Upigaji picha za kimatibabu
Upigaji picha za kimatibabu ni mbinu na mchakato unaotumika kuunda picha ya mwili wa binadamu (au sehemu na utendaji kazi wake) kwa madhumuni ya kikliniki (taratibu za kimatibabu zinazojaribu kuonyesha, kutambua au kuchunguza ugonjwa) au sayansi ya matibabu (ikiwa ni pamoja na masomo ya anatomia na fiziolojia). Ingawa upigaji picha wa viungo na tishu zilizotolewa unaweza kufanya kwa sababu za kimatibabu, taratibu kama hizo kwa kawaida haziitwi upigaji picha za kimatibabu, bali ni sehemu ya patholojia.
Kama somo // taaluma na katika maana yake pana, ni sehemu ya upigaji picha za kibiolojia na inashirikisha upigaji picha za eksirei (kwa maana pana), dawa za nyuklia, sayansi za eksirei za kufanya uchunguzi, endoskopia, thamografia (ya kimatibabu), picha na mikroskopia za kimatibabu (km kwa uchunguzi wa binadamu wa kipatholojia) .
Mbinu za upimaji na kurekodi ambazo kimsingi hazijaundwa kuzalisha picha, kama vile elektroensefalografia (EEG), magnetoensefalografia (MEG), Elektrokadiografia (EKG) na zingine, lakini ambazo huzalisha data inayoweza kuwakilishwa kama ramani (yaani vyenye habari za mahali) , zinaweza kuonekana kama aina za upigaji picha za kimatibabu.
Katika muktadha wa kikliniki, upigaji picha za kimatibabu kwa ujumla hulinganishwa na matibabu kwa njia ya eksirei au "upigaji picha za kikliniki" na daktari aliye na wajibu wa kutafsiri (na wakati mwingine kupata // kuzipiga) picha hizo ni mtaalamu wapicha za eksirei. Picha za eksirei za utambuzi huonyesha vipengele changamano vya upigaji picha za kimatibabu na hasa upatikanaji wa picha za kimatibabu. "Mtaalamu wa eksirei" au "mtaalamu wa teknolojia ya eksirei" kwa kawaida huwajibika kupiga picha za kimatibabu zinazosaidia katika utambuzi, ingawa baadhi ya maingilio kati ya kieksirei huwa yanayotekelezwa na mtaalamu wa ekserei. Wakati upigaji picha za eksirei ni tathmini ya mwili, dawa za nyuklia hutoa tathmini ya utendaji kazi.
Kama taaluma ya uchunguzi wa kisayansi, upigaji picha za kimatibabu ni sehemu ya taaluma ya uhandisi wa kimatibabu, fizikia ya kimatibabu au ile ya tiba kulingana na muktadha wake: Utafiti na uendelezaji katika eneo la vyombo, upatikanaji wa picha (kwa mfano upigaji picha za eksirei), uumbaji na upimaji kwa kawaida hufanywa katika uhandisi wa kimatibabu, fizikia ya kimatibabu na sayansi ya kompyuta; utafiti katika matumizi na tafsiri ya picha za kimatibabu kwa kawaida hufanywa katika fani ya upigaji picha za eksirei na sehemu ya taaluma ya matibabu inayohusiana na hali ya matibabu au eneo la sayansi ya matibabu (sayansi ya nyuro, taaluma ya tiba ya magonjwa ya moyo, taaluma ya tiba ya magonjwa ya akili, saikolojia, nk) linalochunguzwa. Nyingi za mbinu zilizotengenezwa kwa ajili ya upigaji picha za kimatibabu pia huwa na matumizi ya kisanyansi na kiviwanda.
