up
Search      menu
پزشکی و دامپزشکی :: مقاله الاستوگرافي PDF
QR code - الاستوگرافي

الاستوگرافي

الاستوگرافي تشديد مغناطيسي

خواص الاستيک بافت هاي نرم به بلوک هاي ملکولي سازنده ي آنها و تشکيلات ساختاري ماکروسکوپي و ميکروسکوپي اين بلوک ها بستگي دارد. تغييرات در بافت و آسيب هاي بافتي عموماً با تغييرات در ميزان سفتي بافت همراه مي باشند؛ بسياري از سرطان ها مانند سرطان سينه به صورت نواحي بسيار سفت در بافت نرم ظاهر مي شوند؛ اگر چه تومورهاي خوش خيم نيز ممکن است سفت به نظر برسند ولي اين تومورها به سفتي تومورهاي سرطاني نمي باشند. با وجود تفاوت در ميزان سفتي قسمت آسيب ديده ي بافت و بافت طبيعي احاطه کننده ي آن، سايز کوچک قسمت آسيب ديده ي بافت و يا موقعيت آن در بدن، در صورتي که نزديک به سطح بدن قرار نگرفته باشد، تشخيص و ارزيابي آن را به کمک تکنيک لمس در بسياري موارد سخت يا غير ممکن مي سازد.
تکنيک الاستوگرافي يک تکنيک جديد تصويربرداري با قابليت تعيين مقادير کمي از برخي خواص مکانيکي مانند خاصيت الاستيک بافت هاي بيولوژيک مي باشد. اين تکنيک که توسط Ophir و همکارانش در سال ۱۹۹۱ با هدف تعيين خوش خيم و بدخيم بودن ضايعات بافت سينه بدون نياز به انجام عمل بافت برداري (biopsy) مطرح گرديد، همانند تکنيک لمس بر اين اصل استوار است که ميزان بافت ممکن است مشخص کننده ي وجود تومور در بافت باشد.
تکنيک جديد تصويربرداري که الاستوگرافي تشديد مغناطيسي Magnetic Resonance Elastography (MRE) ناميده مي شود، توسط Muthupillai و همکارانش در سال ۱۹۹۵ در کلينيک Mayo با هدف اندازه گيري غير تهاجمي و غير مخرب الاستيسيته ي بافت انساني با استفاده از تکنيک تصويربرداري تشديد مغناطيسي Magnetic Resonance lmaging (MRI) مطرح گرديد. تحقيقات و مطالعات انجام گرفته در طول يک دهه ي گذشته در زمينه ي اين تکنيک بر توانايي وکارايي آن در تعيين مقادير کمي از خواص مکانيکي ارگان ها، بافت ها، سلول ها و بيو مواد دلالت دارد.
تخمين الاستيسيته ي يک محيط در پروسه ي الاستوگرافي درسه مرحله صورت مي گيرد:
۱) اعمال فشارمکانيکي ثابت (static) يا متناوب (cyclic) مشخص بر محيط.
۲) اندازه گيري ميزان تغيير شکل ايجاد شده در محيط در پاسخ به فشار اعمال شده بر آن.
۳) محاسبه ضرايب الاستيک محيط از روي مقادير به دست آمده از اندازه گيري ميزان تغيير شکل آن.
در تکنيک الاستوگرافي تشديد مغناطيسي ازامواج صوتي عرضي هارمونيک با فرکانس کم (در محدوده ي فرکانسي بين (۱ kHz، ۱۰Hz ۱) به عنوان منبع فشار مکانيکي خارجي استفاده مي شود. اين امواج ارتعاشات خارجي دريک فرکانس مشخص را بر ماده اعمال مي کنند. در اثر انتشار اين امواج صوتي در بافت جابجايي هاي متناوب کوچکي (در حدود چند ده ميکرون) در بافت ايجاد مي شود. تصويربرداري تشديد مغناطيسي حساسيت لازم را نسبت به اين حرکت ها در ابعاد ميکرون دارا مي باشد؛ درنتيجه امواج استرين صوتي ايجاد شده در نتيجه ي ارتعاشات به کمک تکنيک تصويربرداري تشديد مغناطيسي تصوير مي گردند. از آنجا که به منظور ايجاد تغيير شکل در بافت از امواج مکانيکي استفاده ميتشود، ضرايب الاستيک محلي و يا پارامترهاي مرتبط که شاخصي از اين خاصيت بافت مي باشند مانند ميزان سفتي بافت به طور مستقيم از روي طول موج محلي و بدون نياز به تخمين توزيع استرس ثابت محلي محاسبه مي گردند؛ براي نمونه پس از اندازه گيري طول موج از روي تصاوير، ميزان سفتي بافت از رابطه ي ساده زير محاسبه مي شود:
