تاريخچه تصويربرداري در پزشكي
«ويلهلم رونتگن» فيزيكدان 50 ساله و استاد فيزيك دانشگاه «وورتسبورگ» آلمان روز هشتم نوامبر 1895، هنگامي كه به نظر مي
http://forum.patoghu.com/images/poti/2008/08/479.jpg
رسيد به اواخر دوران فعاليت علمي اش رسيده باشد، به كشف يكي از بزرگترين پديده هاي قرن 19 يعني «اشعه ايكس» نايل شد.
ويلهلم شگفت زده در آزمايشگاه تاريك خود نشسته بود. هنگام انجام يك آزمايش دست او تصادفاً بين يك صفحه فلوئورسان و حباب شيشه اي مخصوص قرار گرفته بود كه جريان الكتريسيته درونش برقرار بود و استخوانهاي دستش كه در زير پوست سالم پنهان بودند، نمايان شد.
اشعه ايكس
اين اشعه كه يكي از مهمترين اكتشافات تاريخ بشري است، موجب شهرت جهاني رونتگن شد و اولين جايزه نوبل فيزيك را در سال 1901 براي وي به ارمغان آورد. در سالهاي بعد هم اشعه ايكس در حوزه هاي علوم ديگري چون ژنتيك و فيزيك ذره اي به كار گرفته شد و موجب اهداي جوايز نوبل به دانشمندان ديگر شد.
قبلاً اشعه ايكس تنها براي تشخيص شكستگي استخوانها به كار مي رفت، اما اكنون دامنه كاربرد آن تا جايي گسترده شده كه با كمك آن مي توان به بررسي حافظه پرداخت و يا به علل اعتياد پي برد.
بعضي از دانشمندان اعتقاد دارند، تصويربرداري از بدن انسان ممكن است بتواند به پرسشهايي پاسخ دهد كه تاكنون خارج از دسترس انسان تصور مي شده اند؛ مثلاً منشأ آگاهي انسان!
عكس ساده از استخوان
قدرت اشعه ايكس براي نشان دادن آنچه در زير پوست قرار دارد چند هفته پس از كشف اتفاقي رونتگن، توسط پزشكان به كار گرفته شد. چهار روز پس از رسيدن اين خبر به پزشكان آمريكايي، آنها موفق شدند گلوله اي را با استفاده از همين اشعه در پاي يك بيمار پيدا كنند.
در سال 1898 اين تكنيك به خارج از آزمايشگاه ها راه پيدا كرد و توسط ارتش انگليس براي سربازان مجروح جنگي مورد استفاده قرار گرفت و تا 70 سال پس از آن نيز به همان شكل اوليه؛ يعني گرفتن عكس ساده از استخوان به كار گرفته شد.
سي تي اسكن
در سال 1972 دانشمندي انگليسي به نام «گلد فري هانس فيلد» اشعه ايكس سه بعدي را كشف كرد. در اين روش از تصويربرداري كه به آن «سي تي اسكن» مي گويند، تعداد زيادي دسته هاي اشعه ايكس كه با زواياي مختلف به قسمتي از بدن تابيده مي شوند، با هم تركيب شده و يك تصوير واحد را به صورت سطح مقطع مي سازند. وقتي اين مقطعها در كنار يكديگر قرار مي گيرند، تصوير سه بعدي از بدن به دست مي آيد.
تهيه يك تصوير واحد از سر به ده ها هزار دسته اشعه ايكس نياز دارد كه ارتباط هر يك از آنها با يكديگر نياز به محاسبات پيچيده رياضي دارد. هانس فيلد، برنامه رايانه اي مورد نياز براي اين محاسبات را همراه با خود دستگاه آماده كرد و در سال 1972 اولين دستگاه سي تي اسكن در بيمارستاني واقع در ويمبلدون آغاز به كار كرد و تا سال 1978 بيش از هزار دستگاه در سراسر جهان توليد شد.
سي تي اسكن امروزه يكي از تكنيكهاي متداول مورد استفاده در بيمارستانهاي بزرگ است. اين روش را مي توان براي بيماران مختلف به كار برد؛ از بيماران مبتلا به سرطانهاي پيشرفته تا افرادي كه در تصادفات مجروح شده اند.
اما اين تكنيك داراي دو اشكال اساسي است. اول اينكه بيماران در معرض مقدار زيادي اشعه ايكس كه بالقوه سرطان زا است قرار مي گيرند و ديگر آنكه سي تي اسكن تصوير واضحي از بافت نرم در اختيار نمي گذارد و در اين مورد نمي توان كاري كرد.
