تصوير طبي

(تم التحويل من Medical imaging)
هذا المقال هو عن imaging techniques and modalities for the human body. إذا كنت تريد imaging of non-human animals in research، انظر Preclinical imaging.
Medical imaging
التشخيص الطبي
One frame of a CT scan of the chest showing the heart and lungs
ICD-10-PCSB
ICD-987-88
MeSH003952 D 003952
رمز OPS-3013
MedlinePlus007451

التصوير الطبي Medical imaging هو مصطلح يشير إلى التقنيات والعمليات المستخدمة للحصول على صور للجسم البشري (أو أجزاء منه) للأغراض التشخيصية، العلاجية أو البحثية. وهو يعتبر فرع من التصوير البيولوجي الحيوي ويتعاون بشكل كبير مع علم الأشعة، التنظير الداخلي، التصوير الحراري. تعتبر بعض طرق القياس والتسجيل الفيزيولوجي نوعاً من التصوير الطبي حتى وإن كانت لا تنتج صوراً كما هو الحال في التخطيط الدماغي الإلكتروني(EEG) أو التخطيط الدماغي المغناطيسي (MEG) ولكنها تنتج بيانات على شكل خرائط.

A medical imaging suite in a hospital in North Carolina

في المصطلحات الطبية فإن التصوير الطبي يكون مساوياً لعلم الأشعة بشكل عام كما يطلق على الفني الطبي المسؤول عن إجراء عمليات التصوير الطبي اسم أخصائي أشعة.

As of 2010, 5 billion medical imaging studies had been conducted worldwide.[1] Radiation exposure from medical imaging in 2006 made up about 50% of total ionizing radiation exposure in the United States.[2] Medical imaging equipment is manufactured using technology from the semiconductor industry, including CMOS integrated circuit chips, power semiconductor devices, sensors such as image sensors (particularly CMOS sensors) and biosensors, and processors such as microcontrollers, microprocessors, digital signal processors, media processors and system-on-chip devices. اعتبارا من 2015, annual shipments of medical imaging chips amount to 46 million units and $1٫1 billion.[3]

The term "noninvasive" is used to denote a procedure where no instrument is introduced into a patient's body, which is the case for most imaging techniques used.

التاريخ

للمزيد من المعلومات: Image processing § History

In 1972, engineer Godfrey Hounsfield from the British company EMI invented the X-ray computed tomography device for head diagnosis, which is commonly referred to as computed tomography (CT). The CT nucleus method is based on the projecting X-rays through a section of the human head, which are then processed by computer to reconstruct the cross-sectional image, known as image reconstruction. In 1975, EMI successfully developed a CT device for the entire body, enabling the clear acquisition of tomographic images of various parts of the human body. This revolutionary diagnostic technique earned Hounsfield and physicist Allan Cormack the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1979.[4] Digital image processing technology for medical applications was inducted into the Space Foundation's Space Technology Hall of Fame in 1994.[5]

By 2010, over 5 billion medical imaging studies had been conducted worldwide.[1][6] Radiation exposure from medical imaging in 2006 accounted for about 50% of total ionizing radiation exposure in the United States.[7] Medical imaging equipment is manufactured using technology from the semiconductor industry, including CMOS integrated circuit chips, power semiconductor devices, sensors such as image sensors (particularly CMOS sensors) and biosensors, as well as processors like microcontrollers, microprocessors, digital signal processors, media processors and system-on-chip devices. اعتبارا من 2015, annual shipments of medical imaging chips reached 46 million units, generating a market value of $1٫1 billion.[8][9]

تقنيات التصوير الطبي الحديثة

التصوير الطبي المنظور

أيضاً يعرف باسم التصوير بالأشعة السينية، ويستخدم عادة لتحديد نوع ومدى كسور العظام، بالإضافة إلى الأعراض المرضية في الرئتين. وباستخدام [ماجة مظللة] كالباريوم من الممكن أن تستخدم هذه الطريقة لتصوير المعدة وبهذا تساعد على تشخيص القرحة أو اكتشاف سرطان القولون.

