تاریخچه رادیولوژی

بحث جدید پیرامون رادیولوژی رو با یک تاریخچه از اون شروع میکنیم ...

انشالله در چند روز آینده به طور مفصل تر و البته تخصصی تر به این بخش نگاه میکنیم ، با ما همراه باشید ...

تاریخچه رادیولوژی :
کشف اشعه ایکس توسط , ویلهلم کنراد رونتگن و همزمان با آغاز Musculoskeleta Radiology بود. بطوریکه اولین رادیوگرافی از انسان ، از دست خانم Bertha ، همسر رونتگن ، در 22 دسامبر 1895 بعمل آمد . رونتگن دراولین روز سال 1896 گزارشی از تحقیقات اولیه خود و اولین تصویر X-Ray به دانشگاه های اروپا فرستاد که باعث شور و هیجان خاصی شد . در 13 ژانویه در یک نمایش اختصاصی و غیر رسمی دستاورد خود را به نمایش گذاشت.

بعداز اصرارهای زیاد از طرف دانشگاه ها، رونتگن ، در 23 ژانویه 1896 درسالن سخنرانی انستیتو فیزیک Wurzburg درهمان ساختمانی که در 18 نوامبر 1895 اشعه ایکس راکشف کرده بود درمورد کشف خود سخنرانی کرده از دست پرفسور آناتومی آقای von Kolliken ، رادیوگرافی کرد که باعث شد پرفسور، رونتگن را مورد تمجید و ستایش قرار بدهد و پیشــنهاد کــرد که پــدیـده جدید را اشعه رونتگن بنامند. بــنابراین توسط تصویربرداری از دست با استفاده از اشعه ایکس، رشته تخصصی پزشکی رادیولوژی و زیر رشته تخصصی Musculoskeleta Radiology همزمان بوجود آمدند.
بعد ازچندین هفته ازواقعه ، اهمیت کاربرد اشعه X درپزشکی سریعا" آشکار شد و اولین گزارش درمورد آن درمجله Nation در صفحه 101 ،30ژانویه 1896 چاپ نیویورک منتشر شد. اولین اشعه X ازلوله کروکس که دیواره آن شیشه ای بود، تولید می شد که این لوله ها آند نداشتند. اگر چه نتایج شگفت انگیز بود ولی تقریبا" غیر رضایت بخش بودند. درعرض چندین هفته محققان زیادی برای بهبود تکنیک ها وتصاویر حاصل از استخوان ، تلاش و کوشش کردندکه درطول ماههای آخر سال 1896 دو تکنولوژی مهم بوجود آمد. اولی طراحی تیوب توسط Sil Habert Jackson بود که یک صفحة پلاتینیوم را درمرکز لوله کروکس با کاتد خمیده ، قرار دارد. که اشعه های کاتد یک رابر روی یک نقطه کوچک در Target فوکوس می کرد که سریعا" مورد پذیرش همگان قرار گرفت که ازاین تیوب تصاویر شفاف رادیوگرافی حاصل می شد از این نوع تیوب ها در بازار لندن درهمان سال فروخته شد. دومی ، اسکرین های فلوروسنت بود. Thomas A.Edison با سعی در گسترش تکنولوژی اسکرین ، اعتبار زیادی به ان بخشید.

