کاربرد اسپکت در پزشکی


کاربرد اسپکت در پزشکی
انتشار: یکشنبه, 10 اردیبهشت 96
بروزرسانی:دوشنبه, 27 اردیبهشت 0
قیمت: 0 0 تومان
تعداد مشاهده: 501
تعداد نظرات:0
لینک کوتاه:
  دسته بندی:    


مقدمه

روشهاى تشخيص در پزشكى هسته اى مبتنى بر استفاده از ردياب هاى راديو اكتيو است كه جهت بررسى هاى جريان خون در مغز، عملكرد كبد، شش ها، قلب، كليه ها يا جهت بررسى رشد استخوان و تاييد شيوه هاى ديگر تشخيص، در درون بدن از خود پرتو گاما ساطع مي كنند. راديو ايزوتوپ هاى مورد استفاده براى منظورهاى تشخيص بايد ساطع كننده پرتو گاما با انرژى كافى باشند كه بتوانند از بدن خارج شوند و نيمه عمر آنها به اندازه كافى كوتاه باشد كه بلافاصله بعد از تصويربردارى آثارى از آن وجود نداشته باشد. مؤثرترين روش جهت انجام مطالعات و بررسي فيزيولوژي و عملكرد بافت هاي بدن انسان استفاده از دستگاه هاي تصويرگيري پزشكي هسته اي است كه شامل دوربين گاما، سيستم PET و سيستم SPECT مي باشد. در حال حاضر در كشور ما (ايران) بيش از يكصد و پنجاه مركز پزشكي هسته اي وجود دارد ،كه بيشتر آنها مجهز به سيستم SPECTمي باشند و تاكنون دستگاه PET در ايران نصب نشده است. در تصويرگيري پزشكي هسته اي ماده راديو ايزوتوپي كه به دليل استفاده از نوع تركيب شيميايي مناسب انجام آزمايش هاي كنترل كيفي گوناگون  است، به آن راديودارو مي گوييم و قابليت وارد شدن به جريان خون بدن را از طريق يكي از روش هاي تزريق ، استنشاق و يا خوردن پيدا كرده است، وارد جريان خون بدن مي شود (معمولا از طريق تزريق ). سپس بسته به نوع تركيب شيميايي راديودارو، اين ماده در يك بافت بيشتر از ساير بافت ها جذب شده و لذا براي مطالعه آن بافت مناسب مي باشد و استفاده مي شود. در مطالعات قلب با روش SPECT از مواد پرتوزا  تاليوم- ۲۰۱ (راديوداروي تاليوم كلرايد ) و يا تكنسيوم-۹۹ m به همراه كيت MIBI استفاده مي شود . اين مواد پرتوزا ناشر پرتوهاي گاما هستند كه توزيع اين مواد درون بافت قلب از طريق آشكار نمودن پرتوهاي گاما ساطع شده از قلب توسط آشكارساز سوسوزن ( NaI)Tl و سيستم الكترونيكي مربوطه صورت مي گيرد كه نهايتآ منجر به تشكيل تصوير از بافت مورد مطالعه (قلب) مي شود.

تاریخچه SPECT

دستگاه اولیه SPECT در سال 1960 بوسیله Edwards و Roy Kuhl ساخته شد. ولی این دستگاه هنوز بسیار ابتدایی بود. این وسیله شامل آشکار سازهای متعدد یدیدسدیم بود که در چهار طرف سر مریض قرار می گرفتند. در آن زمان به آن دوربین MARK IV می گفتند.  اولین نوع تجاری این دستگاه بسیار شبیه MARK IV بود ولی از 32 آشکارساز استفاده می کرد. بااینکه این دستگاه دارای دتکتور (آشکارساز) های بسیاری بود اما تصاویر بدست آمده بسیار مناسب و با کیفیت نبودند. متعاقبا SPECT  مورد استقبال جهانی قرار نگرفت. تا اینکه بین سال های 1980 و 1990 ، SPECT با پیشرفت عکسبرداری هسته ای، کم کم خود را به عنوان یک روش عکسبرداری نشان داد. امروزه عکسبرداری SPECT به عنوان بهترین روش عکسبرداری از عملکرد های مغز خود را به تثبیت رسانده است.

