مقدمه : از آنجایی که کیفیت تصاویر دیجیتال به مراتب بهتر از آنالوگ بوده و امکان آرشیو نمودن و انتقال تصاویر از مرکز رادیولوژی به سایر مراکز درمانی در اقسانقاط جهان حتی به صورت همزمان فراهم است و نیز امکان بکارگیری کامپیوتر در امور تشخیصی بااستفاده ازاین روش فراهم شده

امروزه تصویربرداری دیجیتال مقرون به صرفه و کارامدتر از همتای آنالوگ خود به نظر می رسد .

دیجیتال رادیولوژی ابتدا در قالب کامپیوتر رادیوگرافی یا CR با استفاده از صفحات فسفری ذخیره اطلاعات تصویر و تبدیل این اطلاعات طی فرایند خاص از آنالوگ به دیجیتال ظهور کرد . با ظهور نسل جدید دستگاههای دیجیتال رادیولوژی که بر پایه Flat Panel Detector ها استوار است و به جای استفاده از سیستم فیلم – اسکرین یا صفحات فسفری از دیتکتورهای مسطح استفاده می کند. این دیتکتورها خود بر حسب روند تبدیل اشعه ایکس به تصویر دیجیتال به دو دسته غیرمستقیم(Indirect) و مستقیم (Direct)تقسیم می شوند.

این فناوری نوین ضمن ارتقا سطح کمی و کیفی تصویر برداری پزشکی گزینه های بیشتری را پیش روی کارشناسان امر در انتخاب دستگاه مورد نیاز بخش های رادیولوژی قرار داده است. در این بخش به معرفی برخی فاکتورهای موثر در کیفیت تصاویر دیجیتال می پردازیم : Detection Efficiency یا راندمان کشف : این عامل در سیستم های فیلم اسکرین ، CR و DR وابسته به ضخامت لایه جذب کننده ، دانسیته و ترکیب این لایه می باشد که به فراخور نوع سیستم لایه جاذب دارای تعریف و ساختار خاص خود می باشد . راندمان می تواند با افزایش تراکم وحجم لایه جاذب و یا ضخامت لایه افزایش یابد و نیز به ترکیب موادی که کارخانه سازنده برای بهبود هرچه بیشتر انطباق میان تشعشعات خروجی از بدن بیمارو فوتونهای نوری خروجی از لایه جاذب به کار می برد بستگی دارد .

 سزیم آیوداید با توجه به توانایی بالای جذب فوتونهای ایکس متداولترین سنتیلاتوری است که در سیستمهای Indirect Digital radiology مبتنی بر TFT وCCD مورد استفاده قرارمیگیرد

Dynamic Range دامنه پویایی : دامنه پویایی یک سیستم تصویر برداری نسبت بین بزرگترین و کوچکترین شدت اشعه ورودی است که توانایی تشکیل تصویر رادارد . برای تمامی سیستم ها کمترین شدت مفید به وسیله نویز ذاتی سیستم وبیشترین شدت به وسیله اشباع گیرنده سیستم مشخص می شود. سیگنال باید به مقدار کافی شدت داشته باشد تا برترکیب نویزذاتی با نویز فوتونهای ایکس غلبه کند..دامنه پویایی در سیستم های فیلم اسکرین به صفحه فولی و مشخصات فیلم بستگی دارد و دامنه ای بین 10:1 تا 100:1 دارد . از این فاکتور می توان به عنوان مهمترین وجه تمایز سیستمهای CR و DR با سیستمهای فیلم اسکرین مرسوم اشاره کرد . دردستگاههای رادیولوژی دیجیتال دامنه پویایی بیانگر پاسخ دیتکتور در قالب سیگنالهای الکتریکی به اسکپوژرتابشی است. در سیستم فیلم اسکرین مرسوم نمودار افزایش دامنه پویایی به شکل S است از این رو فیلم دامنه تغییرات کمی برای یک اکسپوژر دارد واگر کمتر یا بیشتر از مقدار لازم باشد نتایج حاصله اکسپوزهای ناموفق و یاکیفیت نامطلوب تصاویر را به دنبال دارد .سیستمهای رادیولوژی دیجیتال دارای دامنه پویایی وسیعتر وشکل خطی نمودار دامنه پویایی نسبت به سیستم فیلم اسکرین است .