الأشعة المقطعية

التصوير بالأشعة المقطعية هي طريقة للحصول على صورة لمستوي واحد أو مقطع في جسم ما. .وهناك عدة أنواع منه:

  • الأشعة المقطعية الخطية: وهي من أبسط أنواع الأشعة المقطعية. حيث يتحرك أنبوب الأشعة السينية من النقطة (أ) إلى النقطة (ب) فوق المريض بينما يتحرك مستقبل الإشعاع بشكل متزامن تحت المريض من النقطة (ب) إلى النقطة (أ) حيث توضع نقطة المحور في المنطقة المهتم بتصويرها شعاعياً. في هذه الحالة فإن المناطق فوق وتحت المستوى المحرقي سوف تكون الصورة فيها مشوشة. لم تعد هذه الطريقة تستخدم وتم الاستعاضة عنها بالتصوير بالأشعة المقطعية المبرمج.
  • التصوير بالأشعة المقطعية المتعدد: هو خليط من التصوير بالأشعة المقطعية. حيث في هذه الطريقة يتم برمجة عدة حركات هندسية مثل الحركة عل قطع ناقص، دائرة، على شكل حرف 8، وقطع مكافئ. قامت شركة فيليبس بإنتاج واحدة من هذه الأجهزة أطلقت عليه اسم بوليتوم 'Polytome' ولكنه لم يعد يستخدم حالياً واستبدل بالتصوير بالأشعة المقطعية المبرمج.
  • التصوير بالأشعة المقطعية المبرمج (CT): أو يعرف أيضاً بالتصوير بالأشعة المقطعية المحوري المبرمج (CAT)وهو تصوير حلزوني ينتج صوراً ثنائية البعد لكل مقطع رقيق في الجسم. تستخدم الأشعة السينية ، ولا ينصح بتكرار هذا التصوير بشكل كبير وذلك لتفادي الآثار الصحية.

الموجات فوق الصوتية

يستخدم التصوير باستخدام التخطيط التصواتي وهي موجات صوتية ذات تردد عال يتراوح بين 2 إلى 10 ميغاهرتز والتي تنعكس من قبل أنسجة الجسم بزوايا مختلفة لتنتج صوراً ثنائية الأبعاد عادة على شاشة المرقاب . غالباً ما تستخدم هذه الطريقة لمراقبة الجنين عند النساء الحوامل. تتضمن بعض الاستخدامات الهامة الأخرى تصوير الأعضاء الباطنة، القلب، الأعضاء التناسلية الذكرية، وأوردة الأرجل. على الرغم أن هذه الطريقة تقدم معلومات تشريحية أقل من طرق التصوير الأخرى كالتصوير بالأشعة المقطعية أو بالرنين المغناطيسي إلا أن لها العديد من الميزات التي تجعلها من أفضل أدوات التشخيص في العديد من الحالات وخاصة الحالات التي تتضمن دراسة وظائف الأعضاء المتحركة في الزمن الفعلي، كما انه من الآمن أيضاً استخدام هذه الطريقة على اعتبار أن المريض لا يتعرض إلى أي تأثير إشعاعي ولم يثبت أن سببت الموجات التصواتية أي أعراض صحية. كما أن هذه الطريقة رخيصة بشكل نسبي وسريعة. كما انه من الممكن نقل أجهزة التصوير بالموجات التصواتية إلى مكان وجود المريض في حال كان من الصعب إحضار المريض إلى مكان التصوير الشعاعي كما في حالات العناية المشددة. من الممكن استخدام الصور الحية في عمليات التصريف أو التنظير الداخلي.

الفلوروسكوبي

ينتج الفلوروسكوبي صوراً حية للأعضاء الداخلية للجسم بنفس طريقة التصوير بالأشعة ولكنها توظف دخلاً ثابتاً للأشعة السينية. تستخدم مادة وسيطة مثل الباريوم، اليود، والهواء لإظهار الأعضاء الداخلية أثناء عملها. تستخدم طريقة التصوير الفلوروسكوبي في العمليات تحت التصوير عندما تكون هناك حاجة للحصول على معلومات عن الأعضاء الداخلية أثناء العملية.

التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)

المقالة الرئيسية: تصوير بالرنين المغناطيسي
تمثيل للتصوير بالرنين المغناطيسي MRI للمخ