  SPECT چیست؟

(Single photon emission computed tomography ) SPECT   یا مقطع نگاری رایانه ای تک فوتونی روشی است که در آن از رادیوایزوتوپ هایی استفاده می‌شود که ذرات گاما از خود ساطع می‌کنند. این روش تصویربرداری که به کمک رایانه انجام می شود نیازمند يك يا چند آشكار ساز و يك كامپيوتر صفحه نمايش دهنده است.آرايه آشكار سازها در اطراف بيمار حركت مي كند و تغيرات ميزان شمارش اكتيويته با توجه به جذب هاى بخشى از تابش توسط بدن به عنوان تغيرات ژئومترى به وسيله نرم افزار كامپيوترى محاسبه شده و نهايتآ تصوير مربوطه در صفحه نمايش نشان داده مي شود. اين روش متعاقبا در جهات ديگر بدن هم تكرار مي شود، بنابراين تصوير سه بعدى حاصل خواهد شد. شفافيت و درجه تفكيك در اين تصوير يا اسكن چيزي حدود يك ميلى متر خواهد بود. در واقع يك روش بسيار مشابه به يك تصوير بردارى اشعه ايكس، ولى در مورد اخير هم منبع تابش و هم آشكار سازى در اطراف بيمار حركت مى كند. كاربرد راديو نوكلوئيد ها براى Spect  ترجيحا بايد همراه با ساطع کردن فوتون گاماى منفرد باشد و بهترين تصوير شفاف آن با گاماى كم انرژى حاصل مى گردد.

ساختمان اسپکت

این دستگاه مجهز به یک یا دو دوربین گاما است دستگاه های با دوربین منفرد مجهز به یک اشکارساز هستند که بر روی یک گانتری با تجهیزات مکانیکی ویژه سوار بوده و دوربین را به صورت خودکار در زاویه ای معادل 360 درجه به دور بیمار گردش می دهد. دستگاه اسپکت  به جمع آوری اطلاعات در مجموعه ای از جهت های متعدد با فواصل دو درجه یا بیشتر می پردازند . سيستم SPECT معمولا از بخشهاي مختلفي تشكيل مي شود. يك باريكه ساز، يك آشكارساز، لوله هاي PM و يك پيش تقويت كننده، يك تقويت كننده، يك PHA، یک مدار مشخص كننده مكان و غيره . طرح شماتيك اجزاي تشكيل دهندة يك دوربين گاما در شكل ۱ و نمايي از يك دستگاه SPECT كه داراي اجز اي داخلي شبيه دوربين گاما است در شكل ۲ نشان داده شده است.

 

 

 

سيستم  SPECT از نظر ساختار مانند دوربين گاما مي باشد با اين تفاوت كه سر دوربين SPECT قابليت چرخش دور بيمار در ۳۶۰ درجه را در تعداد گام هاي مشخص مثلا ۱۶ ، ۳۲ و يا 64 گام و تهيه تصوير در هر يك از اين گام ها را دارد . اين قابليت سبب مي شود كه بر محدوديت هاي اصلي تصويرگيري با دوربين گاما يعني:

• داشتن تصاوير دو بعدي از بافت ها و اجسام سه بعدي نظير قلب،

• امكان محو شدن نقيصه هاي فيزيولوژي و آناتومي در تصوير به دليل قرار گرفتن آن در پشت بافت(هاي) ديگر،

• عدم امكان تخمين ضرايب تضعيف خطي بافت هايي كه در مسير حركت فوتونهاي گاما قرار دارند، تا حد زيادي غلبه شود.

SPECT   با توجه به قطعات یا نوع ساخت اصولا به دو مدل اصلی تقسیم می شود :

1camera base spect-

یک دوربین گاما دارد که با توجه به کولیماتور مخصوص روی صفحه کریستال مقاطع مختلف را در نظر می گیرد ضخامت مقاطع مساوی است. سیستم شروع به حرکت می کند و درنقاط مختلف می ایستد و شمارش می گیرد

Multy detector Array-2

یک تعداد دتکتور درعرض هم بصورت خطی یا کروی قرار دارند حرکت می کند و در نماهای مختلف 360 درجه شمارش می گیرد.

امـروزه بـیـشـتـر سـیـسـتـم‌هـای  SPECT مـورد استفاده از نوع  Camera Basedهستند . چون این سیستم ساده و ارزان است و در عین حال دارای دو كاربرد است. یعنی هم به عنوان g- Camera و هـم          SPECTكـاربرد دارند. امروزه سیستم‌های  SPECTجدیدتر با دو یا سه Head تولید شده اند كه باعث افزایش حساسیت می شوند.در هـر صـورت سـیـسـتم‌های  SPECT  ‌هنوز دارای حـسـاسیت بسیار پایین و صحت و دقت آماری كمی هستند.