او هزاران کریستال رامورد آزمایش قرار داد و نهایتا" تنگستات کلسیم را پیشنهاد نمود البته بعلت دانه دانه بودن تصاویر که سبب غیر یکنواختی اسکرین می شد سریعا" مورد پذیرش قرار نگرفت . البته دراین زمان افراد زیادی بصورت مستقل روی صفحات اسکرین کارمی کردند. برای مثال فردی که دراثر شلیک توپ مجروح شده است، بااستفاده از تیوب کروکس و زمان اکسپوژر 20 دقیقه و تصویر با استفاده از اسکرین رادیوگرافی شده است. ( رادیوگرافی ها در دادستانی نیویورک آرشیو شده است )
درماههای اول بعد از کشف اشعه X یک فیلد دامنه دار در سطح بین المللی برای تهیه تصاویر دست بوسیله اشعه ایکس بوجود آمد.علت آن این بود که دستگاههای آن زمان فقط می توانستند از دست تصویر تهیه نمایند وقادر به تهیه تصویر از سایر قسمتهای بدن نبودند. خیلی از افراد قدرتمند و صاحب مقام آرزو داشتند ازدستشان تصویر X-Ray داشته باشند.تصاویردیگری از اشیاء کوچک ، موجوداتی مثل ماهی ها, دوزیستان و پرندگان تهیه شد .البته دراین زمان هنوز تصاویر نرمال و غیر نرمال شناخته نشده بودند. بعد از کشف اشعه X هردو ارگان نظامی و غیر نظامی برای درمان مجرحان Musculoskeletal همکاری می کردند بعنوان مثال بخش درمان ارتش انگلیس درسال 1896 دو دستگاه به همراه هیئت مربوطه به بخش ارتش مصری - سودان در آفریقا، اعزام کرد. صلیب سرخ جهانی درجنگ ترکیه - یونان در سال 1897 ازدستگاههای رادیولوژی استفاده کرد. و در سال 1898 از 17 دستگاه رادیولوژی در بیمارستان های عمومی و کشتی بیمارستانی ، درجنگ بین آمریکا- اسپانیا، استفاده شد که در بدو شروع جنگ جهانی رادیولوژی هنوز به بلوغ کامل نرسیده بود جنگ باعث شد تا تلاش و کوشش های فراوانی برای تربیت رادیولوژیست بعمل آید و نیز باعث اســتانداردشدن ، قابل دسترس بودن و ایمنی تجهیزات شد و نهــایــتا" مــنجر به گسترش تکنولوژی فلوروســکوپی شــد.
دراواخر 1897 ، ton , Mo مــوفــق به تهیــه یک کلیشـه رادیوگرافی از کل بــدن شد -( Whole Skeleton ) کل زمان تهیه فیلم 30 دقیقه بود که چندین مرحله جهت خنک شدن تیوپ قطع می شد که دراین رادیوگرافی از تیوب فوکوس دار استفاده شد . آقـای Arthur Wolfram Fuchs کارمند Eastmankodak درسال 1930 بوسیله بکار بردن فیلتر و اسکرین موفق به تهــیه تــصویر Whole - body درمدت زمان 2-1ثانیه شد ولی از Kvp75 و 100 ma = استفاده کرد. درحالیکه اولین تصویر Whole - body توسط مواد رادیواکـتیو در ســال 1970 بوسیله Michael B.D Cooke و Errin Daplam با استفاده از Technetium- 99m - Pertechnetate ضمن بررسی یک مریض که دچار رومـاتــوئــید آرتـریت بـود بوجود آمد .Raymond Damadian درسال 1986 موفق به تهیه تصویر از کل بدن بوسیله MRI شد که کل زمان 4.2 دقیقه و با Thicknet ، 5mm بود .
بعد از ماههای اولیه کشف اشعه X که همراه با تجربیات مجذوب کننده و کاربردی بود بعضی ار کاربران متوجه تغییرات در پوست به سبب کاربرد زیاد اشعه X شدند . این تغییرات پوستی، دردست بوجود آمد چون پـرتـوکاران اولـیه ازدســت بعنــوان وسیله ای برای بخــش میــزان قــدرت نــفوذپــذیری تیــوب استفــاده می کردند. چنــدین نفــر دراوایل جان خود را از دست دادند که یکی از آنها Mihran Krikor kassabian از فیلادلفیا بود که وی یکی از پیشــکسوتان رادیولوژی و فردی محــقق دانشــمند بود که از وی بعنوان اولین شهید رادیـولوژی اسم برده شده است . اولین کتابی که درآن راجع به X-Ray نوشته شـده اسـت در سـال 1896 چاپ شد ه است که دربــاره اســـاس X-Rayو تکنیــک هـای اولیــه آن زمــان بحث شــده اســـت و نــیز دارای چنــدین تصویر از دســت و پــای انســان است . سومین سری انتشارات در فاصـله زمانــی 1910-1900 بوجود آمـد که مــی تــوان گــفت اولین کتابهای textرادیولوژی می باشـندکه برای استفاده پــزشـکانــی که با X-Ray کــار می کردنــد ، منتــشر شــد.
تاریخچه کوتاهی از اولین دستگاه رادیولوژی
پروفسور حسابی پدر علم فیزیک و مهندسی نوین ایران، برای آنکه بتوانند، پدیده های نوین را ، به دانشجویان خود تدریس نمایند، و آنان را با دست یافته های جدید جهانی، آشنا کنند، اولین دستگاه پرتو ایکس را در آزمایشگاه دانشسرای عالی (دارالمعلمین وقت)، با ابعاد بسیار کوچک، در سال 1309 هـ ش. راه اندازی نمودند.
به گفته دکتر سیّد محمد حسابی ، ایشان حدود یک سال فقط به امر مطالعه، پژوهش، طراحی و محاسبه این دستگاه پرداختند، و در این زمینه، از پروفسور ژانه، پروفسور میشل، یعنی اساتیدشان در اکول سوپریور دو الکتریسیته (پلی تکنیک فرانسه، که مدرسه مهندسی برق ایشان در پاریس بود)، و نیز از راهنمایی های پروفسور فابری(استاد ایشان در دانشگاه سوربن)، راهنمایی مهمی را دریافت کردند، و حتی آنها هر یک چند قطعه از وسایل مورد نیاز ساخت دستگاه رادیولوژی را، از دانشگاه های خود برای استاد هدیه فرستادند.
ایشان به خاطر می آورند که برای پیچیدن بوبین هایی که در ساخت ترانسفورماتورها برای تولید برق با ولتاژ بالای این دستگاه به کار می رفت ماهها در تنها تراشکاری آن روز تهران و با کمترین امکانات و تجهیزات اقدام به ساخت این سیم پیچ ها نمودند.
آقای دکتر حسابی تصمیم به ساخت یک دستگاه رادیولوژی بیمارستانی(کاربردی) در کشور در ابعاد غیر آزمایشگاهی گرفتند.
به همین منظور برادرشان را برای گذراندن یک دوره تخصصی رادیولوژی به مدت یک سال به فرانسه (دانشگاه پاریس) فرستادند.
زیرزمین بیمارستان گوهرشاد که طول آن تقریباً 45 متر و عرض آن تقریباً 4 متر بود برای انجام پروژه ساخت اولین دستگاه رادیولوژی کاربردی بیمارستانی در نظر گرفته شد.
جرقه هایی که بین مقره های به کار رفته در این زیرزمین جهش میکرد به طول تقریبی 70 سانتیمتر و با صدای بسیار زیاد بود که به واسطه وجود ولتاژ بالا بین سیم ها می جهید که از شدت نور و صدای آنها کسی جراًت نمیکرد وارد این زیرزمین شود.
تماس با نویسنده مطلب : [e-mail]

