یک دستگاه سونوگرافی چگونه کار می نماید؟
به گزارش دیتاپد، تصویر برداری اولتراسوند، یک روش تشخیصی غیر تهاجمی به شمار میرود که از امواج صوتی با فرکانس بالا، به منظور ایجاد تصاویری از اعضای داخلی بدن استفاده می کند. در این جا اطلاعاتی در خصوص روش کار دستگاه سونوگرافی فراهم می نماییم.
تألیف و ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری
منبع:راسخون
تصویر برداری اولتراسوند، یک روش تشخیصی غیر تهاجمی به شمار میرود که از امواج صوتی با فرکانس بالا، به منظور ایجاد تصاویری از اعضای داخلی بدن استفاده می نماید. در این جا اطلاعاتی در خصوص روش کار دستگاه سونوگرافی فراهم می نماییم.
یک دستگاه سونوگرافی چگونه کار می نماید؟
وی اسکن، یک دستگاه تصویر برداری اولتراسوند به میزان ی یک کف دست می باشد که شرکت بهداشت و درمان جی ای این وسیله را ایجاد نمود و مؤسسه ی ملی تصویر برداری زیست پزشکی و زیست مهندسی (NIBIB) هم در آن سرمایه گذاری نمود. وی اسکن به پزشکان اجازه می دهد که بر حاملگی ها نظارت داشته باشند، اعضای داخلی را مشاهده نمایند و مسائل مرتبط با جریان خون را آنالیز نمایند.اصطلاح اولتراسوند به فرکانسی اشاره دارد که بالاتر از محدوده ی شنوایی انسان می باشد. تصویر برداری اولتراسوند که به اسم سونوگرافی پزشکی و تشخیصی هم شناخته می شود، یک روش تصویر برداری غیر تهاجمی می باشد که استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا را برای تشخیص و هم برای اهداف درمانی در بر می گیرد. این گونه در نظر گرفته می شود که این دستگاه نسبت به اشعه های ایکس و سی تی اسکن ها، امن تر باشد، به سبب آن که مستلزم استفاده از اشعه ی یوهمان نمی باشد.
دستگاه سونوگرافی، یک ابزار تشخیصی ادغام شده با رایانه می باشد که شامل یک پروب مبدل، واحد پردازش مرکزی (CPU)، نمایشگر، صفحه کلید با دسته ی کنترل، ابزارهای ذخیره سازی دیسک و چاپگر می باشد. اجزای آن، برای فراوری تصاویری از اعضای داخلی با یک دیگر به طور هم زمان، کار می نمایند.
تصویر برداری اولتراسوند و اثر پیزو الکتریک معکوس:
کریستال های پیزو الکتریک، کریستال هایی هستند که هنگامی بار الکتریکی فراوری می نمایند که تحت تنش مکانیکی قرار گیرند. تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، به اسم اثر پیزو الکتریک مطرح می شود. کوارتز، تیتانات باریم، نیوبات سرب، تیتانات زیرکونات سرب و غیره، بعضی از مواد پیزو الکتریک به تعداد می فرایند. در خصوص یک سونوگرافی، امواج اولتراسوند پالس شده، با یاری کریستال های پیزو الکتریکی فراوری می گردند که در یک پروب دستی به نام مبدل قرار داده می شوند. هنگامی که یک جریان الکتریکی به کریستال پیزو الکتریک اعمال می شود، تنش مکانیکی را ایجاد می نماید. این مورد، به اسم اثر پیزو الکتریک معکوس شناخته می شود. در واقع اثر پیزو الکتریک معکوس است که برای فراوری امواج اولتراسوند مورد اعتماد می باشد.هنگامی که یک جریان الکتریکی به این کریستال ها اعمال می شود، منجر به تغییر سریعی در شکل آن ها می شود. این برقراری جریان الکتریکی منجر به این می شود که کریستال ها آن دسته از امواج صوتی را فراوری نمایند که به سمت بیرون حرکت می نمایند. هنگامی که این امواج فشاری یا امواج صوتی، به عقب باز می گردند و به کریستال ها ضربه وارد می نمایند، آن ها از خود جریان الکتریکی خارج می نمایند.
فرکانسی که به منظور تصویربرداری اولتراسوند استفاده می شود، بین 2 تا 15 مگا هرتز می باشد. یک رابطه ی معکوس بین طول موج و فرکانس امواج اولتراسوند وجود دارد. امواج اولتراسوند با فرکانس بالا، دارای طول موج کوتاه می باشند و امواج اولتراسوند با فرکانس پایین، طول موج بلندی دارند. از فرکانس های بالا برای آنالیز اندام ها یا بافت هایی استفاده می شود که نزدیک به سطح بدن قرار دارند. امواج دارای فرکانس بالا، تصاویری با وضوح بالا فراهم می نمایند. اگر چه امواج با فرکانس پایین می توانند به ساختارهای عمیق تر هم نفوذ نمایند، این امواج، تصاویری با وضوح پایین تر ایجاد می نمایند.
