التصوير المقطعي المحوسب: التصوير المقطعي المحوسب التقليدي والحلزوني

التصوير المقطعي المحوسب هو نوع خاص من فحوصات الأشعة السينية، يُجرى عن طريق قياس مدى ضعف أو اختفاء الأشعة السينية بشكل غير مباشر من مواقع مختلفة محددة حول المريض الخاضع للفحص. باختصار، كل ما نعرفه هو:

• ما الذي يخرج من أنبوب الأشعة السينية؟
• الذي يصل إلى الكاشف و
• ما هو موقع أنبوب الأشعة السينية والكاشف في كل موضع؟

كل شيء آخر يتبع من هذه المعلومات. معظم مقاطع التصوير المقطعي المحوسب موجهة رأسيًا بالنسبة لمحور الجسم. وعادةً ما تسمى مقاطع محورية أو عرضية. لكل مقطع، يدور أنبوب الأشعة السينية حول المريض، ويتم تحديد سمك المقطع مسبقًا. تعمل معظم أجهزة التصوير المقطعي المحوسب على مبدأ الدوران المستمر مع تباعد على شكل مروحة للأشعة. في هذه الحالة، يكون أنبوب الأشعة السينية والكاشف مقترنين بشكل صارم، وتحدث حركتهما الدورانية حول المنطقة الممسوحة ضوئيًا في وقت واحد مع انبعاث الأشعة السينية والتقاطها. وبالتالي، تصل الأشعة السينية، التي تمر عبر المريض، إلى الكواشف الموجودة على الجانب الآخر. يحدث التباعد على شكل مروحة في نطاق من 40 درجة إلى 60 درجة، حسب تصميم الجهاز، ويتم تحديده من خلال الزاوية التي تبدأ من البؤرة لأنبوب الأشعة السينية وتتوسع في شكل قطاع إلى الحدود الخارجية لصف الكواشف. عادةً، يتم تكوين صورة مع كل دوران بمقدار 360 درجة، والبيانات التي تم الحصول عليها كافية لذلك. أثناء المسح، تُقاس معاملات التوهين في نقاط متعددة، لتُشكل نمط توهين. في الواقع، أنماط التوهين ليست سوى مجموعة من الإشارات المُستقبَلة من جميع قنوات الكاشف من زاوية مُحددة لنظام الكاشف الأنبوبي. أجهزة التصوير المقطعي المحوسب الحديثة قادرة على إرسال وجمع البيانات من حوالي 1400 موضع لنظام الكاشف الأنبوبي على دائرة 360 درجة، أو حوالي 4 مواضع لكل درجة. يتضمن كل نمط توهين قياسات من 1500 قناة كاشف، أي حوالي 30 قناة لكل درجة، بافتراض زاوية انحراف شعاعي مقدارها 50 درجة. في بداية الفحص، وبينما يتحرك طاولة المريض بسرعة ثابتة داخل المنصة، يتم الحصول على صورة شعاعية رقمية ("صورة سكانوغرام" أو "طوبوغرام")، والتي يُمكن بناءً عليها تخطيط المقاطع المطلوبة لاحقًا. لفحص العمود الفقري أو الرأس بالأشعة المقطعية، تُدار المنصة بالزاوية المطلوبة، مما يُحقق التوجيه الأمثل للمقاطع.

يستخدم التصوير المقطعي المحوسب قراءات معقدة من مستشعر أشعة سينية يدور حول المريض لإنتاج عدد كبير من الصور المختلفة ذات العمق المحدد (الصور المقطعية)، والتي تُرقم وتُحوّل إلى صور مقطعية عرضية. يوفر التصوير المقطعي المحوسب معلومات ثنائية وثلاثية الأبعاد لا يمكن الحصول عليها باستخدام الأشعة السينية العادية وبدقة تباين أعلى بكثير. ونتيجة لذلك، أصبح التصوير المقطعي المحوسب المعيار الجديد لتصوير معظم الهياكل داخل الجمجمة، والرأس والرقبة، وداخل الصدر، وداخل البطن.

كانت أجهزة التصوير المقطعي المحوسب القديمة تستخدم مستشعر أشعة سينية واحدًا فقط، وكان المريض يتحرك عبر الماسح الضوئي تدريجيًا، متوقفًا عند كل صورة. استُبدلت هذه الطريقة بشكل كبير بالتصوير المقطعي المحوسب الحلزوني: يتحرك المريض باستمرار عبر الماسح الضوئي، الذي يدور ويلتقط الصور باستمرار. يُقلل التصوير المقطعي المحوسب الحلزوني بشكل كبير من وقت التصوير ويقلل من سماكة اللوحة. كما أن استخدام أجهزة تصوير مزودة بمستشعرات متعددة (من 4 إلى 64 صفًا من مستشعرات الأشعة السينية) يُقلل من وقت التصوير بشكل أكبر، ويسمح بسماكة لوحة أقل من 1 مم.

بفضل هذا الكم الهائل من البيانات المعروضة، يُمكن إعادة بناء الصور من أي زاوية تقريبًا (كما هو الحال في التصوير بالرنين المغناطيسي)، ويمكن استخدامها لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد مع الحفاظ على جودة التصوير التشخيصي. تشمل التطبيقات السريرية تصوير الأوعية الدموية المقطعي المحوسب (مثلًا، لتقييم الانسداد الرئوي) وتصوير القلب (مثل تصوير الأوعية التاجية لتقييم تصلب الشريان التاجي). كما يُمكن استخدام التصوير المقطعي المحوسب بحزمة الإلكترونات، وهو نوع آخر من التصوير المقطعي المحوسب السريع، لتقييم تصلب الشريان التاجي.

