طرائق التصوير والفيزياء
تُعنى طرائق التصوير والفيزياء في علم التشريح الإشعاعي بالمبادئ الفيزيائية التي تُنتج بها صور مقطعية وإسقاطية للجسم الحي، وبكيفية تأثير اختيار الطريقة على المعلومات التشريحية التي يمكن رؤيتها. ويشمل ذلك طرائق الإشعاع المؤين (التصوير الإشعاعي، التنظير الفلوري، التصوير المقطعي المحوسب، الطب النووي)، والتصوير بالرنين المغناطيسي، والموجات فوق الصوتية، حيث تستكشف كل منها الأنسجة من خلال إشارة فيزيائية مختلفة.
Definition
يشمل التصوير التشخيصي التقنيات التي تنتج تمثيلات بصرية للهياكل الداخلية للجسم عن طريق الكشف عن كيفية تفاعل مسبار فيزيائي — الأشعة السينية، إشارات التردد الراديوي من اللف المغزلي النووي، الصوت عالي التردد، أو الإشعاع المنبعث من متتبع — مع الأنسجة.
Scope
يوجه هذا المجال القارئ إلى عائلات التصوير التشخيصي المستخدمة لعرض التشريح: كيف تولد كل طريقة التباين، وما هي الكمية الفيزيائية التي ترسمها، والمقايضات بين الدقة المكانية، وتباين الأنسجة، ووقت الاكتساب، وتعرض المريض. ويعالج هذه الطرائق كأدوات لتصوير التشريح الطبيعي والمتغير، وليس كدليل لاتخاذ القرارات السريرية.
Sub-topics
Core questions
- ما هي الإشارة الفيزيائية التي تكتشفها كل طريقة، وما هي خاصية الأنسجة التي ترسمها تلك الإشارة؟
- كيف تتوازن الدقة المكانية والتباين وسرعة الاكتساب والتعرض للإشعاع عبر الطرائق؟
- ما هي الطريقة الأفضل لعرض بنية تشريحية معينة أو نوع نسيج معين؟
- كيف تتم معايرة شدة الصورة بحيث تكون القياسات قابلة للمقارنة عبر الماسحات الضوئية والمراكز؟
Key concepts
- تباين الصورة وأصلها الفيزيائي
- الدقة المكانية والزمانية
- نسبة الإشارة إلى الضوضاء
- الإشعاع المؤين مقابل غير المؤين
- التوهين ومقياس هاونسفيلد
- استرخاء الأنسجة والمعاوقة الصوتية
- التصوير الكمي والتوحيد القياسي
Mechanisms
ترسم كل طريقة تفاعلاً فيزيائيًا مميزًا. يقيس التصوير الإشعاعي والتصوير المقطعي المحوسب التوهين التفاضلي للأشعة السينية بواسطة الأنسجة، حيث يعيد التصوير المقطعي المحوسب بناء خريطة مقطعية للتوهين بوحدات هاونسفيلد (Hounsfield, 1973). يقوم التصوير بالرنين المغناطيسي بترميز إشارة الرنين المغناطيسي النووي ذات الدقة المكانية لنوى الهيدروجين، مستفيدًا من الاختلافات في كثافة البروتون وأوقات الاسترخاء (Lauterbur, 1973). تشكل الموجات فوق الصوتية صورًا من أصداء الصوت عالي التردد عند حدود المعاوقة الصوتية. يرسم الطب النووي والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) توزيع المتتبع الإشعاعي المُعطى بدلاً من التشريح مباشرةً. نظرًا لأن التباين ينشأ من خصائص فيزيائية مختلفة، فإن الطرائق متكاملة، ويتم تلخيص العديد من الأسس الفيزيائية في نصوص الفيزياء الطبية القياسية (Bushberg et al., 2012).
Clinical relevance
يُعد فهم فيزياء الطرائق أساسًا للقراءة الإشعاعية للتشريح الطبيعي ومتغيراته، لأن نفس البنية تظهر بشكل مختلف اعتمادًا على الإشارة المكتشفة. ويُعد الوعي بالتعرض للإشعاع المؤين، خاصة من التصوير المقطعي المحوسب، مؤثرًا في كيفية استخدام التصوير كمورد سكاني (Brenner & Hall, 2007). يصف هذا المدخل كيفية توليد صور التشريح ولا يُعد أساسًا لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.
Epidemiology
أصبح التصوير المقطعي المحوسب على وجه الخصوص مصدرًا رئيسيًا ومتزايدًا للتعرض للإشعاع الطبي في العديد من أنظمة الرعاية الصحية، مما أدى إلى الاهتمام بالتبرير وتحسين الجرعة (Brenner & Hall, 2007). وقد دفع التصوير الكمي — الذي يعامل القياسات المشتقة من الصور كمؤشرات حيوية — إلى وضع معايير قياس رسمية بحيث تكون القيم قابلة للمقارنة عبر الأجهزة وعلى مر الزمن (Sullivan et al., 2015).
History
تبع التصوير الإشعاعي الإسقاطي اكتشاف رونتجن للأشعة السينية عام 1895 وسيطر على التصوير التشريحي لعقود. وصل التصوير المقطعي مع وصف هاونسفيلد للتصوير المقطعي المحوسب عام 1973، وفي نفس العام أظهر لوتربور أن الرنين المغناطيسي النووي ذو الدقة المكانية يمكن أن يشكل صورًا، مؤسسًا التصوير بالرنين المغناطيسي. نضج تصوير الموجات فوق الصوتية والطب النووي خلال نفس الفترة، وأضافت العقود اللاحقة التصوير الكمي والموحد، والذي تم تدوينه في إرشادات القياس (Sullivan et al., 2015).
Key figures
- Godfrey Hounsfield
- Paul Lauterbur
- Allan Cormack
- Peter Mansfield
Related topics
Seminal works
- hounsfield-1973
- lauterbur-1973
Frequently asked questions
- ما الذي يميز طرائق التصوير عن بعضها البعض؟
- تكتشف كل طريقة إشارة فيزيائية مختلفة: توهين الأشعة السينية (التصوير الإشعاعي، التنظير الفلوري، التصوير المقطعي المحوسب)، إشارة الرنين المغناطيسي لنوى الهيدروجين (التصوير بالرنين المغناطيسي)، الصوت عالي التردد المنعكس (الموجات فوق الصوتية)، أو الإشعاع المنبعث من متتبع (الطب النووي والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني). تحدد الإشارة خاصية الأنسجة التي يتم رسمها وبالتالي التباين الذي يظهر.
- ما هي الطرائق التي تستخدم الإشعاع المؤين؟
- يستخدم التصوير الإشعاعي، والتنظير الفلوري، والتصوير المقطعي المحوسب، والطب النووي (بما في ذلك التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني) الإشعاع المؤين، بينما لا يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي والموجات فوق الصوتية ذلك.