برخلاف استخوان كه اتم هايش بسيار متراكم هستند، بافت نرم به ميزان كمتري اشعه ايكس را جذب مي كند و به همين دليل تصويري محو با حدود نامشخص به دست مي آ يد. وقتي قرار است روده ها يا دستگاه گردش خون با سي تي اسكن مورد بررسي قرار بگيرد، مقداري ماده حاجب مثل سولفات باريم به كار مي رود تا وضوح تصوير بيشتر شود.
اما با اين حال، باز هم موارد زيادي مثل شناسايي آسيبهاي مفاصل و رباط ها خارج از دسترس سي تي اسكن قرار دارد
MRI
راه حل اين مسأله «MRI» بود كه در دهه 70 پديد آ مد. دانشمندان آمريكايي در اواسط دهه 40 نشان داده بودند كه وقتي هسته هيدروژن در ميدانهاي مغناطيسي قرار گيرند، مانند آهنرباهاي ريز پشت سر هم رديف مي شوند، در صورتي كه امواج راديويي با فركانس مناسب به اين هسته ها برخورد كند، ارتباط شان گسيخته شده و يك سيگنال راديويي به وجود مي آورند.
اندازه گيري سيگنالهايي كه از قسمتهاي مختلف بدن بدست مي آيند در حقيقت بيانگر ميزان آب و تراكم بافتهاست و مي تواند نوعي تصوير ايجاد نمايد.
در سال 1980، هانس فيلد، استاد دانشگاه ناتينگهام نرم افزار و سخت افزار رايانه اي مورد نياز را براي توليد اولين تصوير MRI مغز عرضه كردند. امروزه MRI به يكي از روشهاي تشخيص بسيار مهم در دانش پزشكي نوين تبديل شده است كه البته با توجه به هزينه ساخت دستگاه و نگهداري آن هنوز كاربرد كاملاً عمومي پيدا نكرده است.
پزشكان از MRI براي بررسي بافتهاي نرم و بويژه مغز استفاده مي كنند. پس از گذشت اندك زماني MRI دريچه تازه اي بر روي علم پزشكي گشود؛ نوروگرافي يا تصويربرداري از بافت عصبي اعصاب كه توسط لايه اي از چربي احاطه شده اند.
اساس تكنيك نورگرافي بر اين حقيقت استوار است كه فركانس سيگنالهاي راديويي خارج شده از بافت عصبي با سيگنالهاي بافت چربي كمي اختلاف دارد. با استفاده از اين اختلاف كوچك دانشمندان موفق شدند از اعصاب آسيب ديده تصاويري تهيه كنند به طوري كه جراحان بتوانند عملهاي جراحي بسيار ظريف را با دقت و اطمينان زياد انجام دهند.
پت اسكن (PET scan)
آخرين پيشرفت در زمينه تصويربرداري پزشكي بسيار حيرت آور است: «پت اسكن» (PET scan) مي تواند به طور مستقيم فعاليت مغز را مورد بررسي قرار دهد. در اين روش نوعي ايزوتوپ راديواكتيو به بيمار تزريق مي شود كه «پوزيترون» ساطع مي كند. وقتي اين «پوزيترون»ها با الكترون مواجه مي شوند و يكديگر را خنثي كرده و دو اشعه گاما ايجاد مي كنند كه در جهت مختلف حركت مي كند.
ماده ايزوتوپ را مي توان از جنس كربن، نيتروژن و اكسيژن انتخاب كرد. اين عناصر در زمان فعاليت مغز جذب مي شوند و به اين ترتيب اسكن مي تواند نشان دهد هنگامي كه ما فكر مي كنيم، احساس مي كنيم يا چيزي را به خاطر مي آوريم در مغزمان چه اتفاقي مي افتد.
پت اسكن براي بررسي تأثير داروها و مواد مختلف بر فعاليت مغز نيز مورد استفاده قرار مي گيرد.شايد بحث برانگيزترين كاربرد پت اسكن يافتن پاسخ اين پرسش باشد كه ماهيت خودآگاهي انسان چيست؟ تاكنون پت اسكن نتوانسته محل دقيق درك انسان را نشان بدهد.
به هر حال، مهم اين است كه تصويربرداري پزشكي راه بسياري را طي كرده و از هنگامي كه فقط در مورد شكستگي استخوانها مي توانست به انسانها كمك كند، بسيار پيشرفت كرده است. اما شايد راه زيادي نيز در پيش باشد تا به زواياي پنهان وجود آدمي رخنه كرد.