يمكن الحصول على فحوصات التصوير المقطعي المحوسب مع أو بدون تباين. يكشف التصوير المقطعي المحوسب بدون تباين عن النزيف الحاد (الذي يظهر بلون أبيض ناصع) ويشخص كسور العظام. يستخدم التصوير المقطعي المحوسب بالتباين تباينًا وريديًا أو فمويًا، أو كليهما. يُستخدم التباين الوريدي، المشابه للتباين المستخدم في الأشعة السينية العادية، لتصوير الأورام والعدوى والالتهابات وإصابات الأنسجة الرخوة، ولتقييم الجهاز الوعائي، كما في حالات الاشتباه في الانسداد الرئوي أو تمدد الأوعية الدموية الأبهري أو تشريح الأبهر. يسمح إفراز التباين الكلوي بتقييم الجهاز البولي التناسلي. لمزيد من المعلومات حول تفاعلات التباين وتفسيرها، انظر:

يُستخدم التباين الفموي لتصوير منطقة البطن، مما يساعد على فصل بنية الأمعاء عن البنية المحيطة بها. يمكن استخدام التباين الفموي القياسي، أي يوديد الباريوم، عند الاشتباه في ثقب معوي (مثلاً، بسبب صدمة)؛ بينما يجب استخدام تباين منخفض التركيز الأسمولي عند ارتفاع خطر الشفط.

يُعدّ التعرض للإشعاع مسألةً بالغة الأهمية عند استخدام التصوير المقطعي المحوسب. فجرعة الإشعاع الناتجة عن فحص البطن المقطعي الروتيني أعلى بـ 200 إلى 300 مرة من جرعة الإشعاع المُستقبَلة من تصوير الصدر بالأشعة السينية التقليدية. ويُعدّ التصوير المقطعي المحوسب الآن المصدر الأكثر شيوعًا للإشعاع الاصطناعي لدى معظم السكان، ويمثل أكثر من ثلثي إجمالي التعرض للإشعاع الطبي. ولا يُعدّ هذا التعرض البشري أمرًا هينًا؛ إذ يُقدّر خطر التعرض الإشعاعي مدى الحياة للأطفال الذين يتعرضون لإشعاع التصوير المقطعي المحوسب اليوم بأنه أعلى بكثير من خطر البالغين. لذلك، يجب موازنة الحاجة إلى فحص التصوير المقطعي المحوسب بعناية مع المخاطر المحتملة لكل مريض على حدة.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]

التصوير المقطعي المحوسب متعدد الشرائح

التصوير المقطعي المحوسب الحلزوني متعدد الكواشف (التصوير المقطعي المحوسب متعدد الشرائح)

أجهزة التصوير المقطعي المحوسب متعددة الصفوف هي أحدث جيل من أجهزة التصوير. مقابل أنبوب الأشعة السينية، يوجد عدة صفوف من أجهزة الكشف، وليس صفًا واحدًا. هذا يُقلل بشكل كبير من وقت الفحص ويُحسّن دقة التباين، مما يُتيح، على سبيل المثال، رؤية أوضح للأوعية الدموية المُتباينة. تختلف صفوف أجهزة الكشف على المحور Z مقابل أنبوب الأشعة السينية في العرض: الصف الخارجي أعرض من الصف الداخلي، مما يُوفر ظروفًا أفضل لإعادة بناء الصورة بعد جمع البيانات.

[ 5 ]، [ 6 ]، [ 7 ]

مقارنة بين التصوير المقطعي المحوسب التقليدي والحلزوني

تلتقط فحوصات التصوير المقطعي المحوسب التقليدية سلسلة من الصور المتسلسلة والمتباعدة بالتساوي من خلال جزء محدد من الجسم، مثل البطن أو الرأس. يلزم توقف قصير بعد كل شريحة لتحريك الطاولة مع المريض إلى الموضع التالي المحدد مسبقًا. يتم تحديد السُمك والتداخل/التباعد بين الشرائح مسبقًا. يتم تخزين البيانات الخام لكل مستوى على حدة. يسمح التوقف القصير بين الشرائح للمريض الواعي بأخذ نفس، وبالتالي تجنب آثار الجهاز التنفسي الكبيرة في الصورة. ومع ذلك، قد يستغرق الفحص عدة دقائق، حسب منطقة المسح وحجم المريض. من المهم تحديد توقيت التقاط الصورة بعد القسطرة الوريدية، وهو أمر مهم بشكل خاص لتقييم تأثيرات التروية. يُعد التصوير المقطعي المحوسب الطريقة المفضلة للحصول على صورة محورية ثنائية الأبعاد كاملة للجسم دون تدخل العظام و/أو الهواء كما هو موضح في الأشعة السينية التقليدية.

