ELECTRON Beam Computed Tomography ( EBCT )

ELECTRON Beam Computed Tomography ( EBCT ) 

با اینکه ظهور دستگاه CT اسکن و عرضه انواع spiral و mutislice آن ابزار توانمندی را برای تصویربرداری از اندامهای درون بدن فراهم کرده اند ، ولی هنوز هم تصویربرداری از اندامهای متحرک مثل قلب یکی از محدودیتهای این ابزار است . هر نوع حرکتی در حین تصویربرداری باعث ایجاد آرتیفکت و ناواضحی و در نتیجه کاهش قدرت تفکیک فضایی می شود .
با پیشرفت سیستم های CT زمان لازم برای اسکن کوتاهتر می شد ولی هنوز هم این زمان برای تصویربرداری از قلب به اندازه کافی کم نبود زیرا برای تصویربرداری از قلب زمانهایی در حد یک دهم ثانیه یا کمتر لازم است تا آرتیفکت های ناشی از حرکت ایجاد نشود . این محدودیت با استفاده از CT اسکن با اشعه الکترونی ( EBCT) رفع شد
. EBCT یک سیستم CT اسکن با سرعت بسیار زیاد است که مخصوص تصویربرداری از قلب در حال ضربان طراحی شده است . BECT با عناوینی همچون CineCT ،

Fifth.generationCT CT

 ، Scanning electron beam CT و ultrafast CT نامیده می شود . - مراحل تکامل اسکنر EBCT اساس و کارکرد اسکنر EBCT برای اولین بار توسط colleagues و Douglas Boyd در سال 1979 در نتیجه تحقیقات انجام شده در دانشگاه کالیفرنیا واقع در سانفرانسیسکو در دهه هفتاد میلادی بیان گردید .

در سال 1983 شرکت Imatron اسکنر CT بسیار سریع Boyd را برای تصویربرداری از قلب و سیستم گردش خون بهبود بخشید . در آن زمان این دستگاه با نامهایی چون cardiovascular computed tomography ( CVCT ) یا CineCT شناخته می شد . امروزه این دستگاه EBCT نامیده می شود و انتظار می رود در آینده ای نزدیک تعداد بسیار بیشتری از این دستگاه ها مورد استفاده قرار گیرد . ( تا اواخر سال 2000 میلادی تعداد 25 دستگاه EBCT در امریکا و 30 دستگاه نیز در اروپا و آسیا مورد استفاده قرار گرفته اند ) توانمندی های بالقوه EBCT موجب تولید تصاویری با قدرت تفکیک بالا از اندامهای متحرک مثل قلب بدون آرتی فکت ناشی از حرکت می شود .
از این اسکنر می توان برای تصویربرداری از قلب و سایر قسمتهای بدن در کودکان و بزرگسالان استفاده کرد زیرا طراحی این دستگاه امکان جمع آوری اطلاعات را ده برابر سریعتر از CT های مرسوم فراهم کرده است .
- اصول و اجزاء EBCT طراحی سیستم EBCT با CT های مرسوم متفاوت است که این تفاوتها در زیر آورده شده است :
1- مبنای اسکنر EBCT استفاده از فن آوری اشعه الکترونی است و در این سیستم ها تیوب اشعه x وجود ندارد .
2- در این سیستم ها حرکات مکانیکی در اجزاء دستگاه وجود ندارد . 3
- نحوه جمع آوری اطلاعات در EBU با CT های مرسوم متفاوت است . در انتهای دستگاه EBCT یک تفنگ الکترونی قرار دارد که یک دسته الکترونی با انرژی 130 کیلوالکترون ولت تولید می کند. این دسته الکترونی بوسیله یک کویل الکترومغناطیسی شتاب می گیرد و کانونی می شود که با یک زاویه معین منحرف می شود و به یکی از چهار حلقه هدف تنگستنی برخورد می کند . حلقه های هدف ثابت هستند و شعاع آنها cm 90 است که یک قوس 210 درجه را تشکیل می دهند . شعاع الکترونی در طول حلقه هدایت می شود که می تواند به صورت منفرد یا به صورت توالی به کار رود . در نتیجه پخش حرارت مشکلی مانند آنچه در سیستمهای CT اسکن مرسوم وجود دارد ایجاد نمی کند . وقتی که شعاع الکترونی با هدف تنگستنی برخورد می کند اشعه x تولید می شود . محدود کننده ها دسته اشعه x تولید شده را به شکل یونی در می آورند که از یون بیمار عبور می کنند . که در یک میدان اسکن 47 سانتی متر قرار دارد تا به دتکتورها به صورت یک قوس در دو ردیف کنار هم قرار گرفته اند برخورد کنند . دتکتورها در مقابل حلقه تنگستنی قرار دارند و در دو ردیف جداگانه قرار گرفته اند که شعاع آنها 5/67 سانتی متر است که تشکیل یک قوس 216 درجه را می دهند . ردیف اول شامل 864 دتکتور است که اندازه هر کدام نصف دتکتورهای حلقه دوم است که 432 دتکتور دارد . این نحوه قرارگیری دتکتورها این امکان را فراهم می کند که در زمان استفاده از یکی از حلقه های هدف اطلاعات مربوط به دو مقطع جمع آوری شود وقتی به طور متوالی از هر چهار حلقه استفاده می شود می توان اطلاعات مربوط به هشت مقطع را جمع آوری کرد . دتکتورها از مواد جامد که شامل کریستالهای لومینسانت و کادمیوم تنگستن هستند تشکیل شده اند ( که اشعه x را به نور تبدیل می کنند ) این قسمت به یک سلیکونی چسبیده است که نور را به جریان تبدیل می کندکه خود این قسمت نیز به یک پیش تقویت کننده متصل است . خروجی دتکتورها به سیستم جمع آوری اطلاعات data acquisition system ( DAS ) فرستاده میشود .

