کامپیوتر و سی تی اسکن

 کامپیوتر:
کامپیوتر یک سیستم منحصر به فرد برا ی اسکنر CTاست بنا به فرمت و ساختار تصویر این کامپیوتر باید توانایی حل همزمان 250000معادله را داشته باشد بنابراین کامپیوتر با مشخصات قوی نیازمند است.
این کامپیوتر تقریبا یک سوم قیمت قیمت کل اسکنر CT را شامل می دهد قلب کامپیوتر مورد استفاده در CT میکروپروسسور و حافظه اصلی است.این دو قطعه زمان ما بین تمام اسکن و ظاهر شدن یک تصویر را تعیین می کند که این زمان،زمان بازسازی (reconstruction time) نامیده می شود. هم اکنون زمان بازسازی به کمتر از ثانیه کاهش یافته است. بازده یک آزمون بطور خیلی زیادی وابسته به زمان بازسازی است. مخصوصا هنگامی که تعداد زیادی برش انجام پذیرد.
زمان بازسازی (reconstruction time) زمان ما بین اتمام اسکن و ظاهر شدن تصویر است.
تعدادی از اسکنر های CT به جای استفاده از یک میکروپروسور در بازسازی تصویر از یک آرایه پردازشگر (array processor)  استفاده می کنند که این آرایه پردازشگر توانایی محاسبات همزمان بسیار زیادی راخواهد داشت و بطور محسوسی سریعتر از میکروپروسسور است و می تواند زمان بازسازی تصویر را به کمتر از 1ثانیه کاهش دهد.

کنسول عملیاتی:
تعدادی از اسکنرهای CT با دویا سه کنسول تجهیز میگردند. یکی برای کار کردن تکنولوژیست ،ساخت فیلم را بر عهده  دارد و یکی برای پزشک که تصویر را ببیند  و کنتراست انداره و وضع کلی تصویر را تنظیم کند کنسول عملیاتی شامل سنجشگرها و کنترل کننده هایی است که به منظور انتخاب فاکتورهایی تکنیکی برای تصویربرداری مناسب انتخاب حرکت مکانیکی مناسب برای گنتری و تخت بیمار و انتخاب دستورات کامپیوتری که بازسازی و انتقال تصاویر را برعهده دارند مورد استفاده قرار می گیرند. یک کنسول عملیاتی دارای کنترل کننده و نمایشگرهای برای فاکتورهایی مختلف تکنیکی است. بطور کلی آزمون ها در فراتر از 120kVp انجام می شود. اگر باریکه پرتو X پیوسته باشد معمولا در حد چند صد mAاست.زمان هر اسکن اغلب انتخابی است و ما بین یک تا پنج ثانیه تعییر می کند.همچنین اسکنرهای CT با زمان کمتر از یک ثانیه موجود هستند.
همچنین ضخامت برش بافت مورد اسکن را می توان تنظیم نمود. ضخامت برش طبیعی در حدود6تا 10 میلی متر است،ولی بعضی از یونیت ها ضخامت برش در محل 5/0 میلیمتر هم برای اسکن با قدرت بالای تفکیک در اختیار اپراتور قرار می دهند. ضخامت برش از روی کنسول و ازطریق تنظیم اتوماتیک کالیماتور قابل انتخاب است.
همچنین کنترل کننده هایی برای حرکت تنظیم اتوماتیک تخت محافظ بیمار مورداستفاده قرار میگیرند.این امر به اپراتور اجازه می دهد که سیستم برای برش های متوالی یا برش هایی با فاصله زمانی مشخص ویا تصویر برداری spiral برنامه ریزی کند.
کنسول عملیاتی معمولادارای دو نمایشگراست،نمایشگر اول برای نشان دادن اطلاعات و داده های بسیار( مثل نام بیمار، مدارک پزشکی ، جنسیت و..) و نشان دادن مشخصات هر اسکن (مثل تعداد تکنیک موقعیت تخت)می باشد.
نمایشگر دوم برای اپراتور این امکان را فراهم می اورد که بتواند تصویر اسکن حاصله را قبل از فرستادن تصویر به hard copy یا کنسولی که پزشک به مشاهده تصویر می پردازد،ببیند.
کنسول دیداری پزشک (physicians viewing console):
اسکنرهای کوچکتر ممکن است که این کنسول را نداشته باشند. برای  بازدهی هر چه بیشتر ،این کنسول دارای یک کامپیوتر است.این کنسول به پزشک این امکان را می دهد که پزشک با مرور فراخوانی تصاویر قبلی تصاویر را با یکدیگر مقایسه کند. کنترل کننده های نیز برای تنظیمات کنتراست و میزان روشنایی تکنیک های بزرگنمائی دیدن منطقه مورد نظر بر روی تصویر تعبیه گشته اند.
ذخیره سازی تصویر (image storage):
چند ساختار مختلف برای نگهدارای مناسب تصاویر وجوددارد. اسکنرهای در حال حاضر تصاویر را بر روی نوارهای مغناطیسی یا دیسک ها ذخیره می کنند. اگر از دیسک برای ذخیره سازی استفاده شود می توان اطلاعات و تصاویر هر بیمار را بر روی یک دیسک مختص به بیمار نگهداری کرد، ولی اگر بر روی نوارها ذخیره میگردد، هر نوار مغناطیسی توانایی ذخیره سازی تقریبا 150 اسکن را خواهد داشت که استفاده کردن برای مشاهدات بعدی اسکن های CT معمولا بر روی فیلم در یک دروبین لیزری ثبت می گردد. دوربین ها از نوعی از فیلم های 12*14  اینچ استفاده می کنند. بر روی هر یک از این فیلم ها یک، دو، چهار، شش یا دوازده تصویر را می توان ثبت کرد. طبیعی است که هر چه تعدادی تصاویرهای ثبت شده بر روی فیلم بیشتر گردند تصاویر کوچکتر میگردد.