في التصوير المقطعي الحلزوني المحوسب باستخدام ترتيبات كاشفات أحادية ومتعددة الصفوف (MSCT)، يتم الحصول على بيانات فحص المريض بشكل مستمر أثناء تقدم الطاولة إلى المنصة. يرسم أنبوب الأشعة السينية مسارًا حلزونيًا حول المريض. يتم تنسيق تقدم الطاولة مع الوقت اللازم لدوران الأنبوب 360 درجة (الميل الحلزوني) - ويستمر جمع البيانات بشكل مستمر وكامل. تُحسّن هذه التقنية الحديثة التصوير المقطعي بشكل كبير، لأن تشوهات التنفس والضوضاء لا تؤثر على مجموعة البيانات الفردية بشكل كبير كما هو الحال في التصوير المقطعي المحوسب التقليدي. تُستخدم قاعدة بيانات خام واحدة لإعادة بناء شرائح ذات سماكات وفترات زمنية مختلفة. يُحسّن التداخل الجزئي للأقسام من إمكانيات إعادة البناء.

يستغرق جمع البيانات لفحص البطن الكامل دقيقة إلى دقيقتين: دورتان أو ثلاث دورات، مدة كل منها من 10 إلى 20 ثانية. يُعزى هذا التقصير إلى قدرة المريض على حبس أنفاسه وضرورة تبريد أنبوب الأشعة السينية. ويلزم وقت إضافي لإعادة بناء الصورة. عند تقييم وظائف الكلى، يلزم توقف قصير بعد إعطاء مادة التباين للسماح بإخراجها.

من المزايا المهمة الأخرى لطريقة الحلزونية قدرتها على اكتشاف التكوينات المرضية التي يقل سمكها عن سمك الشريحة. قد تُفوّت نقائل الكبد الصغيرة إذا لم تدخل الشريحة بسبب عدم انتظام عمق تنفس المريض أثناء المسح. يسهل اكتشاف النقائل من البيانات الخام لطريقة الحلزونية عند إعادة بناء الشرائح المأخوذة من مقاطع متداخلة.

[ 8 ]

الدقة المكانية

تعتمد إعادة بناء الصورة على اختلافات تباين الهياكل الفردية. بناءً على ذلك، تُنشأ مصفوفة صورة لمنطقة التصور، تتكون من 512 × 512 بكسل أو أكثر. تظهر البكسلات على الشاشة كمناطق ذات درجات رمادية مختلفة، حسب معامل التوهين. في الواقع، هذه ليست مربعات زوجية، بل مكعبات (فوكسل = عناصر حجمية) بطول على طول محور الجسم، يتوافق مع سُمك الشريحة.

تتحسن جودة الصورة مع صغر حجم الفوكسلات، ولكن هذا ينطبق فقط على الدقة المكانية؛ إذ يُقلل ترقق الشريحة من نسبة الإشارة إلى الضوضاء. ومن عيوب الشرائح الرقيقة أيضًا زيادة جرعة الإشعاع التي يتعرض لها المريض. ومع ذلك، تُقدم الفوكسلات الصغيرة ذات الأبعاد المتساوية في جميع الأبعاد الثلاثة (الفوكسلات المتساوية الخواص) مزايا كبيرة: حيث يُعرض إعادة بناء متعدد المستويات (MPR) في الإسقاطات الإكليلية أو السهمية أو غيرها على الصورة بدون مخطط تفصيلي. يؤدي استخدام الفوكسلات ذات الأبعاد غير المتساوية (الفوكسلات المتباينة الخواص) لإعادة بناء متعدد المستويات إلى ظهور خشونة في الصورة المُعاد بناؤها. على سبيل المثال، قد يكون من الصعب استبعاد وجود كسر.

[ 9 ]، [ 10 ]

خطوة حلزونية

يُميز ميل اللولب درجة حركة الطاولة (بالمليمتر) لكل دورة، وسمك القطع. تُشكّل حركة الطاولة البطيئة لولبًا مضغوطًا. يُؤدي تسارع حركة الطاولة دون تغيير سمك القطع أو سرعة الدوران إلى خلق مساحة بين القطع على اللولب الناتج.

في أغلب الأحيان، يُفهم الملعب الحلزوني على أنه نسبة حركة (تغذية) الطاولة أثناء دوران البوابة، والتي يتم التعبير عنها بالملليمتر، إلى المحاذاة، والتي يتم التعبير عنها أيضًا بالملليمتر.

بما أن الأبعاد (مم) في البسط والمقام متوازنة، فإن زاوية اللولب كمية بلا أبعاد. في تقنية MSCT، عادةً ما تُعتبر زاوية اللولب الحجمية نسبة تغذية الطاولة إلى شريحة واحدة، وليس إلى العدد الإجمالي للشرائح على طول المحور Z. في المثال المذكور أعلاه، زاوية اللولب الحجمية هي 16 (24 مم / 1.5 مم). مع ذلك، هناك ميل للعودة إلى التعريف الأول لزاوية اللولب.

تتيح الماسحات الضوئية الجديدة إمكانية اختيار امتداد قحفي سفلي (المحور Z) لمنطقة الدراسة على المخطط الطبوغرافي. كما يُمكن تعديل وقت دوران الأنبوب، ومحاذاة الشريحة (شريحة رفيعة أو سميكة)، ووقت الدراسة (فترة حبس النفس) حسب الحاجة. تحسب برامج مثل SureView درجة الميلان المناسبة، وعادةً ما تكون القيمة بين 0.5 و2.0.