منبع : prin.ir

مفاهیم رادیولوژی

پیروی اون قولی که داده بودیم بحث مربوط به رادیولوژی رو پی میگیریم، در ادامه مطلب به مفاهیم مربوط به دستگاه های رادیولوژی می پردازیم :

مفاهیم رادیولوژی
همان طور که می دانید الکترونها ذرات با بار منفی هستند که در یک توصیف ساده روی مداراتی به دور هسته می چرخند. با توجه به برابر بودن تعداد الکترونها و پروتونهای یک اتم در حالت عادی ،‌ این اتم از لحاظ بار خنثی می باشد. این توصیف که به منظومه شمسی شبیه است ، تفاوتهایی نیز با آن دارد ، از جمله اینکه در هر مدار بر خلاف مدارات منظومه شمسی بیش از یک الکترون وجود دارد و آن به این نحو است که در مدار اول حداکثر 2 الکترون ، در مدار دوم حداکثر 8 الکترون و...که اگر به صورت ریاضی این روند را نشان دهیم و شماره مدار را n فرض کنیم حداکثر تعداد الکترونی که می تواند در آن مدار قرار گیرد از رابطه Zn2 بدست خواهد آمد. ترتیب این مدارات با حروف لاتین که با حروف K شروع می شود ، نامگذاری شده است.
تفاوت دیگری که مدارات اتم با منظومه شمسی دارد ، کروی شکل بودن لایه مدارات است. الکترون لایه اول که نزدیکترین لایه به هسته است ، الکترون K نامیده می شود و به همین ترتیب لایه های بعدی N , M , L و... از هسته دور می شوند. قطر لایه های الکترون نشأت گرفته از سه اثر هستند که عبارتند از:
1- نیروهای هسته ای وارد بر الکترونها
2- مومنتوم زاویه ای
3- انرژی الکترون
نیرویی که بین هسته و الکترون برقرار است و الکترونها را در اتم نگه می دارد Binding Force نیروی همبستگی نامیده می شود و با عکس مجذور فاصله بین هسته و الکترون متناسب است. مومنتوم زاویه ای نشانگر حرکت منحنی شکل الکترون به دور هسته می باشد. ذرات مقید (Bound Particles) همواره انرژی منفی در خود دارند که این قضیه شامل الکترون ها نیز می شود که برای آزاد شدن این انرژی باید به مقدار صفر یا مثبت برسد و چون این انرژی به عنوان مقدار انرژی لایه در بردارنده الکترون به عنوان مثال تنگستن دارای یک انرژی لایه ای K به میزان kev 5/69 و انرژی لایه L به مقدار kev 11 می باشد.