تجهیزات انواع دوربین های دیجیتال

  1. دوربین دیجیتال مشابه به دوربین مسطح (اما با دو ویژگی های اضافی)
  2. دوربین های پیشرفته SPECT که شامل:
  • One head
  • Multiple head
  • Ring detectors ( آشکارسازهای حلقه ای)

 

              SPECT camera  Three-headed SPECT camera                                                                   

Ring  detector

چگونگی تشکیل تصاویر در اسپکت

زاویه چرخش head هر یک از دوربین ها به صورت زیر می باشد:

  • single headed              360˚
  • double-headed              180  ̊
  • Triple headed                120  ̊

 

                                                                                                                       

 

در  توموگرافی ، دستیابی نمایش متعدد صفحه ای بدست آمده را تصاویر می گویند. این تصاویر  پی در پی بیشتر برای نمایش سینمایی مفید هستند.

زاویه ی دستیابی به تصاویر در توموگرافی اغلب از 360◦ یا 180◦ می باشد. برای اکثر ارگانهای بدن از چرخش 360 درجه ای سر دوربین مورد استفاده قرار می گیرد. برای اندام های که موقعیت آنها بر روی یک طرف از بدن است ، از چرخش 180درجه ای استفاده می شود  مانند قلب.

180 ˚cardiac SPECT

انواع روش های دستیابی به تصاویر در توموگرافی شامل:

  • Step and shoot
  • continuous

Continuous acquisition

Step and shoot acquisition

  در چرخش بیضوی سر دوربین  در یک فاصله ثابت از مرکز بدن چرخش دارد. از آنجا که بدن تقریبا در مقطع بیشتر بیضوی است تا دایره ای، دوربین نزدیک به ارگان نمی شود.

Circular and elliptical orbits

قابل توجه است که حرکت زیاد بیمار می تواند باعث ایجاد آرتیفکت و یا تار شدن تصویر شود. تصویر سیگنوگرام (sonogram) یک برش از تصاویر از 0◦ به حداکثرزاویه چرخش، یا 180◦ یا 360◦ است. هر ردیف از تصویر sinogram شامل داده های به دست در زاویه های مختلف چرخش است، اما همه ی ردیف ها در sinogram از موقعیت یکسان محور (Y)  بدست آمده است.

در این شکل A اسلایدهای از برش قلب دیده می شود که با قرار دادن آنها  روی هم یک سنوگرام کامل ( شکلB  ( به وجود آمده است.

 

در این شکل اثر حرکت بیمار را در جهت x  و y در یک برش از قلب دیده می شود.

  در این شکل سیگنوگرام ها، در موقعیت انتخابی در امتداد محور طولی بدن (محور y) ایجاد شده است.

در این شکل تصویر ناشی از حرکت بیمار در جهت محور y دیده می شود در ردیف اول و سوم و پنجم ارتیفک های ناشی از حرکت بیمار قابل شهود است در ریف های دوم و چهارم و ششم تصاویر با وضوح  کامل و درست گرفته شده است.

بازسازی تصاویر

روند بازسازی ایجاد اسلایس های محوری از نمای پروجکشن می باشد که شامل:

  • Filtered backprojection
  • بازسازی تکراری (Iterative reconstruction)

می باشد در backprojection، داده به دست آمده توسط دوربین برای ایجاد برش های متعدد محوری (transaxial) بکار می رود

شکل نمای پروچکشن از کبد که به روش backprojected با ایجاد برش transaxial بازسازی شده است.

شکل دستیابی به نمای پروجکشن (به عنوان آرایه های عددی) از یک دیسک

    

نمایش پروجکشن از یک دیسک که backprojected شده است.

هدف اسپکت

هدف اسپکت، تعيين توزيع فضائي سه بعدي در داخل بدن يک بيمار که رادیو دارو به آن تزريق شده می باشد. با توجه به اين که يک راديو دارو در ناحيه­هائي تغليظ می يابد که در آن مورد استفاده بيولوژيکي قرار مي­گيرد، اسپکت قادر به اندازه­گيري فعاليتهاي زیستی و سوخت و ساز در بدن مي­باشد.