التصوير بالرنين المغناطيسي يستخدم مغناطيسات قوية ليستقطب نواة الهيدروجين (بروتون وحيد) في جزيئات الماء الموجودة في الأنسجة البشرية مولدة إشارة قابلة للالتقاط حيث يتم فك تشفيرها معطية صورة للجسم. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي ثلاث أنواع من الحقل الكهرومغناطيسي: حقل مغناطيسي ساكن قوي جداً (من فئة عدة واحدات تسلا) من أجل استقطاب نويات الهيدروجين، يدعى بالحقل الساكن، هناك حقل أضعف منه متغير مع الزمن (من فئة 1 كيلو هرتز) من أجل الترميز الخاص، يسمى بحقل الميلان، وحقل موجات راديوية ضعيف من أجل التلاعب بنويات الهيدروجين لإنتاج إشارات ممكنة القياس يتم تجميعها خلال هوائي الموجات الراديوية. كما في الأشعة المقطعية فإن التصوير بالرنين المغناطيسي انتج صوراً للمقاطع والشرائح الرقيقة للجسم ولذلك تم اعتباره نوعاً من أنواع التصوير بالأشعة المقطعية. تتمكن أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي الحديثة من إنتاج صوراً ثلاثية الأبعاد والتي تعتبر تعميماً للصور الثنائية البعد. على خلاف التصوير بالأشعة السينية فإن التصوير بالرنين المغناطيسي لا يستخدم أي نوع من الأشعة المؤينة وبالتالي فإنه لا يتصاحب مع مخاطر صحية، حيث أنه ليس من المعروف وجود أي مخاطر صحية على المستوى البعيد للتعرض إلى حقل مغناطيسي ساكن قوي ولكن هذا الأمر لا يزال موضع جدال وبحث علمي. ولذلك لا يوجد أي تحديد لعدد المرات التي من الممكن للمريض أن يتعرض لها للتصوير بالرنين المغناطيسي على خلاف التصوير بالأشعة السينية. ولكن يوجد مخاطر صحية من جراء تسخين الأنسجة بتعريضها لحقل الأمواج الراديوية والتأثير على الأجهزة المزروعة ضمن الجسم كمنظمات عمل القلب. على اعتبار أن طريقتي التصوير بالأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي تختلفان في حساسيتهما لمواد الأنسجة المختلفة، لذلك فإن الصور الناتجة عن كلا الطريقتين تختلف بشكل ملحوظ. تنتج الصور في الأشعة السينية المقطعية عن طريق حجب مرور الأشعة بواسطة الأنسجة الكثيفة، بينما تكون جودة الصورة ضعيفة في مناطق الأنسجة الطرية. بينما بروتون الهيدروجين يكون موجوداً في معظم الأنسجة الطرية التي تحتوي على الكثير من جزيئات الماء. وهنا تستخدم تقنية مطابقة الصور بواسطة الكمبيوتر للحصول على صورة واضحة لمختلف الأنسجة بمطابقة صورتي الأشعة السينية والرنين المغناطيسي.

التصوير النووي

تصوير طبي في الطب النووي

تستخدم الصور من كاميرا غاما في الطب النووي لالتقاط مناطق النشاط الحيوي والتي غالباً ماتكون مترافقة مع الأمراض كالسرطان. يتم حقن المريض بنظير مثل نظير اليود 123 I123 حيث يتم امتصاص هذه النظائر بسرعة أكبر من قبل المناطق الحيوية الفعالة في الجسم كالأورام السرطانية أو الشقوق في العظام.

التصوير بإشعاع الپوزيترون(PET)

يستخدم التصوير بإشعاع البوسيترون (PET) بشكل خاص في التحري عن أمراض الدماغ والقلب. وكما في الطب النووي يستخدم نظير قصير مدة النشاط مثل نظير الفلور 18 18F في تركيب مواد تستهلك من قبل الجسم البشري مثل سكر الغلوكوز الذي يتم استهلاكه بشكل مباشر من قبل الخلايا السرطانية. تتواجد أجهزة التصوير بإشعاع الپوزيترون بشكل متوازي مع أجهزة التصوير بالأشعة المقطعية حيث من الممكن أجراء الصورتين دون الحاجة إلى تحريك المريض. وهذا يسمح باكتشاف الأورام السرطانية بالمرافقة مع تشريح أعضاء المريض الذي تم الحصول عليه بالأشعة السينية.

التصوير الصوتي

تم تطوير تقنية التصوير الصوتي حديثاً واستخدامها في تطبيقات التصوير الطبي. وهي تدمج ميزات الامتصاص الضوئي مع المجال للموجات الفوق صوتية للحصول على صور على أعماق كبيرة نسبياً. وقد أظهرت الأبحاث الحديثة أن تقنية التصوير الصوتي ممكنة الاستخدام في تحليل ومراقبة الأورام، أكسدة الدم، التصوير الدماغي الوظيفي، واكتشاف الأورام القيتامينية الجلدية.

تقنيات التصوير الطبية في العيادات أو التصوير الحيوي

المجهر الالكتروني

لفحص عينات أصغر من الخلايا، كمكونات الخلايا أو الفيروسات، قد يختار العلماء واحداً من بضعة أنواع من المجاهر الإلكترونية. في المجهر الإلكتروني Electron microscope تقوم حزمة من الإلكترونات، بدل شعاع من الضوء، بإعطاء صورة مكبرة للعينة. المجاهر الإلكترونية أقوى بكثير من المجاهر الضوئية. ويمكن لبعض المجاهر الإلكترونية أن تظهر حتى محيط ذرّات منفصلة في إحدى العينات. حيث من الممكن ان تصل قوة تكبير المجهر الإلكتروني إلى ما يقارب 2.000.000 مرة.