تشعشع الکترومغناطیسی
* پرتو الکترومغناطیسی (electromagnetic Radiation)
* فوتون (photon):
یک فوتون کوچکترین کمیت هر پرتو الکترومغناطیسی است. همانند اتم که کوچکترین کمیت هر عنصر است. فوتون ممکن است بصورت باندهای کوچک انرژی که غالباً کوانتوم (quantum) نامیده میگردد و در فضا با سرعت نور حرکت می کند، درنظرگرفته شود.
ما فوتون های X-ray، فوتون های نور و انواع دیگر پرتوهای الکترومغناطیسی را با عنوان پرتو فوتونی (photon Radiation) می شناسیم و نام گذاری می کنیم.
یک فوتون X-ray یک کوانتوم انرژی الکترومغناطیسی است.
درقرن نوزدهم، MaXwell نشان داد که نور مرئی هم دارای خاصیت مغناطیسی است و هم دارای خاصیت الکتریکی، بنابراین نام این پرتو را پرتو الکترومغناطیسی گذاشت.
*سرعت و دامنه (Velocity & Amplitude)
فوتونهای حامل انرژی در فضا با سرعت نور (C) منتشر می شوند. سرعت نور 186.000 مایل برثانیه و یا درواحد SI سرعت نور 3.10 m/s است.
سرعت همه پرتوهای الکترومغناطیسی 3.10 m/s است.
اگر چه فوتونها به علت نداشتن جرم و درنتیجه نداشتن شکل قابل تشخیص، ولی آنها دارای میدانهای الکتریکی و مغناطیسی هستند که بطور پیوسته با زمان و بطور سینوسی (sinusoidal) تغییر می کنند. شکل سه مثال از تغییر سینوسی را نشان می دهد. به این نوع از تغییرات معمولاً موج سینوسی (sine ware) گفته می شود.
دامنه نصف فاصله بین قله (crest) تا دره (valley) درموج سینوس است.
* فرکانس و طول موج (frequency and wavelength)
مدل موج سینوسی پرتوهای الکترومغناطیسی، تغییرات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را هنگام عبور پرتو با سرعت C را نشان می دهد. خواص مهم این مدل فرکانس (f)(frequency)و طول موج (l)(ware length) است.
فرکانس (بسامد) معمولاً بصورت تعداد نوسانات در هر ثانیه تعریف می گردد و واحد اندازه گیری آن هرتز (Hz)(Hertz) است که برابر است با یک دوره بر ثانیه(1 cycle / second)
فرکانس برابر است با تعداد طول موجهایی که در هرثانیه از یک نقطه عبور می کند.
فاصله میدان دو قله و یا دو دره ویا دو نقطه متناظر در یک موج سینوسی طول موج (wavelength) نامیده می گردد. شکل سه موج سینوسی با طول موجهای مختلف را نشان می دهد
همانگونه که مشاهده می گردد، با افزایش طول موج، فرکانس کاهش می یابد.
سه پارامتر سرعت، فرکانس و طول موج همگی برای بیان و توصیف یک پرتو الکترومغناطیسی لازم هستند.
دریک سرعت ثابت، فرکانس و طول موج نسبت عکس دارند.
سه پارامتر اصلی پرتوالکترومغناطیسی طبق معادله موج (ware equation) به هم مرتبط میگردند:
Velocity=Frequency × Wavelength
V=f. l
معادله موج هم برای پرتو الکترومغناطیسی و هم برای امواج صوتی مورد استفاده قرار می گیرد ولی این را در ذهن داشته باشید که امواج صوتی بسیار متفاوت از فوتونهای الکترومغناطیسی هستند.
منابع تولید صدا متفاوت هستند، این امواج درجهات مختلف منتشر می گردند وسرعت آنها دارای تغییرات زیادی است و سرعت امواج صوتی وابسته به ماده ای است که صوت در آن ها منتشر می گردد و امواج صوتی از خلاء نمی توانند عبور کنند.
بعد از این معادله موج معرفی شد، ما می توانیم این معادله را برای پرتوهای الکترومغناطیسی بصورت ساده شده زیر در آوریم (توجه گردد چون پرتوهای الکترومغناطیسی دارای سرعت ثابت (C) هستند.):