[ 11 ]، [ 12 ]

تجميع الشرائح: الدقة على طول المحور Z

يمكن أيضًا تعديل دقة الصورة (على طول المحور Z أو محور جسم المريض) لتتناسب مع المهمة التشخيصية المحددة باستخدام تقنية المحاذاة. تتوافق الشرائح التي يتراوح سمكها بين 5 و8 مم تمامًا مع الفحص البطني القياسي. ومع ذلك، يتطلب التحديد الدقيق لمواقع كسور العظام الصغيرة أو تقييم التغيرات الرئوية الطفيفة استخدام شرائح رقيقة (من 0.5 إلى 2 مم). ما الذي يحدد سمك الشريحة؟

يُعرَّف مصطلح "التوازي" بأنه الحصول على شريحة رقيقة أو سميكة على طول المحور الطولي لجسم المريض (المحور Z). يمكن للطبيب الحد من انحراف شعاع الإشعاع المروحي من أنبوب الأشعة السينية باستخدام مُتوازي. يُنظِّم حجم فتحة المُتوازي مرور الأشعة التي تصطدم بالكاشفات خلف المريض في تيار واسع أو ضيق. يُحسِّن تضييق شعاع الإشعاع الدقة المكانية على طول المحور Z للمريض. يمكن وضع المُتوازي ليس فقط عند مخرج الأنبوب مباشرةً، بل أيضًا أمام الكواشف مباشرةً، أي خلف المريض عند النظر إليه من جانب مصدر الأشعة السينية.

يمكن لنظام يعتمد على فتحة الموازاة، مزود بصف واحد من أجهزة الكشف خلف المريض (شريحة واحدة)، إنتاج شرائح بأحجام 10 مم، 8 مم، 5 مم، أو حتى 1 مم. يُطلق على التصوير المقطعي المحوسب ذي المقاطع الرقيقة جدًا اسم "التصوير المقطعي المحوسب عالي الدقة" (HRCT). إذا كان سمك الشريحة أقل من مليمتر واحد، يُطلق عليه اسم "التصوير المقطعي المحوسب فائق الدقة" (UHRCT). يُستخدم هذا التصوير لفحص العظم الصخري بشرائح يبلغ سمكها حوالي 0.5 مم، ويكشف عن خطوط كسور دقيقة تمر عبر قاعدة الجمجمة أو عظيمات السمع في تجويف الطبلة. أما بالنسبة للكبد، فيُستخدم التصوير عالي الدقة للكشف عن النقائل، مما يتطلب شرائح ذات سمك أكبر قليلًا.

[ 13 ]، [ 14 ]، [ 15 ]

مخططات وضع الكاشف

أدى التطور المتزايد لتقنية المسح الحلزوني أحادي الشريحة إلى إدخال تقنيات المسح متعدد الشرائح (المسح الحلزوني المتعدد)، التي تستخدم صفوفًا متعددة من الكاشفات، لا صفًا واحدًا، بل صفوفًا متعامدة على المحور Z مقابل مصدر الأشعة السينية. هذا يُتيح جمع البيانات من عدة أقسام في آنٍ واحد.

بسبب تباعد الإشعاع على شكل مروحة، يجب أن تختلف أطوال صفوف الكاشفات. يتم ترتيب الكاشفات بحيث يزداد عرضها من المركز إلى الحافة، مما يسمح باختلاف تركيبات السُمك وعدد الشرائح الناتجة.

على سبيل المثال، يمكن إجراء دراسة مكونة من 16 شريحة باستخدام 16 شريحة رفيعة عالية الدقة (في جهاز Siemens Sensation 16، تُستخدم تقنية 16 × 0.75 مم) أو باستخدام 16 مقطعًا بضعف السُمك. في تصوير الأوعية الدموية المقطعي المحوسب للعضلة الفخذية الفخذية، يُفضل الحصول على شريحة حجمية في دورة واحدة على طول المحور Z. في هذه الحالة، يكون عرض التوازي 16 × 1.5 مم.

لم يقتصر تطوير أجهزة التصوير المقطعي المحوسب على 16 شريحة. إذ يُمكن تسريع جمع البيانات باستخدام أجهزة مزودة بـ 32 و64 صفًا من الكاشفات. ومع ذلك، فإن التوجه نحو شرائح أرقّ يؤدي إلى جرعات إشعاعية أعلى للمريض، مما يتطلب تدابير إضافية وممكنة بالفعل للحد من التعرض للإشعاع.

عند فحص الكبد والبنكرياس، يُفضل العديد من المتخصصين تقليل سُمك الشريحة من 10 إلى 3 مم لتحسين وضوح الصورة. إلا أن هذا يُزيد من مستوى الضوضاء بنسبة 80% تقريبًا. لذلك، وللحفاظ على جودة الصورة، من الضروري إما زيادة شدة التيار الكهربائي في الأنبوب (مللي أمبير) بنسبة 80%، أو زيادة وقت المسح (يزداد ناتج شدة التيار الكهربائي).

[ 16 ]، [ 17 ]

خوارزمية إعادة بناء الصورة

يتميز التصوير المقطعي الحلزوني بميزة إضافية: أثناء عملية إعادة بناء الصورة، لا تُقاس معظم البيانات فعليًا في شريحة معينة. بل تُضاف القياسات خارج تلك الشريحة إلى معظم القيم القريبة منها، لتصبح بيانات خاصة بها. بمعنى آخر، تُعدّ نتائج معالجة البيانات القريبة من الشريحة أكثر أهمية لإعادة بناء صورة مقطع معين.