نحوه تصویربرداری

همانطور که گفتیم ابتدا به بیمار مواد رادیواکتیو تزریق می‌شود، سپس بیمار روی یک تخت صاف دراز می‌کشد. این تخت به درون یک اتاقک استوانه ای شکل وارد می‌شود، در دیواره های این اتاقک دنبال کننده های اشعه‌ی گاما به صورت آرایه‌ی دایره ای شکل قرار گرفته اند. این دنبال کننده‌ها که ۱۸۰ و یا ۳۶۰ درجه حول بیمار قابلیت گردش دارند و می توانند تصاویر مقطعی تولید کنند یک سری کریستال‌های  Scintillation  دارند که هر کدام به یک تقویت کننده نوری متصل است. این کریستالها اشعه های گامای ساطع شده از بیمار را به فوتون های نور تبدیل می‌کنند. تقویت کننده نوری این فوتون‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کرده و آن‌ها را تقویت می‌کند. کامپیوتر این سیگنال‌ها را پردازش کرده و تصویر را تشکیل می‌دهد. سپس تخت بیمار جا به جا شده واین فرآیند تکرار می‌شود. در نتیجه یک سری تصویر از عضوی که در آن مواد رادیو اکتیو تزریق شده ( مثل مغز، سینه، کبد و ... ) به دست می‌آید، این تصاویر کنار هم قرار می‌گیرند تا یک تصویر سه بعدی از عضو مورد نظر به وجود آید.

نحوه ی تشخیص بیماری

به این صورت است که به عنوان مثال هنگامی که دوربین گاما تعداد تشعشعات گامای ساطع شده از بیمار را که نشان دهنده میزان جذب اکتیویته در آن عضو مورد نظر است شمارش می‌کند. یک بیماری خاص مثلا تومور می‌تواند در شمارش تغییر بوجود آورد و بیماری تشخیص داده می‌شود.

 

 

تجهيز دستگاههاي تصويربرداري Planar به سيستم تخت SPECT جهت
تصوير برداري سه بعدي SPECT و تصوير برداري Whole Body از بدن

عکسبرداری SPECT مغزی

عکسبرداری SPECT مغزی (Single Photon Emission Computed Tomography)   یک نوع مطالعه در شاخه پزشکی هسته ای می باشد که به پزشکان اجازه می دهد در باره جریان خون در نقاط مختلف مغز مطالعه کنند. با دانستن اینکه خون چگونه در نقاط مختلف مغز جاری می شود ، پزشک با دقت بیشتری می تواند بفهمد که کدام نقاط مغز عملکرد صحیح خود را ندارند.

SPECT  مغزی ، با استفاده از رادیو دارو ها،  یک عکس فوری از عملکرد مغز را به ما می دهد. این روش در دهۀ گذشته در روانپزشکی برای تحقیق بر روی اختلالات مغزی استفاده شده است.

عکسبرداری SPECT مغزی چگونه انجام می شود؟

یک عکسبرداری SPECT مغزی به رادیوایزوتوپ هایی نیاز دارد که از طریق ورید بطور هدفمند به طرف سلول های مغز هدایت شوند. رادیو دارو همراه با جریان خون در تمام مغز منتشر می شود و بدیهی است قسمتهایی که خون بیشتری در آنها جریان دارد رادیو ایزوتوپ بیشتری را جمع می کند و همین جریان خون با فعالیت آن قسمت مغز ارتباط مستقیم دارد. ایزوتوپ تکنسیوم 99m (Technetium99) فورا متناسب با جریان خون ، در نقاط مختلف مغز ماندنی می شود و از خود اشعه گاما منتشر می کند و این اشعه های گاما توسط دوربین (آشکار ساز) های گاما که در اطراف مغز هستند آشکارسازی می شوند.