Upigaji picha za kimatibabu mara nyingi huonekana kurejelea mbinu ambazo huzalisha picha za sehemu za ndani za mwili bila kuingizwa ndani. Katika maana hii finyu, upigaji picha za kimatibabu unaweza kuonekana kama ufumbuzi wa matatizo ya kinyume ya kihisabati. Hii ina maana kuwa kisababishi (tabia za tishu hai) huonekana kutokana na athari (ishara iliyoonekana). Katika matumizi ya ultrasonografia kipimaji huwa ni mawimbi na mwangwi ya shinikizo ya ultrasoni // sauti isiyosikika na sikio la binadamu ndani ya tishu ambayo huonyesha muundo wa ndani. Katika matumizi ya upigaji picha za eksirei kwa mvurumisho, kipimaji ni mnururisho wa eksirei ambao hufyonzwa kwa viwango tofauti katika tishu za aina mbalimbali kama vile mifupa, misuli na mafuta.
Neno zisizopenyeza linatumika kutokana na ukweli kwamba mbinu zifuatazo za upigaji picha za kimatibabu huwa haziingii ndani ya ngozi. Lakini katika kiwango cha sumakuumeme na mnururisho, mbinu hizi huwa ni zinaingia. Kutoka na fotoni zenye nishati ya juu katika Tomografia ya Eksirei inayofanywa kwa Kompyuta, hadi kwenye koili za 2 + Tesla za kifaa cha MRI, mbinu hizi hubadilisha athari ya kimwili na kikemikali za mwili ili kupata data.
kuna aina mbili za picha za kiradiografia zinazotumika katika upigaji picha za kimatibabu; radiografia ya mvurumisho na fluroskopia. Mbinu hiyo ya mwisho husaidia katika uongozi wa upasuaji wa ndani na katheta. Mbinu hizi za 2D bado zinaendelea kutumiwa licha ya kuwepo kwa tomografia ya 3D kutokana na gharama ya chini, mchanganuo wa juu, na kulingana na matumizi, vipimo vya chini vya mnururisho. Mbinu hii ya upigaji picha hutumia boriti kubwa ya eksirei ili kupiga picha na ndio mbinu ya kwanza ya upigaji picha inapatikana katika taaluma ya kisasa ya tiba.
Kifaa cha mwangwi wa sumaku wa upigaji picha (skana ya MRI), au skana ya "mwangwi wa nyuklia wa sumaku wa upigaji picha (NMR)" kama ilivyojulikana hapo awali, hutumia sumaku zenye nguvu kukingamiza na kusisimua nyuklei ya hidrojeni (protoni moja) katika molekuli za maji katika tishu za binadamu, na kuzalisha dalili inayoweza kutambulika ambayo imesimbwa kwenye anga, na kusababisha picha za mwili. MRI hutumia maeneo matatu ya sumakuumeme: eneo kali sana (kulingana na amri ya vipande vya teslasi) na tuli la sumaku ili kukingamiza nyuklei ya hidrojeni, liitwalo eneo tuli, (ma)eneo dhaifu lenye muda unaotofautiana (kulingana na amri ya kHz 1) la kusimba angani, liitwalo eneo la gradienti, na eneo lenye marudio dhaifu ya radio (RF) la uendeshaji wa nyuklei ya hidrojeni ili kuzalisha dalili zinazoweza kupimika, zinazokusanywa kupitia antena ya RF.
Sawa na CT, tangu jadi MRI hutengeneza picha yenye pande mbili ya "kipande" chembamba cha mwili na hivyo basi huchukuliwa kuwa mbinu ya upigaji picha wa kitomografia. Vyombo vya kisasa vya MRI vinaweza kuzalisha picha katika mfumo wa bloku za 3D, ambazo zinawezachukuliwa kama ujumlishaji wa dhana ya kipande kimoja na kitomografiki. Tofauti na CT, MRI haiusishi matumizi ya mnururisho wa kuweka ioni na kwa hiyo haihusiani na hatari sawa za afya. Kwa mfano, kwa sababu MRI imekuwa ikitumika tangu mapema miaka ya 1980, hakuna athari za kudumu zinazojulikana zinazotokana na kuwekwa kwa maeneo tuli na yenye nguvu (hii ni mada ya mjadala fulani; tazama 'Usalama' katika MRI) na kwa hivyo hakuna kikomo na idadi ya kaguzi ambazo mtu anaweza kufanyiwa, kinyume na eksirei na CT. Hata hivyo, kuna hatari zilizotambuliwa vyema za afya zinazohusishwa na upashajijoto wa tishu unaosababishwa na kuwekwa wazi // kufunuliwa kwa eneo la RF na uwepo wa vifaa vilivyowekwa mwilini, kama vile vifaa vya kurekebisha mpigo wa moyo. Hatari hizi hudhibitiwa kwa madhubuti kama sehemu ya mpango wa kifaaa na itikadi za kukagua zinazotumiwa.