اجزای یک دستگاه سونوگرافی
دستگاه های سونوگرافی، امروزه به آسانی در دسترس هستند و به طور گسترده ای برای اهداف تشخیصی مورد استفاده قرار می گیرند. اجازه دهید دریابیم که امواج اولتراسوند چگونه فراوری می شوند و به وسیله این دستگاه منتقل می گردند.واحد پردازش مرکزی (CPU)
واحد پردازش مرکزی، منبع های تغذیه را برای پروب مبدل در بر می گیرد و هم شامل ریز پردازنده ای می باشد که به مجموعه ای از مداراتی اشاره می نماید که واحد پردازش مرکزی را به بقیه ی رایانه متصل می نماید. وظیفه ی CPU، این است که داده ها را دریافت کند و خروجی هایی را به وسیله پردازش داده ها بر طبق دستور العمل های ذخیره شده ایجاد نماید. در سونوگرافی، واحد پردازش مرکزی، جریان الکتریکی را به مبدل می فرستد و اطلاعات فرستاده شده را به واسطه ی پردازنده، پردازش و به تصاویر دو بعدی و سه بعدی تبدیل می نماید. این تصاویر را می توان بر روی نمایشگر مشاهده کرد.مبدل
مبدل، یک جزء جدایی ناپذیر از سونوگرافی به شمار میرود. اصطلاح مبدل به دستگاهی اشاره می نماید که انرژی را از یک شکل به شکل دیگری تبدیل می نماید. این وسیله به اسم فرستنده و هم به اسم گیرنده عمل می نماید. در سونوگرافی، ژلی بر روی بخش مورد نظر بدن قرار داده می شود تا از بد شکل شدن امواج صوتی جلوگیری نماید. پروب، بر روی بخش مورد نظر از بدن به جلو و عقب حرکت داده می شود. اعمال یک جریان الکتریکی به کریستال ها در مبدل، منجر به فراوری امواج اولتراسوند می شود. انعکاس امواج اولتراسوند در مرز انواع مختلفی از بافت رخ می دهد. مبدل، انرژی مکانیکی حاصل از این انعکاس ها یا این امواج اولتراسوند را که از اندام یا بافت هدف قرار داده شده به عقب باز می گردند، به یک جریان الکتریکی تبدیل می نماید. سپس CPU، اطلاعات مربوط به بلندی و دامنه ی انعکاس ها و هم مدت زمان مورد احتیاج امواج اولتراسوند به منظور منعکس شدن در مبدل را پردازش می نماید تا تصاویر دو بعدی و سه بعدی از اندام های داخلی ایجاد نماید.سایر اجزاء
تکنسین سونوگرافی می تواند از صفحه کلید برای افزودن یادداشت ها و میزان گیری از تصویر استفاده نماید. از کنترل های پالس مبدل می توان برای تغییر دادن مدت و فرکانس مربوط به پالس های اولتراسوند یا تغییر حالت اسکن استفاده نمود.داده های پردازش شده در CPU تغییر می یابند و به تصویری تبدیل می گردند که می توان آن را بر روی نمایشگر مشاهده نمود.
تصاویر و داده های پردازش شده را می توان بر روی هارد دیسک به همراه سوابق پزشکی بیمار ذخیره نمود. ممکن است این اطلاعات هم زمان بر روی دیسک ذخیره گردند یا تنها یکی از آن ها روی هارد دیسک ثبت شود.
به علاوه، تکنسین سونوگرافی می تواند تصویری را انتخاب نماید که بتوان آن تصویر را به وسیله یک چاپگر حرارتی متصل به دستگاه سونوگرافی چاپ نمود.
سونوگرافی کاربردهای مختلفی در فرآیندهای تشخیصی دارد اما این ابزار، برای تجزیه و تحلیل رشد جنین به امری الزامی تبدیل گشته است. در حالی که سونوگرافی معمولی، تصاویر دو بعدی از استخوان بندی انسان سه بعدی ایجاد می نماید، درحال حاضر فراوری تصاویر سه بعدی و چهار بعدی هم امکان پذیر می باشد. در حالی که اسکن های سه بعدی، هنوز تصاویری از جنین در سه بعد هستند، تصاویر سه بعدی در حال حرکت از جنین، به اسم اسکن های چهار بعدی مطرح می گردند. اگر چه اثرات زیان آوری به استفاده از اولتراسوند مربوط نگشته اند، نگرانی هایی در خصوص ارتباط احتمالی بین سوء استفاده از اولتراسوند و اثرات حرارتی مربوط به امواج اولتراسوند مطرح شده اند. به اسم مثال، اگر پروب در یک نقطه از بدن برای مدت زمان طولانی بدون حرکت باقی بماند، می تواند منجر به افزایش درجه ی حرارت در آن نقطه شود. به منظور کاهش دادن چنین خطراتی، بسیار لازم است که دستگاه سونوگرافی به دست یک سونوگرافیست با تجربه مورد استفاده قرار گیرد.
/ج
منبع: راسخون