 

 

مواد حاجب و کاربرد آن

مواد حاجب و کاربرد آن

ماده کنتراست یا حاجب در CT
مواد حاجبی که معمولاً در CT مورد استفاده قرار می گیرند بدو دسته تقسیم می شوند : داخل عروقی ،‌ معدی و روده ای
مواد حاجب داخل عروقی :
این مواد حاجب قابلیت تضعیف اشعه ایکس را توسط اعضاء بدن افزایش می دهند و در ایجاد افتراق بین بافت طبیعی و غیر طبیعی استفاده می شوند . مسئول این افزایش اتمهای ید ماده حاجب می باشد . غلظت ید بستگی به کارخانه تولید کننده دارد و بر حسب میلی گرم ید در هر میلی لیتر محلول نوشته می شود ( معمولاً در موارد حاجب با اسمولالیته پائین ) . در موارد با اسمولالیته بالا معمولاً به صورت در صد وزن بر حجم بیان می شود .
اسمولالیته یا osmolality  :
یکی از ویژگی های ساختمانی مایعات است و نشان دهنده تعداد ذرات محلول در مقایسه با آب . مواد حاجب جدید نسبت به مواد قدیمی تر از اسمولالیته پائین تری برخوردار هستند ( اما با اینحال حتی دو برابر خون اسمولالیته دارند ) بدین جهت مواد جدید را اغلب بعنوان مواد کنتراست اسمولار پائین و مواد قدیمی تر را بعنوان مواد اسمولار بالا می شناسند .
ویسکوزیته یا viscosity :
یکی دیگر از خصوصیات مایعات ویسکوزیته است که بصورت استحکام مایع در حین جریان بیان می شود و تحت تاثیر ساختار مولکولی و تراکم مولکولی می باشد . با گرم کردن ماده حاجب تا حد درجه حرارت بدن ویسکوزیته کاهش یافته و تزریق سریعتر و روان تر صورت می گیرد .
ویسکوزیته و اسمولالیته بالا از ویژگی های مهم کنتراستهای محلول در آب است که سبب اثرات عینی ، قلبی و همودینامیکی این مواد می گردد . چون با تغییرات فشار اسمزی باعث انتقال ناگهانی آب از فضاهای سلولی و درون بافتی بداخل پلاسما می شود و منجر به عوارض جانبی این مواد می گردد . این عوارض شامل گشادی عروق ، افزایش دمای بدن ، درد و تهوع و استفراغ می باشد .
یکی دیگر از ویژگی های مطرح در کنتراستهای یونی یا غیر یونی بودن آنهاست که به ساختار شیمیایی مربوط می گردد .
ماده کنتراست یونی در محلولهای آبی تشکیل یون می دهد ولی نوع غیر یونی پخش نشده در آب یونیزه نمی شود در معرفی ماده حاجب اغلب نسبت اتمهای ید به ذرات حل نشده ذکر می گردد که نشانگر میزان کدورت بهتر ( ید بیشتر ) بوده در حالیکه نسبت پائینتر اسمولالیته پائین در نتیجه اثرات جانبی کمتر را نشان می دهند . در سالهای اخیر مواد حاجب غیر یونی با اسمولار پائین عرضه شده اند که عوارض جانبی آنها حدود 5/1 عوارض مواد یونی است ولی از قیمت بالایی برخوردارند .
تصفیه کلیوی مواد حاجب داخل عروقی :
تصفیه این مواد بطور عمده از طریق دفع کلیوی صورت می گیرد . در بیماران مبتلا به نارسایی کامل کلیوی حذف کنتراست از طریق کبد و روده انجام می شود این نوع تصفیه بنام ترشح جانشین گفته می شود و سرعتش خیلی کندتر از ترشح کلیوی است .
در تصفیه کلیوی تحت شرایط طبیعی تقریباً صددرصد کنتراست از طریق کلیه ها دفع می شود و با نیمه عمر بیان می گردد . نیمه عمر به زمان لازم جهت تصفیه نیمی از ید گفته می شود که در افراد طبیعی برای کلیه کنتراستها یک تا دو ساعت است . حد اکثر زمان دفع کلیوی تقریباً 3 دقیقه پس از تزریق داخل وریدی است . غلظت ید در ادرار تقریباً 60 دقیقه بعد از تزریق به حداکثر می رسد . ماده کنتراست بعلت اسمولالیته آن اثر ادرار آور داشته و همراه با ادرار مواد دیگری از قبیل پتاسیم کلسیم فسفات منیزیم اسید اوریک اوره واک لات دفع می شود .