Kwa sababu CT na MRI ni huathiriwa na tabia tofauti za tishu, muonekano wa picha zilipatikana kwa kutumia mbinu hizi mbili hutofautiana dhahiri. Katika CT, ni lazima eksirei zizuiwe kwa kutumia aina ya tishu nzito ili kutengeneza picha, kwa hivyo ubora wa picha wakati wa kuangalia tishu laini utakuwa duni. Katika MRI, wakati kiini chochote kilicho na msokoto halisi wa kiini kinaweza kutumika, protoni ya atomu ya hidrojeni ndiyo iliyotumiwa sana kufikia sasa, hasa katika mazingira ya kliniki, kwa sababu huenea kila mahali na kurudisha dalili kubwa. Kiini hiki, kilicho kwenye molekuli ya maji, huruhusu utofautishaji bora zaidi wa tishu laini unaoweza kufikiwa kwa MRI.
Dawa za kinyuklia hujumuisha picha za utambuzi na matibabu ya ugonjwa, na pia zinaweza kujulikana kama dawa za kimolekuli au upigaji picha na utabibu wa kimolekuli . Dawa za kinyuklia hutumia tabia fulani za isotopu na chembe zenye nishati zinazotolewa kutoka kwa vifaa vinavyonururisha ili kutambua au kutibu magonjwa mablimbali. Tofauti na dhana ya kawaida ya radiolojia ya kianatomu, dawa za kinyuklia huwezesha utathmini wa fiziolojia. Njia hii ya tathmini za kimatibabu inayozingatia utendaji kazi ina matumizi muhimu katika vijitaaluma vingi, hasa onkolojia, nyurolojia, na kadiolojia. "Gamma kamera s" hutumika katika mfano skintigrafia, SPECT na PET ili kuchunguza maeneo ya shughuli za kibiolojia ambayo yanaweza kuhusishwa na ugonjwa. Mgonjwa hupewa Isotopu zilizo na maisha mafupi, kama vile I. Mara nyingi isotopu kufyonzwa kwa mapendeleo na tishu zinazofanya kazi kibiolojia katika mwili, na zinaweza kutumika kutambua vivimbe au sehemu zilizovunjika katika mfupa. Picha hupatikana baada ya fotoni zilizowekwa sambamba zimepatwa na chembechembe ambayo hutoa ishara ya mwangaza, ambayo kisha hukuzwa na kubadilishwa kuwa data ya kuhesabu.. Miale ya gamma yenye kunururisha hutolewa kupitia kwa mwili wakati utaratibu wa kawaida wa kuoza kwa isotopu hizo unafanyika. Uzalishaji wa miale ya gamma kuonekana na vigunduzi ambavyo huuzunguka mwili. Kimsingi jambo hili lina maanisha kwamba binadamu kwa sasa ndiye chanzo cha unururishaji, kuliko vifaa vya upigaji picha za kimatibabu kama vile eksirei, CT, au Ultrasaundi.Upigaji picha kwa mbinu inayotumia sauti na mwangaza ni namna ya upigaji picha mahuluti wa kimatibabu iliyobuniwa hivi karibuni inayotegemea athari ya sauti na mwangaza. Mbinu hii huchanganya manufaa ya tofauti za ufyonzaji kwa macho na azimio la sauti ndogo isiyosikika kwa masikio ya binadamu kwenye anga ili kupata picha za ndani (macho) katika diffusive au quasi-diffusive serikali. Tafiti za hivi karibuni zimeonyesha kuwa upigaji picha kwa mbinu inayotumia sauti na mwangaza unaweza kutumiwa katika vivo (utafutaji wa ndani ya mwili) wa ufuatiliaji wa uvimbe wa anjiojenesisi, ramani ya uwekaji oksijeni katika damu, picha ya jinsi ubongo unavyofanya kazi, na ugunduzi wa melanoma ya ngozi, nk.
