مترجم: احمد رازیانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
به لطف پیشرفت ریاضی که در چند سال گذشته حاصل شده، ممکن است که برش‌نگاری کامپیوتری ـ که عموماً به آن اسکن CAT گفته می‌شود ـ از انحصار بیمارستان‌های بزرگ و مراکز پژوهشی خارج شود و در مطب‌های پزشکان به منظور مراقبت‌های معمولی و پیشگیری پزشکی مورد استفاده قرار بگیرد. کاری که در مرکز تحقیقات اشلومبرگرـ دال بر ریچ‌فیلد کانکتیکوت انجام شده ممکن است به ایجاد تصویرهای واضحی از بدن انسان بیانجامد. این تصویرها نه با استفاده از برش‌نگاری متکی بر اشعۀ X (که فعلاً در دسترس است) بلکه به وسیلۀ امواج فراصوتی حاصل می‌شوند. این‌ها امواج پربسامدی هستند که انسان نمی‌تواند آنها را بشنود (دوانی). این یکی از پژوهش‌های موفق مربوط به تصویرگیری پزشکی در چند سال اخیر بوده، چون ممکن است منجر به ساختن تصویرگیری‌های مطمئن‌تر و ارزان‌تری بشود.
برش‌نگاری کامپیوتری، از بدو اختراعش در اواخر سال‌های 1340/ 1960، با فراهم آوردن تصاویر بسیار دقیق از اندام‌های داخلی و بافت‌های ماهیچه‌ای مقاطع بدن انسان، انقلابی در امر تشخیص پزشکی به وجود آورده است.
برای ایجاد تصویر با اسکنرهایی که امروزه در بازار موجودند، ابتدا اشعۀ X را در بسیاری جهت‌های مختلف از تن آدم عبور می‌دهند و سپس سایه‌های مختلف حاصل از این اشعه را توسط یک الگوریتم ریاضی در یک تصویر واحد تلفیق می‌کنند، این الگوریتم که اولین‌بار توسط رادون ریاضی‌دان اتریشی در اوایل سال‌های 1280/ 1900 به دست آمد، تازه در سال‌های 1350/ 1970 با اصلاحاتی در تصویرگیری پزشکی به کار گرفته شد.
اما برش‌نگاری با اشعۀ X نقاط ضعف هم دارد، چرا که مستلزم تولید و کنترل امواج بسیار پر بسامدی است. اسکنرهای موجود، هم گران هستند و هم کار با آنها مشکل است، ولی مهم‌تر از این‌ها آن است که پزشکان، به خاطر عوارض جانبی که از قرار گرفتن پی‌درپی در معرض تابش انتظار می‌رود، معمولاً رغبت چندانی به استفادۀ مداوم از این اسکنرهای CAT نشان نمی‌دهند. این نقاط ضعف متخصصان را ـ عمدتاً در کلینیک مایوـ بر آن داشت تحقیق کنند که آیا فراصوت می‌تواند در فرآیند برش‌نگاری جای اشعۀ X را بگیرد یا نه (گرین‌لیف و دیگر 1974). امواج فراصوتی از خیلی جهات برای این مقصود ایده‌آلند. نه تنها تولید این امواج آسان و ارزان است، بلکه به نظر می‌رسد که اثرات جانبی آنها بر بافت‌های سالم نیز اندک باشد.
اما محققان به زودی دریافتند که خواندن تصاویر حاصل از فراصوت بسیار مشکل‌تر است تا آن‌چه از اسکنرهای اشعه‌ـ ایکسی به دست می‌آید. علت آن است که برخلاف اشعۀ X که تقریباً همیشه در خطوط راست حرکت می‌کند، امواج فراصوتی هنگام عبور از بدن به راحتی از مسیر مستقیم اولیۀ خود منحرف می‌شوند. این پراکندگی یا پراش باعث می‌شود که تمرکز اولیۀ باریکه از بین برود و در نتیجه تصویر نهایی تار باشد. این‌جاست که پژوهش در اشلومبرگرـ دال راه‌گشا می‌شود. این کار نشان داد که چگونه ـ بر مبنای اصول تصویرگری اپتیکی و با اصلاحات مناسب در همان الگوریتم ریاضی که در تصاویر پرتو ایکسی عمل می‌کرد ـ می‌توان امواج پراکنده شده را دوباره متمرکز کرد تا یک تصویر بسیار روشن به دست آید. این الگوریتم جدید را پس انتشار پالوده نام نهادند؛ در قیاس با نام پس‌افکنش پالوده که به الگوریتم ساده‌تر برش‌نگاری اشعه ـ ایکسی اطلاق شده است (دوانی).
الگوریتم برش‌نگاری اشعه ـ Xی و الگوریتم پس انتشار پالوده را در شبیه سازی کامپیوتریِ برش‌نگاری فراصوتی با هم مقایسه کرده‌اند (دوانی). این شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که اگر الگوریتم اشعۀ X برای برش‌نگاری فراصوتی استفاده شود، تصاویر حاصل مبهم خواهند بود، و این نتیجه‌ای است که با مشاهدات تجربی کلینیک مایو سازگار است (گرین‌لیف و دیگر). از سوی دیگر، نتایج حاصل از الگوریتم پس انتشار پالوده، در تمام موارد محاسبه شده عالی بود. درواقع، معلوم شد که این تصاویر، اگر پردازش آنها حاصل از فراصوت با الگوریتم جدید انجام شود، از تصاویر مشابهی که از مقطع‌نگارهای اشعۀ ـ Xی به دست می‌آیند بهتر خواهند بود. این نتیجۀ شگفت انگیز را می‌توان ناشی از اثر متمرکز کننده‌ای دانست که در تشکیل تصویر فراصوتی به وسیلۀ الگوریتم پس انتشار پالوده وجود دارد، ولی در فرآیند تشکیل تصویر در سیستم‌های تصویر نگاری با اشعۀ ایکس موجود نیست.