تصویر CT چگونه تولید می شود ؟
تصویر هر مقطع بدست آمده به اجزاء حجمی ( voxel ) تقسیم می شود که تعداد voxel ها بستگی به نوع سیستم ما دارد ( به طور معمول 512*512 یا 1024*1024) . در طول هر اسکن تعداد زیادی فوتون اشعه x از هر voxel عبور می کند و شدت اشعه x عبوری توسط دتکتورها اندازه گیری می شود .
با استفاده از اطلاعات بدست آمده از این دتکتورها و مقایسه آن با شدت اولیه اشعه x مقدار تضعیف  رخ داده در هر voxel قابل محاسبه است . با توجه به مقدار تضعیف رخ داده به هر voxel یک مقدار عددی اختصاص می یابد . در تصویر بازسازی شده یک رنگ از مقیاسی خاکستری ( بین سفید تا سیاه ) ، متناسب با عدد هر پیکسل به آن اختصاص داده می شود . ( نحوه بازسازی تصویرفرایندی پیچیده است و از آنجا که هدف ما در این متن مروری کوتاه بر فیزیک CT است به این امر به صورت گسترده پرداخته نمی شود . )
واحد هانسفیلد یا عدد CT چیست ؟
Hounsfield unit LHU CT number
همانطور که در بالا ذکر شد به هر pixel ( مقطع عرضی هر voxel ) یک عدد اختصاص می یابد . و این عدد حاصل تضعیف اجزاء تشکیل دهنده یک voxel است . عدد بدست آمده با مقدار تضعیف حاصل از آب مقایسه می شود و در یک مقیاس به نمایش در می آید که به احترام آقای هانسفیلد به آن واحد هانسفیلد می گویند .
در این مقیاس مقدار اختصاصی داده شده به آب صفر است . دامنه این اعداد بین 1000+ تا 1000- است ( Hu 2000 ) اگر چه بعضی از اسکنرهای پیشرفته دامنه ای تا Hu 4000 دارند . هر عدد یک رنگ از مقیاسی خاکستری را به خود اختصاص می دهد مثلاً استخوان با Hu 1000+ رنگ سفید و هوا با Hu 1000- رنگ سیاه سایر اعداد نیز با یک رنگ از طیف بین سیاه تا سفید نمایش داده می شوند .
تراز پنجره و پنهای پنجره
Window level ( wl ) and window width ( ww )
اگر چه دامنه CT number تشخیص داده شده توسط کامپیوتر شامل 2000 عدد است ( 1000+ تا 1000- ) ولی چشم انسان قادر به تفکیک دقیق این دامنه وسیع از رنگها نیست . بنابراین به بیننده تصاویر CT این امکان داده شده است تا تعداد محدودی از CT number ها را برای نمایش انتخاب کند . مقیاس خاکستری مفید مورد استفاده در تصاویر کلینیکی با استفاده از پنهای پنجره و تراز پنجره انتخابی در کنسول کنترل بدست می آید .
دامنه انتخابی به نوع بافت تحت مطالعه بستگی دارد .
اصطلاح تراز پنجره ( wl ) نشانگر مرکز پنهای پنجره انتخابی است .
به عنوان مثال اگر ما تراز پنجره را 40+ انتخاب کنیم و پنهای پنجره را 350 دامنه CT number ما از 135- تا 215+ خواهد بود .
پنهای پنجره شامل اعدادی است که ما می خواهیم با توجه به بافت مورد نظر به نمایش درآید . بافتهایی که CT number آنها خارج از دامنه انتخابی ما است به صورت سیاه یا سفید به نمایش در می آیند ( بافتهایی با CT number کمتر سیاه و با CT number بیشتر سفید ) به عنوان مثال در تهیه تصویر از قفسه سینه پنهای پنجره 350 و تراز پنجره 40+ برای تصویر میان سینه مورد استفاده قرار می گیرد .    ( بافت نرم ) در حالی پنهای پنجره 1500 و تراز پنجره 600- برای تصویر ششها مناسب است ( بیشتر شامل هوا است )