قانون اسنل

قانون شکست اسنل رابطه میان زاویه نور را قبل از برخورد و پس از شکست در خط فاصل دو محیط را نشان می‌دهد. هنگامی که نور از محیطی وارد محیط دیگری می‌شود که نور دز آن دارای سرعت متفاوتی باشد، زاویه شعاع نور در خط فاصل این دو محیط تغییر می‌کند و به اصطلاح می‌شکند.

بازتاب

بازتاب عبارت است از تغییر مسیر نور پس از برخورد با یک شی، قانون بازتاب می‌گوید اگر روی نقطهٔ بازتاب خطی عمود بکشیم زاویه تابش با بازتابش برابر خواهد بود. این قانون را با اصل کمترین زمان (اصل فرما) نیز می‌شود اثبات کرد.[نیازمند منبع]

قسمتی از نوری که به سطح مشترک دو محیط تابیده می‌شود بازتاب یافته و قسمتی دیگر از آن عبور می‌کند و وارد محیط دوم می‌شود. میزان انتقال و بازتاب به عوامل زیر بستگی دارد:[۱]

    زاویه تابش
    پولاریزاسیون موج
    پارامترهای دو محیط

نمودار بازتاب آیینه‌ای

اگر موج تابش با زاویهٔ θi نسبت به خط عمود بر سطح مشترک دو محیط بتابد. بر اساس قانون اسنل موج منعکس‌شده با همین زاویه بازتابش می‌یابد.

شتاب‌دهنده حلقوی

شتاب‌دهندهٔ حلقوی یا سیکلوترون یکی از مهمترین ابزار آزمایشگاهی در زمینه فیزیک تجربی است و بزرگی یک کارخانه را دارد. شتاب‌دهنده حلقوی شتاب‌دهنده‌ای حلقه‌ای‌شکل برای ذرات باردار می‌باشد. علاوه بر انجام آزمایشهایی در زمینه فیزیک ذرات بنیادی از اشعه x تولید شده در شتابدهنده نیز می‌توان برای انجام آزمایشهای مختلف استفاده کرد .

محتویات

    ۱ پیشینه
        ۱.۱ محاسبه ویژگی‌های اشعه سیکلوترون
        ۱.۲ استفادهٔ گسترده از سیکلوترون
    ۲ طیف حاصل از سیکلوترون
    ۳ کاربردهای شتاب‌دهندهٔ حلقوی
        ۳.۱ کاربرد در اپتیک
        ۳.۲ کاربرد در طیف‌سنجی
    ۴ جستارهای وابسته
    ۵ منابع

پیشینه
محاسبه ویژگی‌های اشعه سیکلوترون

ویژگی‌های اشعه سیکلوترون اولین بار توسط روس‌ها در سال ۱۹۴۴ و سپس توسط آمریکایی‌ها در سال ۱۹۴۵ محاسبه شد. اما این اشعه به طور تجربی در سال ۱۹۴۷ به وسیله ماشینی کوچک با تولید ۷۰ مگا الکترون ولت تولید شد.
استفادهٔ گسترده از سیکلوترون

با وجود کشف اشعه سیکلوترون در سال ۱۹۴۷ بیش از بیست سال طول کشید تا در روسیه ژاپن آمریکا فرانسه آلمان و انگلستان از آن به طور گسترده استفاده شود.
طیف حاصل از سیکلوترون

طیف حاصل از سیکلوترون طیفی پیوسته است که انرژی‌های بالا در محدوده طیفی از امواج میلی‌متری تا اشعه ایکس را شامل می‌شود.
کاربردهای شتاب‌دهندهٔ حلقوی
کاربرد در اپتیک

از پرتو ایکس حاصل از سیکلوترون در فیزیک استفاده بسیار می‌شود از جمله در اپتیک از مقدار تغییرات حرارتی حاصل از برخورد این پرتو با سطح آینه‌ها می‌توان طبق پراش براگ به مقدار تغییرات انعکاس آینه‌ها در اثر تغییر ضخامت لایه‌های عناصر به کار رفته در آینه‌ها پی‌برد.
کاربرد در طیف‌سنجی

از دیگر کاربردهای سیکلوترون در طیف‌سنجی است. به عنوان مثال می‌توان طیف فلوئورسانس حاصل از سیکلوترون را در طیف‌سنجی بررسی کرد و به خواص فیزیکی اجسام گوناگون پی‌برد.

