. فوتونهایی که از بدن ساطع می شود به دلیل وجود بافت و موانع مختلف در سر راه خود، دچار پدیده جذب و یا پراکندگی می شوند. هر کدام از این اتفاقات میتواند انرژی آن را تغییر دهد یا فوتون را از مسیر خود منحرف کند.

به هر حال بر اثر این پدیده ها یکسری پرتوهای غیر مفید و پراکنده داریم که از دقت تصویربرداری کم میکنند. برای حذف این پرتوها از کلیماتور استفاده میشود (که بسته به انرژی ایزوتوپ مورد استفاده نوع کولیماتورهای استفاده شده متفاوت میباشند)، تا از ورود اینگونه فوتونها به آشکاساز جلوگیری شود و از برخورد تعداد قابل توجهی از پرتوهای مورب و پراکنده به کریستال جلوگیری میکند.
استفاده از کولیماتور باعث عمل موازی سازی پرتوها شده و فوتونها به کریستال برخورد کرده و باعث برهمکنش شده و عمل سوسوزنی یا همان جرقه زنی رخ میدهد. فـوتـومـولتـی پـلایـرهـای ((Photo Multiplier Tube-PMT قـرارگرفته در پشت کـــریـسـتــال پــالــسهــای نــوری را جـمــع آوری میکنند و با توجه به مدار الکترونیکی متصل به PMT ها و پالس رسیده به هریک از PMT ها عمل مکان یابی صورت گرفته و مقدار پالس اصلی به همراه موقعیت مکانی (x,y) به عنوان ورودی در اختیار الگوریتم بازسازی قرار میگیرد.

بعد از انـجــام مــراحــل بــازسـازی، تصـویـری بـه دسـت مـیآید که میتوان آن رابر روی یک نمایشگر به صورت رنگی با شدتهای متفاوت مشاهده کرد که در حقیقت تصویر ناشی ازعضو یا ارگان موردنظر است.

• اجزاء دستگاه گاماکمرا:

دوربین گاما یا به عبارتی جامعتر دستگاه اسپکت ( SPECT ) را میتوان به چهار قسمت اصلی تقسیم بندی کرد. این دستگاه شامل گنتری، دتکتور یا آشکار ساز، کنسول و تخت میباشد.

گنتری دستگاه گاماکمرا:

گنتری یا همان تنه دستگاه است که در اکثر دستگاههای موجود در بازار تجهیزات پزشکی، بخش متحرک دستگاه نیز میباشد و محل قرارگیری دتکتور (دتکتورهای) دستگاه گاماکمرا میباشد.
دتکتور دستگاه گاماکمرا و اجزای آن:
دتکتور دستگاه گاماکمرا همانطور که از نام آن مشخص است نقش آشکارسازی تشعشعات خروجی از بدن بیمار یا دریافت شده را دارد. دتکتور دستگاه گاماکمرا از اجزایی چون کلیماتور، آشکارساز یا کریستال، فوتومالتی پلایر تیوب (PMT) و مدارات الکتریکی تشکیل شده است. دتکتور دستگاه گاماکمرا مهمترین و در عین حال گرانترین قسمت دستگاه میباشد.
دتکتور اشعه گامای ورودی به خود را جذب و به سیگنال الکتریکی مطابق با همان محلهایی که جذب انجام شده تولید میکند واین علایم را به کنسول دستگاه گاماکمرا میفرستد.
در ادامه به توضیح مختصری از اجزاء مختلف دتکتور دستگاه گاماکمرا میپردازیم.

1. کلیماتور:

کلیماتور معمولا از قطعات خیلی بزرگ سربی تشکیل شده است که دارای روزنه هایی است این روزنه ها به موازات هم قرار گرفته اند. کولیماتورها طوری ساخته شده اند که فقط پرتوهایی را که به موازات روزنه ها حرکت میکنند را عبور می دهند.
هدف از استفاده کولیماتور در دستگاه گاماکمرا حذف پرتوهای غیر از پرتوهای اصلی در محل بافت میباشد. بعنوان نمونه پرتوهای مورب و پراکنده که از برخورد با بافت بدن بیمار یا تخت دستگاه به سمت دتکتور می آیند.

2. کريستال:

نقش کریستال در دتکتور دستگاه گاماکمرا، تبدیل اشعه گاما به فوتونهای نوری و انتقال به PMT های دستگاه گاماکمرا میباشد. کریستال های مورد استفاده در دستگاه گاماکمرا انواع مختلفی دارند که معمولا از جنس یدید سدیم (NaI) تشکیل شده است. که مقدار کمی ناخالصی تالیم به همراه دارد. این جسم به نور حساس است و با جذب اشعه گاما، فوتونهای نورانی تابش می کند. این فوتون ها طول موجی در حدود 410 نانومتر دارند.

3. فوتومولتی پلاير تیوب (PMT):

PMT یا به اصطلاح پی ام تیوب شامل: فتوکاتد، منبع تغذیه ولتاژ بالا (تقویت کننده الکترون) و در نهایت قسمت خروجی است. وقتی فوتونی جذب کریستال شده و جرقه نورانی ایجاد می شود، هر تیوب یک پالس خروجی جریان تولید می کند. بنابراین پی ام تیوب مانند یک مبدل نور مرئی به جریان الکتریکی عمل می کند.

دامنه پالس هر تیوب مستقیما متناسب است با مقدار نوری که فتوکاتد آن دریافت کرده است نور حاصله در لایه فتوکاتد فتومولتی پلایر به تعدادی الکترون های کم انرژی تبدیل می شود. سپس الکترون های منتشره از فتوکاتد در طول فتومولتی پلایر از یک داینود به داینود بعدی با اختلاف پتانسیل کلی حدود 2000 ولت شتاب میگیرند.
با برخورد هر الکترون به سطح داینود دو یا سه الکترون از آن تابش می شود در نتیجه بهره تقویت افزایش می یابد. در نهایت جریان خروجی فتومولتی پلایر را می توان به مدار تقویت کننده داد، تا در وسایل اندازه گیر توان، مقیاس ها یا صفحه نمایش استفاده شود.

آن لامپ هایی که نزدیک نقطهِ تولید کننده نور باشند بزرگ ترین پالس ها و آن ها که از آن دور هستند علایم کوچکی ایجاد می کنند در نتیجه هر تیوب متناسب با میزان نزدیکی به جرقه، پالس الکتریکی تولید میکند. در بعضی موارد پالس های خروجی آن قدر کوچک هستند که در پارازیت های الکتریکی معمولی تیوب گم می شوند و بنابراین از نظر تصویری هیچ کاربردی ندارند.