m=p.f ۲. l۲
در اين رابطه m پارامتري است که ميزان سفتي بافت را نشان مي دهد؛ P دانسيته ي بافت، f فرکانس امواج برشي اعمال شده بر بافت و l طول موج محلي امواج مي باشند. در صورتي که هدف تعيين ميزان سفتي بخشي از بافت بدن انسان باشد، مقدار چگالي آن ممکن است صفر، ۱ در نظرگرفته شود.
استفاده از اين تکنيک به منظور بررسي نمونه هاي ارگان ها و بافت هاي الاستوگرام ها، تصاوير الاستوگرافي، را که خواص مکانيکي بافت هاي مغز، عضله، تيروئيد، سينه، قلب، ديواره ي آئورت، ريه، طحال، لوزالمعده، کليه، کبد، چشم، چربي و ساير بافت ها را نمايش مي دهند، در اختيار محققان قرار داده است. بررسي نمونه هاي آسيب ديده از بافت هاي بدن قابليت اين تکنيک در تشخيص ضايعات بافتي در بافت هايي مانند کبد، سينه و پروستات را نشان مي دهد. در ادامه برخي کاربردهاي اين تکنيک در تشخيص و ارزيابي بيماري ها را به طور اجمالي بررسي مي نمائيم.
اولين کاربرد باليني تکنيک الاستوگرافي تشديد مغناطيسي که در نتيجه ي تحقيقات انجام شده اطلاعات جامع در مورد آن وجود دارد، ارزيابي بيماري کبد مي باشد. بيماري مزمن کبد يک بيماري خطرناک با شيوع جهاني است و فيبروز کبدي (تشکيل بافت ليفي در کبد) مهم ترين پيامد آن مي باشد؛ در صورتي که اين بيماري تشخيص داده نشده يا درمان نشود، به بيماري سيروزکبدي (التهاب يک عضو به خصوص درکبد) منتهي مي شود که آسيبي جبران ناپذير به کبد با تلفات بسيار مي باشد. تکنيکي که هم اکنون به منظور تشخيص و تعيين ميزان پيشرفت فيبروز کبدي استفاده مي شود، بافت برداري سوزني (needle biopsy) مي باشد که تکنيکي تهاجمي و گران است و خطاي نمونه برداري نيز بر نتايج آن اثر مي گذارد. نتايج بررسي هاي باليني بسيار نشان داده است که تکنيک الاستوگرافي تشديد مغناطيسي روشي دقيق در تشخيص فيبروز کبدي مي باشد، در اين کاربرد به طور معمول از امواج برشي که فرکانسي۹۰Hz ۴۰Hz دارند، استفاده مي شود. ميزان سفتي کبد که متناسب با ميزان پيشرفت فيبروز کبدي افزايش مي يابد، در الاستوگرام به طور کمي نشان داده مي شود. نتايج بررسي هاي تجربي در سال هاي اخير نشان مي دهد که اين تکنيک حساسيت(sensitivity) ۹۸ درصد و اختصاصي بودن (specificity) ۹۹ درصد در تشخيص فيبروز کبدي دارد و ممکن است بيماران با فيبروز متوسط و شديد و بيماران با فيبروز خفيف را با حساسيت ۸۶ درصد و اختصاصي بودن ۸۵ درصد از يکديگر تفکيک نمايد. همچنين اين نتايج بر امکان استفاده از تکنيک الاستوگرافي تشديد مغناطيسي در تعيين ويژگي هاي ضايعات موضعي کبد دلالت دارد. اين نتايج نشان مي دهند که توده هاي موضعي خوش خيم کبد مانند همانژيوم غاري، آدنوم کبدي و هيپرپلازي گرهي موضعي معمولاً مقادير سفتي در حدود ۳kPa دارند که کمي بيشتر از مقدار سفتي بافت اصلي سالم کبد مي باشد؛ در حالي که توده هاي موضعي بدخيم کبد مانند کارسينوم ياخته ي کبدي، متاستاز و کارسينوم مجراي صفراوي بسيار سفت تر از بافت اصلي کبد مي باشند. اين ويژگي امکان تفکيک ضايعات موضعي خوش خيم و بدخيم کبد را با دقت بالا فراهم مي آورد.
نتايج تحقيقات روي مغز انسان نشان داده است که اين تکنيک قابليت تصوير کردن کمي خواص مکانيکي مواد خاکستري و سفيد مغز را دارد و در نتيجه ممکن است به عنوان ابزار جديدي در تعيين خواص، تشخيص و مدل نمودن مکانيکي تغييرات و آسيب هاي مغزي مانند ازدياد غيرعادي مايع مغزي نخاعي در مغز مورد استفاده قرار گيرد. همچنين در سال هاي اخير محققان به بررسي کاربردهاي اين تکنيک در بررسي بافت هاي غير طبيعي و ناهنجار در انسان مانند تومورهاي مغزي و عضلات اسکلتي در بيماري هاي عضلاني پرداخته اند.