تترتب على ذلك ظاهرة مثيرة للاهتمام. تُعرّف جرعة المريض (بالملي جراي) بأنها مللي أمبير لكل دورة مقسومة على خطوة الحلزون، وتساوي الجرعة لكل صورة مللي أمبير لكل دورة دون مراعاة خطوة الحلزون. على سبيل المثال، إذا كانت الإعدادات 150 مللي أمبير لكل دورة بخطوة حلزونية 1.5، فإن جرعة المريض هي 100 مللي أمبير، والجرعة لكل صورة هي 150 مللي أمبير. لذلك، يمكن أن يُحسّن استخدام تقنية الحلزون دقة التباين باختيار قيمة مللي أمبير عالية. هذا يُتيح زيادة تباين الصورة ودقة الأنسجة (وضوح الصورة) عن طريق تقليل سمك الشريحة واختيار خطوة وطول فاصل الحلزون بحيث يتم تقليل جرعة المريض! وبالتالي، يمكن الحصول على عدد كبير من الشرائح دون زيادة الجرعة أو الحمل على أنبوب الأشعة السينية.

تعتبر هذه التقنية مهمة بشكل خاص عند تحويل البيانات التي تم الحصول عليها إلى عمليات إعادة بناء ثنائية الأبعاد (سهمي، منحني، إكليلي) أو ثلاثية الأبعاد.

تُمرَّر بيانات القياس من الكواشف، ملفًا تلو الآخر، إلى إلكترونيات الكواشف كإشارات كهربائية تُقابل التوهين الفعلي للأشعة السينية. تُرقمن الإشارات الكهربائية، ثم تُرسَل إلى معالج الفيديو. في هذه المرحلة من إعادة بناء الصورة، تُستخدم طريقة "الأنابيب"، التي تتكون من المعالجة المسبقة، والترشيح، والهندسة العكسية.

تشمل المعالجة المسبقة جميع التصحيحات المُجراة لإعداد البيانات المُجمعة لإعادة بناء الصورة. على سبيل المثال، تصحيح التيار المُظلم، وتصحيح إشارة الخرج، والمعايرة، وتصحيح المسار، وتقوية الإشعاع، وغيرها. تُجرى هذه التصحيحات لتقليل التباين في تشغيل الأنبوب والكاشفات.

يستخدم الترشيح قيمًا سالبة لتصحيح تشويش الصورة المتأصل في الهندسة العكسية. على سبيل المثال، إذا تم مسح صورة أسطوانية لطيف ماء وإعادة بنائها دون ترشيح، فستكون حوافها ضبابية للغاية. ماذا يحدث عند تركيب ثمانية أنماط توهين لإعادة بناء الصورة؟ بما أن جزءًا من الأسطوانة يُقاس بنمطين متراكبين، يتم الحصول على صورة على شكل نجمة بدلًا من أسطوانة حقيقية. بإضافة قيم سالبة تتجاوز المكون الموجب لأنماط التوهين، تصبح حواف هذه الأسطوانة حادة.

تُعيد الهندسة العكسية توزيع بيانات المسح المُلتفة إلى مصفوفة صور ثنائية الأبعاد، لعرض الشرائح التالفة. يُجرى ذلك لكل ملف على حدة حتى اكتمال عملية إعادة بناء الصورة. يمكن اعتبار مصفوفة الصورة رقعة شطرنج، ولكنها تتكون من عناصر بأبعاد 512 × 512 أو 1024 × 1024، تُسمى عادةً "البكسلات". تُنتج الهندسة العكسية لكل بكسل كثافة دقيقة، والتي تظهر على شاشة العرض بدرجات مختلفة من اللون الرمادي، من الفاتح إلى الداكن. كلما كانت مساحة الشاشة أفتح، زادت كثافة الأنسجة داخل البكسل (مثل هياكل العظام).

[ 18 ]، [ 19 ]

تأثير الجهد (كيلوفولت)

عندما تكون المنطقة التشريحية المراد فحصها ذات قدرة امتصاص عالية (مثل التصوير المقطعي المحوسب للرأس، أو حزام الكتف، أو العمود الفقري الصدري أو القطني، أو الحوض، أو ببساطة عند مريض يعاني من السمنة)، يُنصح باستخدام جهد أعلى، أو بدلاً من ذلك، قيم أعلى للملي أمبير. باختيار جهد عالٍ لأنبوب الأشعة السينية، تزيد صلابة إشعاع الأشعة السينية. وبالتالي، تخترق الأشعة السينية المنطقة التشريحية ذات قدرة امتصاص عالية بسهولة أكبر. الجانب الإيجابي لهذه العملية هو تقليل مكونات الإشعاع منخفضة الطاقة التي تمتصها أنسجة المريض دون التأثير على التقاط الصورة. لفحص الأطفال وعند تتبع جرعة KB، قد يُنصح باستخدام جهد أقل من الإعدادات القياسية.

[ 20 ]، [ 21 ]، [ 22 ]، [ 23 ]، [ 24 ]، [ 25 ]

تيار الأنبوب (مللي أمبير)

يؤثر التيار، المُقاس بالملي أمبير ثانية (mAs)، أيضًا على جرعة الإشعاع التي يتلقاها المريض. يحتاج المريض كبير الحجم إلى تيار أعلى في الأنبوب للحصول على صورة جيدة. وبالتالي، يتلقى المريض الأكثر سمنة جرعة إشعاع أعلى من، على سبيل المثال، طفل ذو حجم جسم أصغر بكثير.

