وحدات هاونسفيلد وتوهين الأشعة المقطعية

وحدة هاونسفيلد (HU) هي المقياس الموحد الذي تستخدمه الأشعة المقطعية للتعبير عن مدى قوة توهين الأنسجة للأشعة السينية. وهي مثبتة بحيث يكون قياس الماء 0 وحدة هاونسفيلد وقياس الهواء حوالي -1000 وحدة هاونسفيلد، مما يعطي كل فوكسل رقمًا معايرًا يربط الصورة ذات التدرج الرمادي بخاصية فيزيائية للنسيج.

Definition

وحدة هاونسفيلد هي تحويل خطي لمعامل توهين الأشعة السينية الخطي المقاس لفوكسل، مُعاير بحيث يُعرّف الماء على أنه 0 وحدة هاونسفيلد والهواء على أنه -1000 وحدة هاونسفيلد، وتستخدم لتحديد كثافة الأشعة للأنسجة في التصوير المقطعي المحوسب.

Scope

يشرح هذا الموضوع الأساس الفيزيائي لتباين صور الأشعة المقطعية: كيفية قياس توهين الأشعة السينية، وكيفية معايرته لمقياس هاونسفيلد، وكيف ترتبط أرقام الأشعة المقطعية الناتجة بالتشريح. كما يتطرق إلى كيفية رفع وسائط التباين المعالجة باليود للتوهين المقاس. إنه وصف مرجعي لسبب ظهور الهياكل ساطعة أو داكنة في الأشعة المقطعية، وليس إرشادات حول اختيار الفحص أو إعطاء التباين.

Core questions

• ما هي الكمية الفيزيائية التي يمثلها رقم الأشعة المقطعية؟
• لماذا يعتبر الماء والهواء نقطتي مرجع لمقياس هاونسفيلد؟
• كيف تقع الدهون والأنسجة الرخوة والدم والعظام على المقياس؟
• كيف يغير التباين المعالج باليود التوهين المقاس؟
• لماذا تغير إعدادات النافذة والمستوى مظهر الصورة دون تغيير الأرقام الأساسية؟

Key concepts

• معامل توهين الأشعة السينية الخطي
• مقياس هاونسفيلد (الماء = 0، الهواء = -1000)
• كثافة الأشعة للدهون والأنسجة الرخوة والدم والعظام
• عرض النافذة ومستوى النافذة
• تعزيز التباين باليود
• متوسط الحجم الجزئي

Mechanisms

عندما يمر شعاع الأشعة السينية عبر الأنسجة، فإنه يتوهن بالامتصاص والتشتت، ويتم تحديد ذلك بواسطة معامل التوهين الخطي، الذي يعتمد على كثافة الأنسجة والعدد الذري الفعال. يقدر إعادة بناء الأشعة المقطعية هذا المعامل لكل فوكسل ويعيد قياسه بالنسبة للماء لإنتاج قيمة هاونسفيلد: الأنسجة الأكثر كثافة أو الأكثر امتصاصًا للأشعة السينية من الماء تكون موجبة، والأنسجة الأقل امتصاصًا تكون سالبة. اليود، بعدده الذري العالي، يوهن الأشعة السينية بقوة، لذا فإن وسائط التباين المعالجة باليود ترفع قيمة هاونسفيلد للدم والأنسجة المروية حيث تتوزع. نظرًا لأن العين لا تستطيع إدراك النطاق الرقمي الكامل دفعة واحدة، يتم اختيار عرض النافذة ومستواها لربط نطاق من قيم وحدة هاونسفيلد بالمقياس الرمادي المرئي.

Clinical relevance

تسمح قيم هاونسفيلد للأشعة المقطعية بتمييز الدهون والسوائل والأنسجة الرخوة والكالسيوم والهياكل المعززة بالتباين، وهو ما يكمن وراء تفسير التشريح المقطعي في الأشعة المقطعية. يصف هذا المدخل كيف ينتج التوهين تباين الصورة وليس أساسًا للعتبات التشخيصية أو قرارات جرعات التباين في المرضى الأفراد.

Evidence & guidelines

يستمد المقياس ومعايرته من وصف هاونسفيلد الأصلي لعام 1973 للتصوير المقطعي المحوسب، وهما مدونان في نصوص فيزياء التصوير الطبي مثل بوشبرغ وزملاؤه. تصف مراجعات تقنية الأشعة المقطعية وعوامل التباين بالأشعة السينية كيف تطور قياس التوهين والتعزيز باليود.

History

قدم وصف هاونسفيلد لعام 1973 للمسح المحوري المستعرض المحوسب كلاً من الأشعة المقطعية السريرية ومقياس التوهين العددي الذي يحمل اسمه الآن، بناءً على رياضيات إعادة البناء المرتبطة بآلان كورماك. جلبت العقود اللاحقة ماسحات ضوئية أسرع وبجرعات أقل وكيمياء تباين مخصصة ذات عدد ذري عالٍ، لكن المقياس المعاير المرجعي للماء لا يزال أساس تباين الأشعة المقطعية.

Key figures

• Godfrey Hounsfield
• Allan Cormack

Seminal works

• hounsfield-1973

Frequently asked questions

لماذا يُعرّف الماء على أنه 0 وحدة هاونسفيلد؟

يتم معايرة المقياس بالنسبة للماء كمرجع مستقر وقابل للتكرار؛ الأنسجة التي توهن الأشعة السينية أكثر من الماء تأخذ قيمًا موجبة وتلك التي توهن أقل تأخذ قيمًا سالبة، مع الهواء بالقرب من -1000.

لماذا يجعل التباين المعالج باليود الأوعية تبدو ساطعة في الأشعة المقطعية؟

اليود له عدد ذري عالٍ ويمتص الأشعة السينية بقوة، لذا حيث يتوزع العامل في الدم والأنسجة المروية يرتفع التوهين المقاس، وبالتالي قيمة هاونسفيلد.

هل يغير تغيير إعداد النافذة أرقام هاونسفيلد؟

لا؛ يغير تحديد النافذة فقط كيفية ربط النطاق الثابت لقيم هاونسفيلد بالمقياس الرمادي المعروض، وليس التوهين المقاس الأساسي.