پت-سی تی

پت-سی‌تی (به انگلیسی: PET-CT)[۱] تلفیقی است از فناوری مقطع‌نگاری رایانه‌ای و مقطع‌نگاری با نشر پوزیترون.

محتویات

    ۱ تاریخچه
    ۲ طرز کار
    ۳ روند تصویربرداری از بیمار
    ۴ جستارهای وابسته
    ۵ پیوند به بیرون
    ۶ منابع و پانویس‌ها

تاریخچه

سیستمهای پت-سی تی اول بار توسط دیوید تاونسند (David Townsend) که در آن زمان در دانشگاه ژنو اقامت داشت، و نیز رونالد نات (Ronald Nutt) از شرکت CPS Innovations در شهر ناکسویل، تنسی پایه ریزی شدند. در سال ۱۹۹۸ نخستین سیستم آزمایشی برای ارزیابی بالینی توسط انستیتو ملی سرطان ایالات متحده آمریکا و در مرکز درمانی دانشگاه پیتسبورگ نصب گردید. در سال ۲۰۰۱ نخستین سیستم پت-سی تی وارد بازار گردید و سه سال بعد چیزی حدود ۴۰۰ دستگاه در سرتاسر جهان نصب گردیده شد.[۲]

این سیستمها به حدی رایج شده اند که امروزه پت اسکن تنها دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرد بلکه بصورت ممزوج با سی تی (بصورت هایبریدی) ساخته و فروخته میشوند.
طرز کار

سیستم‌های پت-سی‌تی به طور همزمان[۳] تصاویر کارکردی و کالبدشناختی از بیمار اخذ می‌کنند. بنابراین، می‌توان از هر دو دستگاه به صورت پیاپی در یک جلسه تصویربرداری از بیمار تصاویری تهیه کرد و آن‌ها را در یک تصویر روی هم سوار کرد (co-registered). تصویربرداری کارکردی توسط PET ، که توزیع مکانی متابولیک یا فعالیت‌های بیوشیمیایی در بدن را استخراج می‌کند، می‌تواند با دقت خوبی تنظیم شوند و با تصاویر کالبدشناسی بدست آمده از اسکن CT همبستگی پیدا کنند. حال بازسای تصاویر به صورت دو و سه بعدی می‌تواند از طریق موارد مربوط به کارهای نرم آفزاری و پیش پردازش‌ها و هم چنین سیستم کنترلی مورد استفاده بدست آید.

PET-CT با افزودن دقت مکان کالبدشناسی به تصاویر کارکردی، باعث تحول انقلابی در بسیاری از جنبه‌های تشخیصی پزشکی شده‌است. به عنوان مثال، سرطان شناسی، تصمیم‌گیری در جراحی، پرتو درمانی و شناسایی مراحل سرطان تحت تاثیر امکانات فراهم شده توسط PET-CT رشد سریعی داشته‌اند، تا بدانجا که بسیاری از فرایندهای تصویربرداری و مراکز آن‌ها به تدریج دستگاههای قدیمی PET را با PET-CT جایگزین کرده‌اند. با وجود اینکه دستگاههای ترکیبی هزینه قابل توجهی دارند، از مزیت فراهم ساختن عملکرد هر دو در حین بررسی و تصویربرداری برخوردار است، در واقع این به معنی برخورداری از امکانات دو دستگاه در یک دستگاه است.