 در مطالعه بیماران با مشکلات مغز و اعصاب بوسیله SPECT ، محققان جریان های خونی را مشاهده کردند که در حالتهای مغزی دیگر قابل مشاهده اند. بنابراین بیماران می توانند منشا های بیماری های مغزی خود را قبل از وقوع آن ببینند. عکسبرداری SPECT به عنوان بهترین روش عکسبرداری از عملکرد های مغز (حتی نسبت به CT وMRI ) است؛ زیرا برای ارزیابی کامل علایم بیماری ، دست یابی به ساختمان (آناتومی) مغز و جریان خون در آن لازم است. CT و MRI فقط در مورد ساختار آناتومی مغز به ما اطلاع می دهند. در بسیاری بیماران تنها دانستن آناتومی مغز برای تشخیص بیماری کافی نیست و معمولا اختلالات وقتی شکل آناتومیکی پیدا می کنند که دیگر کمی دیر شده است و یا اصولا برخی بیماری ها اصلا بوسیلۀ شکل ساختمان مغز قابل تشخیص نیستند. SPECT مغزی اطلاعاتی را در مورد جریان خون در مغز به پزشک می دهد که با روش های دیگر عکسبرداری قابل تشخیص نیستند. مقایسۀ یک مغز عکسبرداری شده بوسیلۀ SPECT با یک مغز سالم و عادی اطلاعات زیادی را به پزشک می دهد. وقتی پزشکان اطلاعات ساختار وعملکرد مغز را با هم ترکیب می کنند، بی شک به نتایج بهتری خواهند رسید. SPECT مغزی همچنین می تواند برای بررسی اثر روش های درمانی مختلف استفاده شود.

index.jpg

بر خلاف CT و MRI و EEG (نوار مغزی) که در بیماران روانپزشکی بسیار کاربرد دارند ، SPECT مغزی با کیفیت بالا ، برای تشخیص بیماری های زیر بکار می رود

1_  TBI(Traumatic Brain Injury) (روان زخم)

2_ آلزایمر

3_ Seizure Localization

4_ ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder) (پر جنبی)

5_ Bipolar Disorder

6_ Depression (افسردگی)

7_ OCD (Obsessive Compulsive Disorder) (وسواسی)

8_  Anxiety & Panic Disorder(اضطراب)

ايزوتوپهاي مورد استفاده در اين روش عبارتند از:

زنون – 133

تکنسيوم – 99      که يک اشعه گاما تابش مي کنند.

 لودين – 123

در این روش که از واپاشی هسته اتم مانند الکترون کپچر یا واپاشی بتا استفاده می شود یک فوتون گاما با انرژی متفاوت آزاد می شود که به نوع رادیونوکلئید مورد استفاده بستگی دارد. البته در بعضی رادیونوکلئید ها مانند تالیم چند فوتون با انرژی متفاوت آزاد می شود.

مقایسه  PET و  SPECT

1.اسپکت روشی بسیار شبیه پت است با این تفاوت که ایزوتوپهای مورد استفاده در این روش ( که عبارتند از زنون – 133، تکنتیوم – 99 و لودین – 123 ) زمان واپاشی طولانی ترى دارند و به جای تابش 2 اشعه گاما فقط یک اشعه گاما تابش می کنند. این روش نیز می تواند اطلاعاتی در مورد جریان خون و پراکندگی مواد رادیواکتیو در بدن ارائه دهد.

2.دراسپکت تصاویر حساسیت کمتری دارند و جزئیات کمتری را نسبت به تصاویر پت نشان می دهند.

3. اسپکت به گرانی پت نیست.

 

دانلود این مقاله
  برچسب ها :    

مقالات مرتبط با این مقاله


محدودیت در دسترسی

برای مشاهده کامل این قسمت وارد سایت شوید

ورود عضویت

  شبکه های اجتماعی

در شبکه اجتماعی اینستاگرام هر روز تخفیف داریم. آکادمی پرتویار در اینستاگرام دنبال کنید تا در جریان این تخفیف ها قرار بگیرید

گروه تلگرامی مونت کارلو با بیش از 400 عضو مخصوص پاسخ به سوالات شما عزیزان است

از طریق واتس آپ با ما در تماس باشید

میخوای کد نویسی را حرفه ای یاد بگیری ؟ کلیک کن!

  جستجو

تلفن تماس

برای مشاوره- درخواست کارگاه و ... با شماره 09372846654 تماس بگیرید

  پنل کاربری

ورود عضویت

سیستم مدیریت درمان پرتویار

یک سیستم قوی و جامع برای مدیریت فرآیند های درمان در

  • مدیریت بیماران
  • مدیریت کاربران و پرسنل
  • سیستم گزارش گیری
  • ایجاد صورتحساب بیماران
بیشتر بخوانید

  دسته بندی


سیستم مدیریت پروژه پرتویار

یک سیستم قوی برای مدیریت کارها و برنامه های شخصی و سازمانی

دارای قابلیت تعریف پروژه، کار، مدیریت اشخاص، مدیریت درآمد ها

بیشتر بخوانید