المناطق ذات الهياكل العظمية التي تمتص الإشعاع وتشتته بشكل أكبر، مثل حزام الكتف والحوض، تتطلب تيارًا أنبوبيًا أعلى من تلك المناطق، على سبيل المثال، مثل الرقبة أو البطن لدى الأشخاص النحيفين أو الساقين. ويُستخدم هذا الاعتماد بشكل نشط في الحماية من الإشعاع.

وقت المسح

يجب اختيار أقصر مدة مسح ممكنة، خاصةً في منطقة البطن والصدر، حيث قد تُؤثر انقباضات القلب والتمعج المعوي سلبًا على جودة الصورة. كما تُحسّن جودة التصوير المقطعي المحوسب من خلال تقليل احتمالية حركات المريض اللاإرادية. من ناحية أخرى، قد يلزم إطالة مدة المسح لجمع بيانات كافية وتعظيم الدقة المكانية. أحيانًا، يُلجأ إلى إطالة مدة المسح مع تقليل التيار عمدًا لإطالة عمر أنبوب الأشعة السينية.

[ 26 ]، [ 27 ]، [ 28 ]، [ 29 ]، [ 30 ]

إعادة بناء ثلاثية الأبعاد

بفضل جمع التصوير المقطعي الحلزوني بيانات منطقة كاملة من جسم المريض، تحسّن تصوير الكسور والأوعية الدموية بشكل ملحوظ. تُستخدم تقنيات إعادة البناء ثلاثية الأبعاد المختلفة:

[ 31 ]، [ 32 ]، [ 33 ]، [ 34 ]، [ 35 ]

إسقاط الحد الأقصى للكثافة (MIP)

MIP هي طريقة رياضية تُستخرج من خلالها وحدات فوكسل فائقة الكثافة من مجموعة بيانات ثنائية أو ثلاثية الأبعاد. تُختار وحدات فوكسل من مجموعة بيانات مُلتقطة بزوايا مختلفة، ثم تُعرض كصور ثنائية الأبعاد. يُحصل على التأثير ثلاثي الأبعاد بتغيير زاوية الإسقاط بخطوات صغيرة، ثم تصوّر الصورة المُعاد بناؤها بتتابع سريع (أي في وضع العرض الديناميكي). تُستخدم هذه الطريقة غالبًا في تصوير الأوعية الدموية المُحسّن بالتباين.

[ 36 ]، [ 37 ]، [ 38 ]، [ 39 ]، [ 40 ]

إعادة بناء متعدد المستويات (MPR)

تتيح هذه التقنية إعادة بناء الصور في أي إسقاط، سواءً كان إكليليًا أو سهميًا أو منحنيًا. يُعدّ التصوير المقطعي المحوري (MPR) أداةً قيّمةً في تشخيص الكسور وجراحة العظام. على سبيل المثال، لا تُقدّم الشرائح المحورية التقليدية دائمًا معلوماتٍ كاملةً عن الكسور. يُمكن الكشف عن كسرٍ رقيقٍ جدًا دون إزاحةٍ للشظايا أو تمزّقٍ في الصفيحة القشرية بشكلٍ أكثر فعاليةً باستخدام التصوير المقطعي المحوري.

[ 41 ]، [ 42 ]

شاشة مظللة السطح، SSD

تعيد هذه الطريقة بناء سطح العضو أو العظم المُحدد فوق عتبة مُحددة بوحدات هاونسفيلد. يُعد اختيار زاوية التصوير، بالإضافة إلى موقع مصدر الضوء الافتراضي، أمرًا أساسيًا للحصول على إعادة بناء مثالية (يحسب الحاسوب مناطق الظل ويزيلها من الصورة). يُظهر سطح العظم بوضوح كسر الكعبرة البعيدة الذي أظهره التصوير المقطعي المحوسب.

يُستخدم التصوير المقطعي ثلاثي الأبعاد (SSD) أيضًا في التخطيط الجراحي، كما هو الحال في حالات كسور العمود الفقري الرضحية. بتغيير زاوية الصورة، يسهل اكتشاف كسر انضغاطي في العمود الفقري الصدري وتقييم حالة الثقوب الفقرية. يمكن فحص هذه الأخيرة في عدة إسقاطات مختلفة. يُظهر التصوير المقطعي السهمي (MPR) شظية عظمية منزاحة إلى القناة الشوكية.

القواعد الأساسية لقراءة صور الأشعة المقطعية

• التوجه التشريحي

الصورة على الشاشة ليست مجرد تمثيل ثنائي الأبعاد للهياكل التشريحية، ولكنها تحتوي على بيانات حول متوسط امتصاص الأنسجة للأشعة السينية، ممثلة بمصفوفة من 512 × 512 عنصرًا (بكسل). للشريحة سمك معين (d _S ) وهو مجموع عناصر المكعب (فوكسل) من نفس الحجم، مجتمعة في مصفوفة. هذه الميزة التقنية هي أساس تأثير الحجم الجزئي، الموضح أدناه. عادةً ما تُعرض الصور التي تم الحصول عليها من الأسفل (من الجانب الذنبي). لذلك، يكون الجانب الأيمن للمريض على اليسار في الصورة والعكس صحيح. على سبيل المثال، يتم تمثيل الكبد، الموجود في النصف الأيمن من تجويف البطن، على الجانب الأيسر من الصورة. وتكون الأعضاء الموجودة على اليسار، مثل المعدة والطحال، مرئية في الصورة على اليمين. يتم تحديد السطح الأمامي للجسم، الذي يمثله في هذه الحالة جدار البطن الأمامي، في الجزء العلوي من الصورة، ويكون السطح الخلفي مع العمود الفقري في الأسفل. يتم استخدام نفس مبدأ تكوين الصورة في التصوير الشعاعي التقليدي.