C: سرعت پرتوالکترومغناطیسی l
f: فرکانس
l: طول موج
*طیف الکترومغناطیسی (Electromagnetic spectrum)
محدوده فرکانس پرتو الکترومغناطیسی تقریباً از 10 Hz تا 10 Hz است. طول موجهای فوتون مربوط به این پرتوها، تقریباً 10nm تا 10M به ترتیب است. این محدوده گسترده انواع زیادی از پرتوهای الکترومغناطیسی را که بیشتر آنها برای ما آشنا هستند، پوشش می دهد. این پرتوها روی هم، طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می دهند.
طیف الکترومغناطیسی شامل کل محدوده پرتوهای الکترومغناطیسی است.
طیف الکترومغناطیسی دارای سه منطقه مهم برای تکنولوژی رادیولوژی است که عبارتند از:
نورمرئی (visible light)، فرکانس های رادیویی (radiofrequency) و پرتو (X-radiation) X است.
قسمتهای دیگر این طیف الکترومغناطیسی شامل پرتوفرابنفش (ultraviolet radiation)، نور مادون قرمز (infrared light) و پرتو مایکروویو (microwave) است.
فوتونهای این پرتوهای گوناگون همگی یکسان هستند. یعنی هر فوتون بصورت یک باند انرژی شامل میدانهای متغییر الکتریکی و مغناطیسی است که با سرعت نور حرکت می کنند. تنها تفاوت بین این فوتونها، فرکانس و طول موج آنها است.
امواج ماوراصوت (ultrasound) به صورت فوتون نیست و این امواج دارای سرعت ثابت نیستند. ماوراء صوت، موج حاصل از حرکت مولکول هاست و این امواج به ماده نیاز دارند. در صورتیکه پرتوهای الکترومغناطیسی می توانند در خلاء هم وجود داشته باشند.
ماوارء صوت تشخیصی ، بخشی از طیف الکترومغناطیسی نیست.
* اندازه گیری طیف الکترومغناطیسی
(Measurement of the electromagnetic spectrum)
طیف الکترومغناطیسی را می توان با سه مقیاس متفاوت بیان کرد، یعنی با انرژی، فرکانس و طول موج. چون سرعت تمام پرتوهای الکترومغناطیسی ثابت است پس طول موج و فرکانس با هم نسبت عکس دارند. (C=f.l)
* نور مرئی (visible light)
هنگامی که نور مرئی را از یک منشور ( prism) عبور می دهیم، این نور به یک طیف رنگین کمانی (Rainbow) تفکیک می گردد. این پدیده را شکست ( refraction) گویند.
هنگامی که نور سفید از یک منشور عبور داده می شود، چون این نور از فوتون هایی با یک محدوده طول موج تشکیل شده است، این نور شکست پیدا می کند و منشور به عنوان یک جدا کننده طیف نور براساس طول موج است. اجزای تشکیل دهنده نور سفید دارای محدوده طول موجی تقریباً از 400 nm برای رنگ بنفش تا 700 nm برای رنگ قرمز هستند.
نور مرئی کوچکترین قسمت از طیف الکترومغناطیسی را شامل می گردد و این تنها قسمتی است که ما می توانیم آن را به طور مستقیم احساس کنیم.
نور خورشید همچنین دارای دو نوع از نور مرئی است: مادون قرمز و فرابنفش (ماوراء بنفش).
نور مادون قرمز (Infrared light) تشکیل شده است از فوتونهایی با طول موجهایی بزرگتر از نور مرئی و کوچکتر از امواج مایکرویو. مادون قرمز به هر ماده ای که بخورد کند، آن را گرم می کند، که می توانیم این گرما را گرمای تشعشعی ( radiant heat) درنظر بگیریم.
نور ماوراء بنفش (ultraviolet light) در طیف الکترومغناطیسی ما بین نور مرئی و پرتوهای یون ساز (ionizing radiation) قرار دارد. این نور مسؤل واکنشهای مولکولی است که هنگام آفتاب سوختگی ایجاد می گردد.