مواد حاجب معدی – روده ای :
استفاده از مواد حاجب در دستگاه گوارشی جهت تمایز روده ها از کیست ، آبسه یا نئوپلاسم ضروری است . در اکثر اسکنهای CT از ناحیه شکم و لگن از ماده کنتراست خوارکی شامل محلول سولفات باریم یا محلول در آب استفاده می شود . محلولهای سولفات باریم بعلت تولید آرتیفکت کاربرد چندانی ندارند اگر چه ماده بی اثر هستند و بدون هیچ تغییر و جذبی از سیستم گوارش بدن عبور می کنند . بویژه در موارد مشکوک به سوراخ شدگی سیستم گوارشی بهیچ عنوان استفاده نمی شوند . مواد کنتراست یونی و غیر یونی محلول در آب را می توان رقیق کرده بصورت خوارکی تجویز نمود . در صورت مشکوک بودن به بیماریهای رکتوم تجویز مقداری از ماده کنتراست از طریق رکتوم نیز ضروری است .
در هر حال سولفات باریم و مواد کنتراست محلول در آب کدورت قابل مقایسه ای را در روده ها باعث می شوند .

                               ماده حاجب  در سی تی اسکن
« کاربرد ماده حاجب در سی تی اسکن سیستم اعصاب مرکزی »
استفاده از مواد حاجب در Brain CT Scan بطور گسترده ای مورد پذیرش قرار گرفته است ولی در موارد خاص نیاز به استفاده از مواد حاجب نیست این موارد شامل : آتروفی مغز ، خونریزی داخل جمجمه ای ، سکته مغزی ، هیدروسفالی و برخی از ناهنجاریهای مادرزادی می باشد .
اما در ضایعاتی که سد خونی _ مغزی مسدود می شود مانند بیماریهای عفونی و تومورها و همچنین مواردی که ماهیت عروق مغز درگیر است مانند آنوریسم و مالفورماسیون AV ،‌ تصویربرداری قبل و بعد از تزریق ماده حاجب بسیار مفید بوده و موجب بالا رفتن دقت تشخیص می شود .
توصیه می شود قبل از تزریق ماده حاجب تصاویر بدست آمده از نظر کلینیکی مورد ارزیابی قرار گیرند .
1- در پروتکلهای استاندارد مغز شامل سی تی از مغز در صورت نیاز به سی تی اسکن با تزریق ، می توان با تزریق ماده حاجب غیر یونی omnipaque ، آزمون را انجام داد که میزان و نحوه تزریق بصورت زیر می باشد .
- نحوه تزریق : با فشار دست ( می توان با احتساب زمان مناسب ، از انژکتور برای تزریق استفاده نمود )
- غلظت : 300-370 mgI/ml
- حجم : 50-100 ml
2- در سی تی اسکن با تزریق از post cranial fossa میزان و نحوه تزریق به شرح زیر می باشد :
- نحوه تزریق : با فشار دست ( می توان با احتساب زمان مناسب از انژکتور برای تزریق استفاده نمود )
- غلظت : 340-370 mgI/ml
- حجم : 50-100 ml
3- توموگرافی کامپیوتری اوربیت عمدتاً به منظور بررسی شکستگی های حفره اوربیت استفاده شده اما به عنوان آزمون تکمیلی در بررسی تخریب های استخوانی ناشی از تومور نیز به کار برده می شود به هر جهت در سی تی اسکن اوربین نیز ، تزریق ماده حاجب صورت می پذیرد اما در ارزیابی گسترش ضایعات به داخل جمجمه نمی توان از مواد حاجب استفاده کرد زیرا چربی موجود در اوبیت ، بین ساختارهای آناتومیکی ، کنتراست ذاتی بالایی ایجاد کرده و مانع از این امر می گردد .
4- درسی تی اسکن از ستون مهره ها نیز می توان ماده حاجب تزریق نمود . با تزریق ماده حاجب می توان تصاویری را برای بررسی تومورها و بین بافتهای فیبروزه و بافتهای باقیمانده صفحه دیسک پس از عمل جراحی برای بیماران بکار برد . برای رعایت مسائل اقتصادی معمولاً اسکن ها پس از تزریق 60 میلی لیتر ماده حاجب تهیه می شود . در حالی که بهتر است تا 80 میلی لیتر ماده حاجب تزریق شود تزریق عمدتاً با دست و یا با انژکتور ( تزریق کننده اتوماتیک ) صورت می گیرد .
- نحوه تزریق : با دست یا انژکتور rate 2ml/s
- غلظت : 300-370 mgI/ml
- حجم : 100 ml