عضلات اسکلتي به طور مستقيم از عملکرد غده ي تيروئيد تأثيرمي پذيرند. آتروفي و ضعف عضلاني علائمي هستند که به طور معمول در بيماراني که در آنها عملکرد غده ي تيروئيد به طور صحيح صورت نمي گيرد، ديده مي شود. يکي از بيماري هايي که نتيجه ي پرکاري تيروئيد مي باشد، بيماري گريوز است که با ضعف عضلاني همراه مي باشد؛ البته در صورتي که غده ي تيروئيد عملکرد طبيعي خود را باز يابد، عضلات نيز به وضعيت طبيعي خود باز مي گردند. نتايج تحقيقات نشان مي دهد که عضلات بيماران دچار بيماري گريوز در هنگامي که يک نيروي مشخص برآنها اعمال مي شود، بسيار سفت تر از عضلات افراد سالم مي باشند و به علاوه ميزان سفتي آنها نيز با افزايش اعمال نيرو با آهنگ بيشتري در مقايسه با عضلات افراد سالم افزايش مي يابد.
نتايج تحقيقات اخير نشان مي دهند که از تکنيک الاستوگرافي تشديد مغناطيسي مي توان به عنوان يک تکنيک غير تهاجمي به منظور ارزيابي عملکرد وابسته به فشار قلب استفاده کرد. اين عملکرد از روي تغييرات در برخي پارامترهاي مکانيکي بطن چپ که به کمک اين تکنيک قابل تعيين است، مورد ارزيابي قرار مي گيرد. در نتيجه از اين تکنيک مي توان به منظور تست غير تهاجمي عملکرد قلب انسان و تشخيص و بررسي اختلالات و ناهنجاري هاي قلب که سبب افزايش ميزان سفتي بافت آن مي شود مانند اختلالات دياستولي استفاده کرد.
در مهندسي بافت از ساختارهايي شبيه به بدن موجودات زنده که با هدف توليد سلولي در آنها بن ياخته قرار داده مي شود، به منظور ارزيابي نحوه ي التيام يافتن طبيعي جراحات و بيماري ها در بدن استفاده مي شود. بسيار مهم است که ميزان رشد و نحوه ي تکامل بافت هايي که به اين روش توليد مي شوند، مورد ارزيابي قرار گيرد تا از تکامل تدريجي صحيح اين ساختارها اطمينان حاصل شود. به کمک تکنيک تصويربرداري تشديد مغناطيسي با رزولوشن بالا مي توان اين ساختارها را به صورت غير تهاجمي تصوير نموده و با استفاده از تکنيک الاستوگرافي تشديد مغناطيسي تغييرات دروني در ويژگي هاي بيومکانيکي اين ساختارها را ارزيابي نمود.
تحقيقات روي بيماران و داوطلبان نشان داده است که به کمک تکنيک الاستوگرافي تشديد مغناطيسي امکان تصوير نمودن آناتومي سينه و همچنين وجود تومورهاي سرطاني در سينه وجود دارد؛ از اين رو محققان بسياري در سراسر جهان در حال ارزيابي قابليت اين تکنيک در تشخيص تومورهاي سينه و تعيين ويژگي هاي آنها مي باشند.
از زمان مطرح شدن اين تکنيک توسط Muthupillai و همکارانش در سال ۱۹۹۵ تاکنون تحقيقات گسترده يي در سايرکشورها در اين زمينه انجام شده است. نتايج اين تحقيقات برکارايي منحصر به فرد اين تکنيک در تشخيص غير تهاجمي بسياري از بيماري ها و آسيب هاي بافتي و اختلالات عملکرد اعضاي مختلف بدن مانند مغز، عضله، تيروئيد، سينه، قلب، رگ ها، ريه، طحال، لوزالمعده، کليه، کبد، چشم و پروستات اشاره دارد و اين تحقيقات همچنان ادامه دارد.

حمله اولتراسوند به بافت هاي سرطاني نويسندگان : بهزاد يثربي عضو هيئت علمي دانشكده پزشكي دانشگاه آزاد تبريز‏‎ ‎،‎ ‎اشكان لك زاده و‎ ‎نونا‎ ‎فربهي دانشجو ...

از آنجا که بيماري هاي عروق کرونري و به ويژه پلاک هاي آترواسکلروتيک يکي از مهم ترين موضوعات مرتبط با سلامت انسان هستند در اين مقاله به بررسي روش هاي مو ...

دانلود نسخه PDF - الاستوگرافي