الحصول على صور ثلاثية الأبعاد

مؤخراً تم تطوير تقنيات تمكن من الحصول على صور ثلاثية الأبعاد من الأشعة المقطعية CT، صور الرنين المغناطيسي MRI، أو التصوير بالموجات الفوق صوتية. في العادة تنتج تقنيات التصوير صوراً ثنائية البعد لشرائح مقاطع الجسم على فيلم، ومن أجل الححصول على صور ثلاثية الأبعاد يتم دمج صور الشرائح المتتالية في الحاسوب لإنتاج نموذج ثلاثي الأبعاد، وهذه النماذج تسهل على الطبيب مراقبة الأعضاء الداخلية بزوايا رؤية مختلفة وبسرعة. وتستخدم تقنية مشابهة للحصول على النماذج الثلاثية الأبعاد من بيانات التصوير بالأمواج الفوق صوتية.

لهذه التقنية اهمية كبيرة في علم التصوير الطبي، وقد ساهمت في تطوير الكثير من العمليات الجراحية التي لم تكن موجودة سابقاً، على سبيل المثال عملية فصل التوأم الإيراني لاله ولادان بيجاني من قبل الطبيب كيث غوه السنغافوري في العام 2003. بالإضافة إلى ذلك تجري أبحاث من أجل استخدام هذه التقنية في المجال الصناعي للحصول على نماذج لقطع ميكانيكية من الصور الثلاثية الأبعاد المأخوذة بالأشعة السينية لهذه القطع.

وهناك تقنيات أخرى مقترحة أو تم تطويرها، منهم:

Some of these techniques are still at a research stage and not yet used in clinical routines.

التصوير الطبي لغير أهداف تشخيص الأمراض

تستخدم تقنيات التصوير الدماغي مؤخراً في تجارب على الإنسان (خاصة المعاقين) من أجل التحكم بأجهزة خارجية باستخدام الأمواج الدماغية، أو مايطلق عليه اسم التفاعل الدماغي الحاسوبي.

برامج المصادر المفتوحة لتحليل الصور الطبية

العديد من حزم برامج المصادر المفتوحة متواجدة لأداء تحليل للصور الطبية:

انظر أيضاً

الهامش

  1. ^ أ ب Roobottom CA, Mitchell G, Morgan-Hughes G (November 2010). "Radiation-reduction strategies in cardiac computed tomographic angiography". Clinical Radiology. 65 (11): 859–67. doi:10.1016/j.crad.2010.04.021. PMID 20933639.
  2. ^ "Medical Radiation Exposure Of The U.S. Population Greatly Increased Since The Early 1980s" (Press release). National Council on Radiation Protection & Measurements. March 5, 2009. Retrieved May 9, 2019.
  3. ^ "Medical Imaging Chip Global Unit Volume To Soar Over the Next Five Years". Silicon Semiconductor. 8 September 2016. Retrieved 25 October 2019.
  4. ^ Gonzalez, Rafael C.; Woods, Richard E. (2008). Digital Image Processing (3rd ed.). Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall. pp. 23–28. ISBN 978-0-13-168728-8. OCLC 137312858.
  5. ^ "Space Technology Hall of Fame:Inducted Technologies/1994". Space Foundation. 1994. Archived from the original on 4 July 2011. Retrieved 7 January 2010.
  6. ^ Scialpi M, Reginelli A, D'Andrea A, Gravante S, Falcone G, Baccari P, Manganaro L, Palumbo B, Cappabianca S (April 2016). "Pancreatic tumors imaging: An update" (PDF). International Journal of Surgery. 28 (Suppl 1): S142-55. doi:10.1016/j.ijsu.2015.12.053. hdl:11573/908479. PMID 26777740. Archived (PDF) from the original on 2019-08-24.
  7. ^ Rahbar H, Partridge SC (February 2016). "Multiparametric MR Imaging of Breast Cancer". Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America. 24 (1): 223–238. doi:10.1016/j.mric.2015.08.012. PMC 4672390. PMID 26613883.
  8. ^ "Medical Imaging Chip Global Unit Volume To Soar Over the Next Five Years". Silicon Semiconductor. 8 September 2016. Retrieved 25 October 2019.
  9. ^ Banerjee R, Pavlides M, Tunnicliffe EM, Piechnik SK, Sarania N, Philips R, Collier JD, Booth JC, Schneider JE, Wang LM, Delaney DW, Fleming KA, Robson MD, Barnes E, Neubauer S (January 2014). "Multiparametric magnetic resonance for the non-invasive diagnosis of liver disease". Journal of Hepatology. 60 (1): 69–77. doi:10.1016/j.jhep.2013.09.002. PMC 3865797. PMID 24036007.

للاستزادة

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=تصوير_طبي&oldid=4346953"