Thamografia ya upigaji picha kwa kutumia miale isiyoonekana ya kidijiti inazingatia kanuni kwamba shughuli za kimetaboli na mzunguko kwenye mishipa katika tishu zilizokaribu kuathiriwa na kansa na eneo linalozunguka kansa ya matiti inayoendelea kukua karibu kila wakati huwa juu kuliko ilivyo katika tishu ya kawaida ya matiti. Vivimbe vya kansa huhitaji ugavi wa madini unaoendelea daima kuongezeka na hivyo kuongeza mzunguko katika seli zake kwa kushika mishipa ya damu iliyofunguka, kufungua mishipa isiyofanya kazi, na kuunda//kutengeneza mishipa mipya (neoanjiojenesisi). Mara nyingi utaratibu huu husababisha kuongezeka kwa joto katika eneo hilo la matiti. Upigaji picha kwa kutumia miale isiyoonekana ya kidijiti hutumia kamera za kimatibabu zisizoonekana kwa macho na zenye uwezo wa kuonyehs mabadiliko madogo madogo na kompyuta za kisasa ili kuchunguza, kuchambua na kuzalisha picha za utambuzi za mchanganuo wa hali ya juu, za tofauti hizo za joto. Kwa sababu ya kuathirika na DII, tofauti hizi za joto zinaweza kuwa kati ya dalili zinazojitokeza mapema za saratani ya matiti na / au hali ya matiti kabla ya kuathiriwa na kansa .
Tomografia ni njia ya kupiga picha ya ubapa mmoja, au kipande, cha kitu na kusababisha // kutoa tomogramu. Kuna aina kadhaa za tomografia:
. Hii ni jeometri ya skena ya CT ya eksirei ya kizazi cha nne. Hapo awali katika skena za vizazi vya zamani, boriti ya eksirei ilikuwa imeambatanishwa na chanzo kilichotafsiri na kigunduzi.
ultrasonografia ya kimatibabu hutumia mawimbi sauti ya broadbandi ya hali ya juu katika safu ya megahatzi ambayo hujitokeza//huonyeshwa kwenye tishu kwa digrii//aina tofauti ili kuzalisha picha (hadi 3D). Kwa kawaida jambo hili huhusishwa na kuonyesha picha za kijusi katika wanawake wajawazito. Hata hivyo, matumizi ya picha za tiba ni mpana zaidi. Matumizi mengine muhimu ni pamoja na kuonyesha picha za viungo vya tumbo, moyo, matiti, misuli, kano, na mishipa. Ingawa inaweza kutoa maelezo machache ya kianatomu ikilinganishwa na mbinu kama vile CT au MRI, ina faida kadhaa ambazo huifanya kuwa bora katika hali mbalimbali, hasa kwamba inachunguza utendaji kazi wa miundo//sehemu zinazosonga katika muda halisi, huwa huitoi mnururisho unaoweka ayoni, na ina madoa ambayo yanaweza kutumika katika elastografia. Picha za tiba pia hutumika kama chombo maarufu cha utafiti cha kukusanya data ghafi, ambayo inaweza kupatikana kwa njia ya eneo la utafiti wa upigaji picha za tiba linalojitokeza katika sehemu mbalimbali na, kwa madhumuni ya ubainishaji wa tishu na utekelezaji wa mbinu mpya za uchakataji picha. Dhana za upigaji picha za tiba unatofautiana na mbinu zingine za upigaji picha za kimatibabu kwa kuwa inaendeshwa na upitishaji na upokeaji wa mawimbi ya sauti. Mawimbi sauti ya kasi ya juu hutumwa kwenye tishu na kulingana na muundo wa tishu tofauti; ishara itapunguzwa na kurudishwa katika vipindi tofauti. Njia ya mawimbi sauti yaliyorudishwa katika mfumo wenye rusu nyingi inaweza kufafanuliwa kwa mchango wa karibu wa sauti (wimbi sauti la picha za tiba) na vizigeu wiano vilivyorudishwa na kutumwa vya miundo yenye uhusiano.