• تأثيرات الحجم الجزئي

يُحدد أخصائي الأشعة سُمك الشريحة (d _S ). لفحص تجاويف الصدر والبطن، يُختار عادةً سُمك يتراوح بين 8 و10 مم، وللجمجمة والعمود الفقري ومحجر العين وأهرامات العظام الصدغية، يُختار سُمك يتراوح بين 2 و5 مم. لذلك، قد تشغل الهياكل سُمك الشريحة بالكامل أو جزءًا منها فقط. تعتمد شدة لون الفوكسل على المقياس الرمادي على متوسط معامل التوهين لجميع مكوناته. إذا كان للهيكل نفس الشكل على طول سُمك الشريحة، فسيظهر مُحددًا بوضوح، كما هو الحال في الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي.

يحدث تأثير الحجم الجزئي عندما لا يشغل الهيكل كامل سُمك الشريحة. على سبيل المثال، إذا كانت الشريحة لا تشمل سوى جزء من جسم الفقرة وجزء من القرص، فإن معالمهما تكون غير واضحة. ويُلاحظ الأمر نفسه عندما يضيق العضو داخل الشريحة. وهذا هو سبب ضعف وضوح أقطاب الكلى، ومحيط المرارة والمثانة.

• الفرق بين الهياكل العقدية والأنبوبية

من المهم التمييز بين العقد الليمفاوية المتضخمة والمتغيرة مرضيًا والأوعية والعضلات المشمولة في المقطع العرضي. قد يكون من الصعب جدًا القيام بذلك من مقطع واحد فقط، لأن هذه الهياكل لها نفس الكثافة (ونفس درجة اللون الرمادي). لذلك، من الضروري دائمًا تحليل المقاطع المجاورة الموجودة في الجزء القحفي والذنبي. بتحديد عدد المقاطع التي يظهر فيها هيكل معين، يمكن حل معضلة ما إذا كنا نرى عقدة متضخمة أو بنية أنبوبية طويلة أو قصيرة: سيتم تحديد العقدة الليمفاوية في مقطع واحد أو مقطعين فقط ولن يتم تصورها في المقاطع المجاورة. يظهر الشريان الأورطي والوريد الأجوف السفلي والعضلات، مثل العضلة الحرقفية القطنية، في جميع أنحاء سلسلة صور الجمجمة الذنبية.

إذا كان هناك اشتباه بوجود تكوين عقدي متضخم في أحد المقاطع، فعلى الطبيب مُقارنة المقاطع المجاورة فورًا لتحديد ما إذا كان هذا "التكوين" مجرد وعاء دموي أو عضلة في المقطع العرضي. وتُعدّ هذه الطريقة جيدة أيضًا لأنها تُمكّن من تحديد تأثير الحجم الخاص بسرعة.

• قياس كثافة الأنسجة

إذا لم يكن معروفًا، على سبيل المثال، ما إذا كان السائل الموجود في التجويف الجنبي انصبابًا أم دمًا، فإن قياس كثافته يُسهّل التشخيص التفريقي. وبالمثل، يمكن استخدام قياس الكثافة للآفات البؤرية في أنسجة الكبد أو الكلى. مع ذلك، لا يُنصح بالتوصل إلى استنتاج بناءً على تقييم فوكسل واحد، لأن هذه القياسات ليست موثوقة جدًا. لمزيد من الموثوقية، من الضروري توسيع "منطقة الاهتمام" المكونة من عدة فوكسلات في الآفة البؤرية، أو أي بنية أو حجم للسائل. يحسب الحاسوب متوسط الكثافة والانحراف المعياري.

يجب توخي الحذر الشديد لتجنب إغفال آثار التصلب أو تأثيرات الحجم الجزئي. إذا لم تمتد الآفة عبر سمك الشريحة بالكامل، فإن قياس الكثافة يشمل الهياكل المجاورة. لن تُقاس كثافة الآفة بشكل صحيح إلا إذا ملأت سمك الشريحة بالكامل (d _S ). في هذه الحالة، من المرجح أن يشمل القياس الآفة نفسها بدلاً من الهياكل المجاورة. إذا كانت d S أكبر من قطر الآفة، مثل آفة صغيرة، فسيؤدي ذلك إلى تأثير حجم جزئي في أي مستوى مسح.

• مستويات كثافة أنواع مختلفة من الأقمشة

تستطيع الأجهزة الحديثة تغطية 4096 درجة من درجات الرمادي، والتي تمثل مستويات مختلفة من الكثافة بوحدات هاونسفيلد (HU). قُدِّرت كثافة الماء عشوائيًا بـ 0 HU، وكثافة الهواء بـ - 1000 HU. يمكن لشاشة العرض عرض 256 درجة من الرمادي كحد أقصى، بينما لا تستطيع العين البشرية تمييز سوى حوالي 20 درجة. ونظرًا لأن طيف كثافات الأنسجة البشرية يتجاوز هذه الحدود الضيقة نسبيًا، فمن الممكن تحديد نافذة الصورة وضبطها بحيث تظهر الأنسجة ذات نطاق الكثافة المطلوب فقط.