 کاربردهای ماده حاجب در سی تی اسکن سیستم تنفسی
1- سی تی اسکن حنجره : در صورت وجود تومور ، می توان از ماده حاجب جهت بررسی درگیری گره های لنفاوی گردن و مرحله بندی تومور استفاده کرد در واقع در زمانی که نیاز به ارزیابی و مرحله بندی تومور باشد علاووه بر سی تی اسکن از ناحیه حنجره بدون تزریق ماده حاجب ، مجدداً با تزریق ماده حاجب غیر یونی نیز تصویربرداری صورت می گیرد . بنابراین ضروری است که بیمار در جریان تصویربرداری های قبل و بعد از تزریق بهیچ وجه حرکت نکند.
- سرعت تزریق ( rate ) : 2ml/s
- غلظت : 240 mgI/ml
- حجم : 100 ml
2- سی تی اسکن تراشه : از مواد حاجب در این آزمایش به منظور مرحله بندی تومورها و نشان دادن رابطه تراشه با ساختمان های تشریحی اطراف توده ها استفاده می شود .
- سرعت تزریق : 2ml/s   ( rate )
- غلظت : 240 mgI/ml  
- حجم :100ml   
3- سی تی اسکن ریه ها : در پروتکلهای استاندارد ریه ، بسته به اندیکاسیون خاص ، تزریق ماده حاجب صورت می گیرد اما در سی تی آنژیوگرافی به منظور ارزیابی آمبولی ریه لازم است ماده حاجب غیر یونی به میزان 150 ml با سرعت 15ml/s از طریق گانولای وریدی تزریق گردد .
4- سی تی اسکن مدیاستن : در مواردی که هدف بررسی ضایعات و ارزیابی میزان گستردگی بیماریها است ، مواد حاجب غیر یونی توصیه می شود .

 

اثرات ماده کنتراست برروی کنتراست بافت :
معمولاً سه مرحله تشدید کنتراست بافتی در CT مورد بحث قرار می گیرند : مرحله بولوس ، غیر تعادلی و تعادلی ، تفاوت میان این مراحل بستگی به سرعت تزریق و فاصله زمانی بین تزریق و اسکن دارد . مرحله بولوس که بلافاصله پس از تزریق حجم کامل ماده شروع می شود با تفاوت دانسیته 30 یا بیش از 30 واحد هانسفیلد بین آئورت و tvc تعیین می شود در مرحله غیر تعادلی که بدنبال مرحله بولوس می باشد این تفاوت 10 تا 30 واحد هانسفیلد است در آخرین مرحله یا مرحله تعادل تفاوت کمتر از 10 واحد هانسفیلد است . امکان رویت اکثر تومورها بویژه تومورهای کبدی در مرحله غیر تعادلی بیشتر است یعنی اسکنها قبل از این مرحله تهیه می شوند .
روشهای تزریق :
دو روش متداول عبارتند از تزریق انفوزیول قطره ای _ تزریق یکجا ( بولوس ) . در تزریق انفوزیون قطره ای تزریق از طریق یک کاتتر وریدی در عرض چند دقیقه صورت گرفته و اسکن معمولاً بعد از تزریق مقداری از دارو شروع می شود که این فاصله زمانی توسط کارشناس انتخاب می گردد بقیه ماده بطور قطره ای تا کامل شدن دارو تزریق می شود در این روش تمام اسکنها در مرحله تعادل تهیه می شود بدین جهت امروزه پیشنهاد نمی گردد .
در روش بولوس ماده کنتراست با سرعت 1 تا 4 میلی لیتر درثانیه در زمان معینی قبل از شروع اسکن تزریق می شود و بسته به سرعت تزریق و فاصله زمانی بین تزریق و شروع اسکن فازهای عروقی ( شریانی یا وریدی ) انتخاب می شود .
روش سومی هم وجود دارد که تزریق دو مرحله ای است . ابتدا یک مرحله تزریق یک جا انجام گرفته ( حداکثر تشدید کنتراست حاصل می شود ) سپس یک مرحله کندتر بعدی جهت تداوم تشدید بکار می رود .