. Ni mbinu salama kutumia na haionekani kusababisha madhara yoyote mabaya, ingawa maelezo kuhusu jambo hili si mengi // ni machache. Pia si ghali sana na hufanywa kwa haraka. Skena za kupiga picha za tiba zinaweza kupelekwa kwa wagonjwa walioathiriwa sana katika vitengo vya wagonjwa walio katika hali mahututi, hivyo kuepuka hatari inayosababishwa wakati wa kumpeleka mgonjwa kwa idara ya radiolojia. Picha halisi inayopatikana inaweza kutumika kuongoza taratibu za utoaji maji na biopsi. uwezekano wa Doppler kwenye skena za kisasa huruhusu mzunguko wa damu katika mishipa kutathminiwa.
Kiwango cha data inayopatikana katika uchanganuzi mmoja wa MR au CT ni kikubwa sana. Baadhi ya data ambayo wataalamu wa radiolojia hutupa inaweza kuwaokolewa wagonjwa wakati na pesa, na wakati uo huo kupunguza mfichuo wao kwa mionzi na hatari ya matatizo ya taratibu invaderande.
Hivi karibuni, mbinu zimeundwa ili kuwezesha programu za uchanganuzi wa CT, MRI na picha za tiba kumzalishia daktari picha zenye aina tatu za ukubwa. Hapo awali, changanuzi za MRI na CT zinazalisha picha tuli za 2D kwenye filamu. Ili kuzalisha picha za 3D, changanuzi nyingi hufanya, kisha zinaunganishwa na kompyuta ili kutoa umbo la 3D, ambalo linaweza kutengenezwa na daktari. Picha za tiba za 3D huzalishwa kwa kutumia mbinu ambayo inakaribia kufanana na hiyo.
Katika utambuzi wa ugonjwa wa viskera ya tumbo, picha za tiba hasa huweza kuonyesha njia inayopitiwa na nyongo, njia ya mkojo na viungo vya uzazi vya mwanamke (ovari, neli ya uzazi).Kwa mfano, utambuzi wa jiwe la nyongo kwa upanuzi wa kineli na jiwe za kawaida za nyongo katika kineli cha kawaida cha nyongo.
Kwa uwezo wa kuonyesha miundo muhimu kwa undani zaidi, mbinu za picha za 3D ni rasilimali muhimu kwa ajili ya utambuzi na matibabu kupitia upasuaji ya magonjwa mengi. Ilikuwa ni rasilimali msingi katika jaribio maarufu, ingawa halikufaulu, la madaktari wa Singaporean kutenganisha mapacha kutoka nchi ya Iran Ladan na Laleh Bijani katika mwaka wa 2003. Hapo awali vifaa vya 3D vilitumika katika shughuli kama hiyo na kusababisha mafanikio makubwa.
Mbinu zingine zilizopendekezwa au kutengenezwa // kubuniwa ni pamoja na:
Baadhi ya mbinu hizi bado ziko katika hatua ya utafiti na bado hazijatumika katika shughuli za kawaida za kliniki.