که در عمل درصد ناموفق بودن اکسپوژر وکیفیت نامطلوب تصویر را به مراتب کاهش می دهد .تاثیر مثبت دیگر دامنه پویایی وسیع تفاوت در جذب تشعشع در بافتهای خاص است به طوریکه به عنوان مثال در رادیوگرافی Chest با یک اکسپوز چن دانسیته مختلف می توان در اختیار داشت .از سوی دیگر از آنجایی که بهبود عمل دیتکتورماننداستفاده ازشدت بالای اکسپوژر است می توان از دریافت دوز تابشی زیاد بیمار جلوگیری کرد همانگونه که در شکل زیر می بینید دامنه پویایی در سیستمهای دیجیتال رادیولوژی به10000:1رسیده است و در مقایسه با سیستمهای فیلم اسکرین به میزان قابل توجهی ارتقا یافته است. Spatial Resolution: همانطور که می دانید قدرت تفکیکی فضایی توانایی سیستم تصویر برداری در نمایش دو ساختار مجاور به طور مجزا با وضوح لبه تصاویر است . گمگشتگی قدرت تفکیکی فضایی ممکن است به دلیل تار شدن تحت تاثیر فاکتورهای هندسی اتفاق بیافتد. در سیستمهای فیلم اسکرین Spatial Resolution مقدمتا به وسیله ضخامت صفحه فولی تعیین می شود .ضخامت زیادصفحات موجب تولید فوتونهای نوری به تعداد بیشتر و به صورت منتشره پیش از آنکه به فیلم برسند می شود لذا در این حالت سیستم دارای قدرت تفکیکی فضایی کمتری است .سیستم فیلم اسکرین سنتی با 400 speed برای رادیوگرافی های عمومی قدرت تفکیک فضایی محمدودی تقریبا 7 lp/mm . در ماموگرافی با توجه به اهمیت جزئیات صفحه فولی بسیار نازکی مورد استفاده قرار می گیرد لذامحدوده رزولوشن اغلب بیشتر از 15lp/mm است.

در سیستم های CR منبع اصلی کاهش Spatial Resolution اسکتر هایی است که از نور لیزر در طول بازخوانی الکترود تصویر ایجاد می شود .در سیستم های DR دو فاکتور بر قدرت تفکیک فضایی موثر است اولین عامل برای سیستم های indirect پخش نور بین سنتیلاتور و لایه فوتودایود( آمورفوس سیلیکون)در هنگام تبدیل اشعه ایکس به فوتونهای نوری است که امروزه کارخانجات سازنده با استفاده از سنتیلاتورهای دارای ساختار بر این فاکتور غلبه نموده اند در این روش سزیوم آیوداید رابا ساختار سوزنی شکل به کار می برند که از پخش و انتشار فوتونها ی نوری جلوگیری می کند .در سیستمهای direct به دلیل استفاده از آمورفوس سلنیوم و تبدیل مستقیم اشعه ایکس به بار الکتریکی عامل پخش نور به طور کامل حذف شده است و یکی از دلایل برتری سیستمهای DDR به DR و البته به سیستم های CR و فیلم اسکرین می باشد . Modulation Transfer Function : MTF ظرفیت دیتکتور در انتقال نوسان و مودولاسیون سیگنال ورودی در فرکانس فضایی معین یا تعیین شده به خروجی آن است .در رادیوگرافی اشیا دارای اندازه و شفافیت گوناگونی هستند که با شدتهای متغییر رنگ خاکستری نشان داده می شوند.MTFعهده دار تبدیل کنتراست اشیا به کنتراست تصاویربه همان میزان است .در تصویر برداری عمومی جزئیات مربوطه در دامنه ای بین cycles/mm2و0 است که نیازمندمقدار MTF بالایی است . DQE : یکی از متغییر های فیزیکی اساسی مرتبط با کیفیت تصویردر رادیوگرافی است و به بهروری دیتکتور درفرایند تبدیل اشعه ایکس به سیگنال تصویر باز می گردد . DQE با مقایسه نسبت سیگنا ل به نویز درخروجی دیتکتور محاسبه می شود. DQE به اسپوژر اشعه ایکس ، بسامد فضایی spatial frequency ،MTF و مواد سازنده دیتکتور بستگی دارد . کیفیت ( ولتاز و جریان )تشعشع به کار رفته نیز تاثیر بسزایی در DQE دارد .مقدار DQE بالا اشاره بیانگر آن است که شرایط اکسپوز کمتری نیاز است تا کیفیت تصویر در مقایسه با سیستم های دیگر در اختیار ما قرار دهد ..دیتکتور ایده آل دیتکتوری است که DQE برابر با 1 داشته باشد یعنی تمامی انرژی اشعه ایکس را جذب و به اطلاعات تصویر تبدیل نماید دستیابی به چنین شرایطی مقدور نیست . در عمل DQE دیتکتور دیجیتال محدود به 0.45 at 0.5 cycles/mm است . شکل زیرمقایسه DQE در سیستمهای CR و DR را نشان میدهد: سنتیلاتورها در Indirect Digital Rdiology : سنتیلاتورها در دستگاه هایرادیولوژی دیجیتال مبتنی بر Indirect Conversion از ارکان اصلی سیستم به شمار می روند . وظیفه سنتیلاتور تبدیل فوتونهای اشعه ایکس به نور مرعی متناسب با انرژی فوتونهای ایکس است . و در ادامه این نورمرعی به وسیله فوتودایود که همان لایه آمورفوس سیلیکون می باشد به بار الکتریکی تبدیل و جهت بازخوانی و ترجمه به تصویر دیجیتال آماده می شود . در ساخت این لایه سنتیلاتور ممکن است از مواد گوناگونی نظیر : خاکهای کمیاب (گادولونیوم اکسی سولفاید GD2O2S) به صورت ورقه مجزا و قابل تفکیک استفاده شود. ودر مواردی از سزیوم آیوداید CSI استفاده می شود که برای بدست آوردن بهترین راندمان تزویج نوری به صورت مستقیم در آرایه قرار می گیرد. در شکل زیر راندمان جذبی سزیوم آیوداید با گادولونیوم اکسی سولفاید مقایسه شده است: در مقایسه سزیوم آیوداید با خاکهای کمیاب باید به نکات زیر توجه داشته باشیم : 1) سزیوم آیوداید قدرت بسیار زیادی در جذب فوتونهای اشعه ایکس دارد . لذا در مواردی مانند فلوروسکوپی نیزکه شدت اشعه کمتر است مورد استفاده قرار می گیرد . 2) سزیوم آیوداید تقریبا دو برابر گادولونیوم اکسی سولفاید نور تولید می کند . 3) می توان آنرا به شکل ساختار سوزنی در ساختمان سنتیلاتور استفاده کرد که این خود سبب جلوگیری از پخش نور به هنگام تبدیل اشعه ایکس به نور مرعی می شود . با این روش می توان از ضخامتهای بیشتر سزیوم آیوداید بدون آنکه با کاهش قدرت تفکیک فضایی و در نتیجه کاهش کفیت تصویرمواجه شویم استفاده کرد. به عنوان مثال ضخامت لایه سزیوم آیودایدی معادل 600 میکرومتر رزولوشنی برابر با ضخامت 300 میکرومتری صفحات خاکهای کمیاب دارد . 4)پیک نور جذبی در فوتودایودها در طیف سبز و طول موج 500 نانومتر است که در این فاکتور هم سزیوم آیوداید از خاکهای کمیاب پیشی گرفته و فوتونهای نور مرعی را در سطحی از انرژی که برای جذب هرچه بهتر توسط آمورفوس سیلیکون مناسب است فراهم می کند . لذا ترکیب این دو ماده در کنار هم ( سزیوم آیوداید به عنوان سنتیلاتور و آمورفوس سیلیکون به عنوان فوتودایود ) بیشترین DQE را برای دستگاه دیجیتال رادیوگرافی دارد .ومیزان بالای DQE بیانگر توانایی دستگاه در ارایه تصویر با کیفیت بهتر است . DQEدر دستگاه های Indirect مبتنی بر CSI دو برابر CR ، CCD و سیستم فیلم اسکرین است .و این موضوع بیانگر رزولوشن بیشتر تصویر این سیستمها نسبت به سیستمهای فوق در دوزتابشی یکسان است . استفاده از مشاوره های علمی و تخصص از سوی کارشناسان مسلط به دانش روز در خصوص انتخاب و خرید دستگاههای تصویربرداری کمک شایانی به انتخاب صحیح ، صرف هدفمند هزینه ها و تضمین بهره وری مراکز تصویر برداری کردهو از هدر رفت هزینه وزمان در دپارتمانهای رادیولوژی جلوگیری می کند .