* فرکانس رادیویی (RF) (radio frequency)
مهندسان تلویزیون و رادیو تابش فوتونها را با فرکانس هایشان توصیف می کنند.
کانالهای تلویزیون های ماهواره ای معمولاً بوسیله فرکانس هایشان شناخته می شوند که این فرکانسها، فرکانسهای رادیویی یا RF می نامند.
فوتونهای فرکانس رادیویی دارای مقدار انرژی بسیار کم و طول موج بسیار بالای هستند.

فرکانس رادیویی که طول موج کوتاهی دارند به عنوان پرتوهای مایکرویو (microware) شناخته می گردند. پرتوهای مایکروویو وابسته به استفاده، دارای فرکانسهای متغیری هستند. اما همیشه دارای فرکانس بیشتر از فرکانس رادیویی و کمتر از مادون قرمز هستند.
پرتوهای مایکروویو دارای استفاده های گوناگونی اعم از تلفنهای همراه، کنترل سرعت در اتوبان ها و در پخت و پز (مایکروویو) دارند.
* پرتو یون ساز (Iodizing Radiation)
برخلاف فرکانس رادیویی و نور مرئی، پرتو الکترومغناطیسی یون ساز معمولاً بوسیله انرژی فوتون ذخیره شده در آن، مختص می گردند.
یک فوتون پرتو X ، تقریباً مقدار قابل ملاحظه ای، بیشتر انرژی نسبت به فوتون نور مرئی یا فوتون فرکانس رادیویی دارد. فرکانس پرتو X بسیار بیشتر و طول موج آن بسیار کمتر از انواع دیگر پرتوهای الکترومغناطیسی است. تمایزی که گاهی وجود دارد این است که فوتونهای پرتو گاما از فوتونهای پرتو X میزان بیشتری انرژی دارند. این مطلب درگذشته درست بود، چون تجهیزات پرتو X موجود، میزان انرژی محدودی داشتند. ولی اکنون به علت وجود شتاب دهنده های خطی، ما می توانیم پرتوهای X با انرژی بسیار بالاتری نسبت به پرتوهای گاما تولید کنیم، بنابراین این تمایز مناسب نیست.
تنها تفاوت مابین پرتوهای X و پرتوهای گاما، در ذات آنها است.
پرتوهای X از ابرالکترونی یک اتم که بطور مصنوعی تحریک شده است، ساطع می گردند در حالیکه پرتوهای گاما از هسته های اتم رادیواکتیو ساطع می گردند.
پرتوهای X در تجهیزات الکتریکی تولید می گردند، درمقابل پرتوهای گاما ازماده رادیواکتیو بطور خودبه خود ساطع می گردند.
این شرایط نیز در تفاوت بین ذرات بتا (Beta particles) و الکترون ها نیز یکسان است. این ذرات یکسان هستند به جز اینکه ذرات بتا از هسته می آیند و الکترونها از بیرون هسته میآیند.
نور مرئی بوسیله طول موج، فرکانس رادیویی بوسیله فرکانس و پرتوهای X بوسیله انرژی شناخته و تعریف می گردند.

منبع : prin.ir