Mbinu za upigaji picha za kimatibabu huzalisha kiasi kikubwa sana cha data, hasa kutoka mbinu za CT, MRI na PET. Kutokana na hayo, uhifadhi na mawasiliano ya data za picha za kielektroniki haziwezekani bila matumizi ya ubanaji. JPEG 2000 ni hali ya kawaida ya DICOM ya ubanaji wa picha wa hali-ya-sanaa kwa ajili ya uhifadhi na usambazaji wa picha za kimatibabu. Gharama na uwezekano wa kupata seti kubwa za data ya picha katika vipimo vya chini au mbalimbali vya upanabendi zimeshughulikiwa zaidi kwa matumizi ya kiwangi kingine cha DICOM, kiitwacho JPIP, ili kuwezesha upeperushaji/onyeshaji mzuri wa data ya picha ya JPEG 2000 iliyobanwa.
Upigaji picha za nyuro pia umetumika katika hali za kufanya majaribio ili kuwaruhusu watu (hasa watu wenye ulemavu) kudhibiti vyombo vya nje, na kufanya kazi kama kiunganishikati cha ubongo na kompyuta.
Kifaa cha kupiga picha za kimatibabu, ambacho kwa msingi hutumiwa katika upigaji picha za tiba, kinahitajika katika matumizi ya uhifadhi na upigaji picha za kimatibabu zinazochukuliwa kutoka mbali sana. Katika matukio mengi, kifaa cha 'frame grabber' hutumika ili kupata ishara ya video kutoka kwa kifaa cha kimatibabu na kutuma kwa kompyuta ili ifanyiwe uchakataji na kushughulikiwa zaidi.
Aina kadhaa za programu hizi zinapatikana ili kutumiwa katika uchambuzi wa picha za kimatibabu:
Upigaji picha za kimatibabu umekuwa chombo muhimu katika majaribio ya kliniki kwani huwa unawezesha utambuzi wa haraka wa magonjwa kupitia uonyeshaji na tathmini za kiidadi.
Jaribio la kawaida la kikliniki hupitia awamu nyingi na linaweza kuchukua hadi miaka nane. Matokeo ya kikliniki hutumiwa kuamua kama tiba inayohusika ni salama na inafanya kazi. Mgonjwa anapofikia mwisho, yeye kwa jumla hutengwa kutokana na mahusiano zaidi ya kimajaribio. Majaribio yanayotegemea matokeo ya kikliniki pekee hugharimu pesa nyingi kwani huwa yanachukua muda mrefu na huwa yanahitaji wagonjwa wengi.
Tofauti na matokeo ya kikliniki, matokeo mbadala yameonyeshwa kupunguza wakati unaohitajika kuthibitisha kama dawa ina manufaa ya kikliniki. vitia alama kwenye picha vya kibiolojia (dalili ambayo hupimwa kupitia mbinu maalum ya upigaji picha, ambayo hutumiwa kama kiashiria cha majibu ya madawa kwa tiba) na matokeo mbadala vimeonyesha kuwezesha matumizi ya makundi madogo, hivyo kupata matokeo ya haraka na yenye takwimu thabiti.
Upigaji picha huweza kuonyesha mabadiliko madogo ambayo huonyesha maendeleo ya matibabu ambayo yanawezakosa kuonyeshanwa na mbinu za kidhahania na za kijadi. Mapendeleo ya kijadi hupunguzwa kwani matokeo hutathmini bila mawasiliano yoyote ya moja kwa moja na mgonjwa.
Kwa mfano, upimaji wa upunguaji wa uvimbe ni matokeo mbadala ambayo hutumika sana katika tathmini ya majibu ya uvimbe halisi. Jambo hili huruhusu tathmini ya haraka na isiyo na mapendeleo ya madhara ya dawa za kupigana na kansa. Katika kutathmini kiwango cha ugonjwa wa Alzheimer, matumizi ya vipimo vya kitabia na kitambuzi bado yameenea. Picha za MRI za ubongo wote zinaweza kwa usahihi onyesha kiwango cha hipokampo atrofi wakati picha za PET zinaweza kupima shughuli za kimetaboli za ubongo kwa kupima umetaboliki wa glukosi wa kieneo.
Jaribio lililo na msingi kwenye picha kwa kawaida lina sehemu tatu: