التصوير الشعاعي

تُعرف عملية إنشاء الصور عن طريق تعريض جسم ما للأشعة السينية أو غيرها من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي عالي الطاقة ، والتقاط الشعاع المتبقي الناتج (أو "الظل") كصورة كامنة، باسم "التصوير الإشعاعي الإسقاطي". يمكن تحويل "الظل" إلى ضوء باستخدام شاشة فلورية، ثم التقاطه على فيلم فوتوغرافي ، أو يمكن التقاطه بواسطة شاشة فسفورية ليتم "قراءته" لاحقًا بواسطة ليزر (التصوير الشعاعي المحوسب)، أو يمكن تنشيطه مباشرةً بواسطة مصفوفة من كاشفات الحالة الصلبة (التصوير الشعاعي الرقمي - وهو مشابه لنسخة كبيرة جدًا من مستشعر CCD في الكاميرا الرقمية). تُعد العظام وبعض الأعضاء ( مثل الرئتين ) مناسبة بشكل خاص للتصوير الإشعاعي الإسقاطي. وهو فحص منخفض التكلفة نسبيًا وذو مردود تشخيصي عالٍ . ويكمن الفرق بين أجزاء الجسم الرخوة والصلبة في أن الكربون له مقطع عرضي منخفض جدًا للأشعة السينية مقارنةً بالكالسيوم.

التصوير المقطعي المحوسب (CT scan) (المعروف سابقًا باسم CAT scan، حيث يشير الحرف "A" إلى "محوري") يستخدم الإشعاع المؤين (أشعة سينية) مع جهاز كمبيوتر لإنشاء صور للأنسجة الرخوة والصلبة. تبدو هذه الصور كما لو أن المريض قد قُطِّع إلى شرائح (ومن هنا جاءت تسمية "التصوير المقطعي" - "tomo" تعني "شريحة"). على الرغم من أن التصوير المقطعي المحوسب يستخدم كمية أكبر من الأشعة السينية المؤينة مقارنةً بالأشعة السينية التشخيصية (كلاهما يستخدم الأشعة السينية)، إلا أنه مع التقدم التكنولوجي، انخفضت مستويات جرعة الإشعاع في التصوير المقطعي المحوسب وأوقات الفحص. ^{[ 9 ]} عادةً ما تكون فحوصات التصوير المقطعي المحوسب قصيرة، حيث لا تستغرق في معظم الأحيان سوى مدة حبس النفس. كما تُستخدم مواد التباين في كثير من الأحيان، وذلك حسب الأنسجة المراد تصويرها. يقوم فنيو الأشعة بإجراء هذه الفحوصات، أحيانًا بالتعاون مع أخصائي الأشعة (على سبيل المثال، عندما يُجري أخصائي الأشعة خزعة موجهة بالتصوير المقطعي المحوسب ).

يُستخدم فحص كثافة العظام بتقنية DEXA ، أو قياس كثافة العظام، بشكل أساسي لاختبار هشاشة العظام . وهو ليس تصويرًا شعاعيًا تقليديًا، حيث تُصدر الأشعة السينية في حزمتين ضيقتين تُمسحان عبر جسم المريض بزاوية 90 درجة. عادةً ما يتم تصوير الورك (رأس عظم الفخذ )، أو أسفل الظهر ( العمود الفقري القطني )، أو الكعب ( عظم العقب )، ويتم تحديد كثافة العظام (كمية الكالسيوم) وإعطاؤها رقمًا (درجة T). لا يُستخدم هذا الفحص لتصوير العظام، لأن جودة الصورة ليست جيدة بما يكفي للحصول على صورة تشخيصية دقيقة للكسور والالتهابات، وما إلى ذلك. كما يمكن استخدامه لقياس إجمالي دهون الجسم، على الرغم من أن هذا ليس شائعًا. جرعة الإشعاع التي يتلقاها المريض من فحوصات DEXA منخفضة جدًا، وأقل بكثير من جرعة الإشعاع في فحوصات التصوير الشعاعي التقليدي. ^{[ 10 ]}

التنظير الفلوري مصطلح ابتكره توماس إديسون خلال دراساته المبكرة للأشعة السينية. ويشير الاسم إلى الفلورة التي رآها أثناء النظر إلى صفيحة متوهجة تتعرض لقصف بالأشعة السينية. ^{[ 11 ]}

تُتيح هذه التقنية الحصول على صور شعاعية متحركة. يُجرى التنظير الفلوري بشكل أساسي لمراقبة حركة الأنسجة أو مادة التباين، أو لتوجيه التدخلات الطبية، مثل رأب الأوعية الدموية، أو زرع منظم ضربات القلب، أو إصلاح/استبدال المفاصل. غالبًا ما يُمكن إجراء الأخير في غرفة العمليات، باستخدام جهاز تنظير فلوري محمول يُسمى ذراع C. ^{[ 12 ]} يُمكن لهذا الجهاز التحرك حول طاولة العمليات والتقاط صور رقمية للجراح. يعمل التنظير الفلوري ثنائي المستوى بنفس طريقة التنظير الفلوري أحادي المستوى، باستثناء أنه يعرض مستويين في الوقت نفسه. تُعدّ القدرة على العمل في مستويين مهمة لجراحة العظام والعمود الفقري، ويمكنها تقليل وقت العملية عن طريق الاستغناء عن إعادة التموضع. ^{[ 13 ]}

التصوير الوعائي هو استخدام التنظير الفلوري لفحص الجهاز القلبي الوعائي. يتم حقن مادة تباين أساسها اليود في مجرى الدم، ثم تُراقَب حركتها. ولأن الدم السائل والأوعية الدموية ليست كثيفة، تُستخدم مادة تباين عالية الكثافة (مثل ذرات اليود الكبيرة) لفحص الأوعية بالأشعة السينية. يُستخدم التصوير الوعائي للكشف عن تمدد الأوعية الدموية ، والتسريبات، والانسدادات ( الجلطات )، ونمو الأوعية الدموية الجديدة، وتركيب القسطرة والدعامات. غالبًا ما تُجرى عملية رأب الأوعية الدموية بالبالون بالتزامن مع التصوير الوعائي.

يستخدم التصوير الشعاعي التبايني عامل تباين إشعاعي، وهو نوع من وسائط التباين ، لإبراز التراكيب المراد تصويرها بصريًا عن خلفيتها. تُعد عوامل التباين ضرورية في تصوير الأوعية الدموية التقليدي ، ويمكن استخدامها في كل من التصوير الشعاعي الإسقاطي والتصوير المقطعي المحوسب (المعروف بالتصوير المقطعي التبايني ). ^{[ 14 ] [ 15 ]}

على الرغم من أنها ليست تقنيات تصوير إشعاعي بالمعنى الدقيق للكلمة لعدم استخدامها الأشعة السينية، إلا أن تقنيات التصوير مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET ) والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) تُصنف أحيانًا ضمن التصوير الإشعاعي لأن قسم الأشعة في المستشفيات يُعنى بجميع أنواع التصوير . يُعرف العلاج باستخدام الإشعاع بالعلاج الإشعاعي .

يُعدّ الرصاص أكثر أنواع الدروع شيوعًا ضد الأشعة السينية نظرًا لكثافته العالية (11340  كجم/م³ ⁾ ، وقدرته الفائقة على امتصاص الأشعة، وسهولة تركيبه، وانخفاض تكلفته. يبلغ أقصى مدى لفوتون عالي الطاقة، كالأشعة السينية، في المادة حدًا لانهائيًا؛ ففي كل نقطة من المادة التي يخترقها الفوتون، توجد احتمالية للتفاعل. وبالتالي، فإن احتمالية عدم التفاعل ضئيلة جدًا على مسافات شاسعة. لذا، فإن حجب حزمة الفوتونات يكون أُسّيًا (حيث يكون طول التوهين قريبًا من طول الإشعاع للمادة)؛ ومضاعفة سُمك الدرع يُضاعف تأثير الحجب.

ابتداءً من خمسينيات القرن الماضي، بدأ استخدام واقيات الرصاص الشخصية مباشرةً على المرضى أثناء تصوير البطن بالأشعة السينية، وذلك لحماية الغدد التناسلية (الأعضاء التناسلية) أو الجنين في حال كانت المريضة حاملاً. كما كان يُستخدم واقي الرصاص عادةً في تصوير الأسنان بالأشعة السينية لحماية الغدة الدرقية . مع ذلك، تم التوصل إلى إجماع بين عامي 2019 ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} و2021 ^{[ 21 ] [ 22 ]} على أن استخدام واقيات الرصاص في فحوصات الأشعة السينية التشخيصية الروتينية ليس ضروريًا، بل قد يكون ضارًا في بعض الحالات. ولا يزال يُوصى باستخدام واقيات شخصية للعاملين في المجال الطبي وغيرهم من الموجودين في غرفة التصوير.

تُبطّن غرف التصوير بالأشعة السينية بالرصاص. يوضح الجدول في هذا القسم سُمك التدريع الرصاصي الموصى به لغرفة التصوير بالأشعة السينية، وذلك كدالة لطاقة الأشعة السينية، وفقًا لتوصيات المؤتمر الدولي الثاني للأشعة. ^{[ 23 ]}

استجابةً لتزايد قلق الجمهور بشأن جرعات الإشعاع والتقدم المستمر في أفضل الممارسات، تم تشكيل تحالف السلامة الإشعاعية في التصوير الطبي للأطفال ضمن جمعية طب الأشعة للأطفال . وبالتعاون مع الجمعية الأمريكية لتقنيي الأشعة ، والكلية الأمريكية للأشعة ، والرابطة الأمريكية لفيزيائيي الطب ، طورت جمعية طب الأشعة للأطفال وأطلقت حملة "التصوير الآمن" المصممة للحفاظ على جودة عالية لدراسات التصوير مع استخدام أقل الجرعات وأفضل ممارسات السلامة الإشعاعية المتاحة للمرضى الأطفال. ^{[ 24 ]} وقد حظيت هذه المبادرة بتأييد وتطبيق من قبل عدد متزايد من المنظمات الطبية المهنية حول العالم، كما تلقت دعمًا ومساعدة من الشركات المصنعة للمعدات المستخدمة في علم الأشعة.

في أعقاب نجاح حملة "التصوير الآمن"، أطلقت الكلية الأمريكية للأشعة، وجمعية الأشعة في أمريكا الشمالية، والجمعية الأمريكية لفيزيائيي الطب، والجمعية الأمريكية لتقنيي الأشعة، حملة مماثلة لمعالجة هذه المشكلة لدى البالغين تحت اسم "التصوير الحكيم". ^{[ 25 ]} كما تعمل منظمة الصحة العالمية والوكالة الدولية للطاقة الذرية التابعة للأمم المتحدة في هذا المجال، ولديهما مشاريع جارية تهدف إلى توسيع نطاق أفضل الممارسات وخفض جرعة الإشعاع التي يتعرض لها المرضى. ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

خلافاً للنصيحة التي تؤكد على إجراء الأشعة السينية فقط عندما يكون ذلك في مصلحة المريض، تشير الأدلة الحديثة إلى أنها تستخدم بشكل متكرر عندما يتقاضى أطباء الأسنان أجورهم مقابل الخدمة . ^{[ 29 ]}

في الطب وطب الأسنان، تستخدم صور الأشعة السينية الإسقاطية والتصوير المقطعي المحوسب عمومًا أشعة سينية يتم إنتاجها بواسطة مولدات الأشعة السينية ، والتي بدورها تولد الأشعة السينية من أنابيب الأشعة السينية . وتُسمى الصور الناتجة من جهاز الأشعة السينية (مولد/جهاز الأشعة السينية) أو جهاز التصوير المقطعي المحوسب بشكل صحيح "صور الأشعة" و"الصور المقطعية" على التوالي.

توجد مصادر أخرى عديدة لفوتونات الأشعة السينية ، ويمكن استخدامها في التصوير الإشعاعي الصناعي أو البحث العلمي؛ وتشمل هذه المصادر البيتاثرونات ، والمسرعات الخطية ، والسينكروترونات . أما بالنسبة لأشعة غاما ، فتُستخدم مصادر مشعة مثل الإيريديوم ^-192 ، والكوبالت ^-60 ، والسيزيوم ^{-137 .}

يمكن وضع شبكة مضادة للتشتت بين المريض والكاشف لتقليل كمية الأشعة السينية المتشتتة التي تصل إلى الكاشف. هذا يحسن دقة تباين الصورة، ولكنه يزيد أيضًا من تعرض المريض للإشعاع. ^{[ 30 ]}

يمكن تقسيم أجهزة الكشف إلى فئتين رئيسيتين: أجهزة الكشف التصويرية (مثل الألواح الفوتوغرافية وأفلام الأشعة السينية ، والتي استُبدلت في الغالب بأجهزة رقمية متنوعة مثل ألواح الصور أو أجهزة الكشف المسطحة ) وأجهزة قياس الجرعة (مثل غرف التأين ، وعدادات جايجر ، ومقاييس الجرعات المستخدمة لقياس التعرض الإشعاعي الموضعي ، والجرعة ، و/أو معدل الجرعة، على سبيل المثال، للتحقق من فعالية معدات وإجراءات الحماية من الإشعاع بشكل مستمر). ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

تُضاف علامة تشريحية جانبية معتمة للأشعة إلى كل صورة. على سبيل المثال، إذا تم تصوير يد المريض اليمنى بالأشعة السينية، يضع فني الأشعة علامة "R" معتمة للأشعة ضمن مجال شعاع الأشعة السينية كمؤشر على اليد التي تم تصويرها. في حال عدم وجود علامة مادية، يمكن لفني الأشعة إضافة العلامة الجانبية الصحيحة لاحقًا كجزء من المعالجة الرقمية اللاحقة. ^{[ 34 ]}

كبديلٍ لكاشفات الأشعة السينية، تُعدّ مُكثّفات الصور أجهزةً تناظريةً تُحوّل صورة الأشعة السينية المُلتقطة بسهولةٍ إلى صورةٍ مرئيةٍ على شاشة فيديو. يتكوّن هذا الجهاز من أنبوبٍ مُفرّغٍ ذي سطح إدخالٍ واسعٍ مُغطّى من الداخل بيوديد السيزيوم (CsI). عند اصطدام الأشعة السينية به، تتسبّب مادة الفوسفور في انبعاث إلكتروناتٍ من المهبط الضوئي المُجاور لها. تُركّز هذه الإلكترونات بعد ذلك باستخدام عدساتٍ إلكترونيةٍ داخل المُكثّف على شاشة إخراجٍ مُغطّاةٍ بموادٍ فسفورية. يُمكن بعد ذلك تسجيل الصورة من شاشة الإخراج عبر كاميرا وعرضها. ^{[ 35 ]}

أصبحت الأجهزة الرقمية المعروفة باسم كاشفات المصفوفة أكثر شيوعًا في التنظير الفلوري. تتكون هذه الأجهزة من كاشفات منفصلة مُجزأة إلى وحدات بكسل تُعرف باسم ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFT)، والتي تعمل إما بشكل غير مباشر باستخدام كاشفات ضوئية تكشف الضوء المنبعث من مادة وميضية مثل يوديد السيزيوم (CsI)، أو بشكل مباشر عن طريق التقاط الإلكترونات الناتجة عند اصطدام الأشعة السينية بالكاشف. لا تتأثر الكاشفات المباشرة عادةً بتأثير التشويش أو الانتشار الناتج عن المواد الوميضية الفسفورية أو الشاشات الفيلمية، نظرًا لتنشيطها مباشرةً بواسطة فوتونات الأشعة السينية. ^{[ 36 ]}