يجب ضبط متوسط مستوى كثافة النافذة على أقرب ما يمكن إلى مستوى كثافة الأنسجة المراد فحصها. يُفضل فحص الرئة، نظرًا لزيادة تهوية رئتيها، في نافذة ذات إعدادات HU منخفضة، بينما يجب زيادة مستوى النافذة بشكل ملحوظ في حالة أنسجة العظام. يعتمد تباين الصورة على عرض النافذة: فالنافذة الضيقة تكون أكثر تباينًا، لأن 20 درجة من اللون الرمادي لا تغطي سوى جزء صغير من مقياس الكثافة.

من المهم ملاحظة أن مستوى كثافة جميع الأعضاء المتنيّة تقريبًا يقع ضمن الحدود الضيقة بين 10 و90 وحدة هاش. الرئتان استثناء، لذا كما ذكرنا سابقًا، يجب تحديد معايير نافذة خاصة. فيما يتعلق بالنزيف، يجب مراعاة أن مستوى كثافة الدم المتخثر حديثًا أعلى بحوالي 30 وحدة هاش من مستوى كثافة الدم الطازج. ثم تنخفض الكثافة مرة أخرى في مناطق النزيف القديم وفي مناطق انحلال الخثرة. لا يمكن تمييز الإفرازات التي تحتوي على نسبة بروتين تزيد عن 30 جم/لتر بسهولة عن الإفرازات (التي تحتوي على نسبة بروتين أقل من 30 جم/لتر) بإعدادات النافذة القياسية. بالإضافة إلى ذلك، يجب القول إن الدرجة العالية من تداخل الكثافة، على سبيل المثال في العقد الليمفاوية والطحال والعضلات والبنكرياس، تجعل من المستحيل تحديد هوية الأنسجة بناءً على تقييم الكثافة وحده.

في الختام، تجدر الإشارة إلى أن قيم كثافة الأنسجة الطبيعية تختلف أيضًا بين الأفراد وتتغير بتأثير عوامل التباين في الدورة الدموية وفي العضو. ويكتسب هذا الجانب الأخير أهمية خاصة لدراسة الجهاز البولي التناسلي، ويتعلق بإعطاء عوامل التباين عن طريق الوريد. في هذه الحالة، يبدأ عامل التباين بالخروج بسرعة من الكلى، مما يؤدي إلى زيادة كثافة النسيج الكلوي أثناء الفحص. ويمكن استخدام هذا التأثير لتقييم وظائف الكلى.

• توثيق البحث في نوافذ مختلفة

بمجرد الحصول على الصورة، من الضروري نقلها إلى فيلم (عمل نسخة ورقية) لتوثيق الفحص. على سبيل المثال، عند تقييم حالة المنصف والأنسجة الرخوة في الصدر، يتم ضبط نافذة بحيث يتم تصور العضلات والأنسجة الدهنية بوضوح بدرجات اللون الرمادي. في هذه الحالة، يتم استخدام نافذة الأنسجة الرخوة بمركز 50 وحدة HU وعرض 350 وحدة HU. ونتيجة لذلك، يتم تمثيل الأنسجة ذات الكثافة من -125 وحدة HU (50-350/2) إلى +225 وحدة HU (50+350/2) باللون الرمادي. تظهر جميع الأنسجة ذات الكثافة الأقل من -125 وحدة HU، مثل الرئة، باللون الأسود. تكون الأنسجة ذات الكثافة الأعلى من +225 وحدة HU بيضاء، ولا يتم التمييز بين بنيتها الداخلية.

إذا كان من الضروري فحص أنسجة الرئة، على سبيل المثال، عند استبعاد التكوينات العقدية، يجب تقليل مركز النافذة إلى -200 وحدة قياس، وزيادة عرضها (2000 وحدة قياس). باستخدام هذه النافذة (نافذة الرئة)، يتم تمييز هياكل الرئة منخفضة الكثافة بشكل أفضل.

لتحقيق أقصى تباين بين المادة الرمادية والبيضاء في الدماغ، يجب اختيار نافذة دماغية خاصة. ونظرًا لأن كثافات المادة الرمادية والبيضاء تختلف قليلاً فقط، فيجب أن تكون نافذة الأنسجة الرخوة ضيقة جدًا (80-100 وحدة لونية) وعالية التباين، ويجب أن يكون مركزها في منتصف قيم كثافة أنسجة الدماغ (35 وحدة لونية). مع هذه الإعدادات، من المستحيل فحص عظام الجمجمة، لأن جميع الهياكل التي تزيد كثافتها عن 75-85 وحدة لونية تبدو بيضاء. لذلك، يجب أن يكون مركز وعرض نافذة العظام أعلى بكثير - حوالي +300 وحدة لونية و1500 وحدة لونية على التوالي. لا يمكن تصور النقائل في العظم القذالي إلا عند استخدام نافذة العظام، ولكن ليس نافذة الدماغ. من ناحية أخرى، يكون الدماغ غير مرئي عمليًا في نافذة العظام، لذلك لن تكون النقائل الصغيرة في مادة الدماغ ملحوظة. يجب أن نتذكر دائمًا هذه التفاصيل الفنية، لأنه في معظم الحالات لا يتم نقل الصور في جميع النوافذ إلى الفيلم. يقوم الطبيب الذي يجري الفحص بمشاهدة الصور على الشاشة من جميع النوافذ حتى لا يفوت العلامات المهمة لعلم الأمراض.

[ 43 ]، [ 44 ]، [ 45 ]