تنها مانع انتشار گسترده‌تر PET-CT دشواری و هزینه تولید و انتقال رادیوداروهای مورد استفاده برای تصویربرداری PET است، که دارای عمرکوتاهی هستند (به عنوان مثال، نیمه عمر ماده رادیواکتیو فلور-۱۸ که برای دنبال کردن متابولیسم گلوکز استفاده می‌شود --با استفاده ازfluorodeoxyglucose-- تنها دو ساعت است) تولید این رادیوایزوتوپ نیاز به یک شتاب دهنده حلقوی بسیار گران قیمت و هم چنین خط تولید رادیو داروها دارد.[۴].
روند تصویربرداری از بیمار

چگونگی کار PET-CT در هنگام استفاده از نگاشت متابولیسم FDG به شرح زیر است:

    قبل از آزمایش، بیمار به مدت ۴ ساعت بایستی ناشتا باشد.
    در روز آزمایش، بیمار جهت کم کردن فعالیت‌های عضلانی که می‌تواند به صورت متابولیسم غیرعادی تفسیر شود، به مدت ۱۵ دقیقه دراز می‌کشد.
    یک تزریق داخل رگی با دز کم از 2-FDG یا 3-FDG تازه ساخته شده، که معمولاً در یکی از سیاهرک‌های دستها تزریق می‌شود. دز تزریق در بازه بین ۰/۱ تا ۰/۲ mCi/kg از وزن بدن است.
    بعد از دو یا سه ساعت، بیمار داخل دستگاه PET-CT قرار داده می‌شود. غالباً به صورت به پشت دراز کشیده‌است. در این حالت دست‌ها در دو طرف بدن در حال استراحت قرار داده می‌شوند یا اینکه در بالای سر قرار می‌گیرند. این موقعیت بستگی به ناحیه مورد بررسی دارد.
    در ابتدا تخت اتوماتیک سر را به داخل گنتری می‌برد و یک توپوگرام توسط تیوب اشعه X ثابت شده در موقعیت فوقانی تهیه می‌شود، که آن را نمای دیده‌بانی می‌نامند و نوعی مقطع سجیتال مسطح از کل بدن است.
    اپراتور از کنسول کامپیوتری PET-CT برای شناسایی بیمار و بررسی ، محدود کردن محدوده‌های فوقانی و تحتانی اسکن بدن در نمای دیده‌بانی و انتخاب پارامترهای اسکن و شروع دوره تصویربرداری استفاده می‌کند، که همگی بدون مداخله انسانی انجام می‌شود.
    تصویر توموگرام اشعه x از بیمار بدست می‌آید.
    حال بیمار در داحل گنتری PET به طور اتوماتیک حرگت داده می‌شود. این گنتری به ورت موازی با گنتری CT قرار داده شده‌است و برش‌های PET بدست می‌آید.
    حال بیمار می‌تواند از دستگاه خارج شود و ترم افزارهای دستگاه PET-CT بازسازی و تنظیم تصاویر PET و CT را شروع می‌کنند.

یک اسکن کامل از بدن، که معمولاً از میانه ران تا به بالای سر است، ۵ تا ۴۰ دقیقه، وابسته به پروتکل‌های تصویربرداری و تکنولوژی تجهیزات به کار رفته، طول می‌کشد. تومورهای با متابولیسم بالا به صورت پیکسل و یا وکسل‌هایی که به صورت رنگهای ساختگی کد می‌شوند برروی تصاویر CT کد شده به صورت خاکستری نشان داده می‌شوند. مقادیر جذب استاندارد توسط نرم‌افزار برای هر ناحیه با متابولیسم بالا در تصویر شناسایی شده، محاسبه می‌شود. با وجود اینکه تصوربرداری کارکردی تخمین کالبدشناسی دقیقی از محدوده آن مشخص نمی‌کند ، این عمل یک کمی سازی برای اندازه تومور ایجاد می‌کند. دز FDG مورد نیاز برای انجام ۵-۴ آزمایش به طور روزانه در دو یا چند نوبت در روز، توسط سازنده‌های این مواد به محل تصویربرداری می‌رسد.

سی‌تی اسکن

مقطع‌نگاری رایانه‌ای یا برش‌نگاری رایانه‌ای یا توموگرافی رایانه‌ای (به انگلیسی: Computed Tomography) یا به اصطلاح سی‌تی اِسکَن، روشی نوین است که در علوم تشخیصی در فیزیک پزشکی کاربرد تحقیقاتی و درمانی فراوانی دارد.

در این روش، کالبد انسان یا دیگر جانوران به صورت لایه‌به‌لایه برانداز (اسکن) می‌شود و بدین ترتیب بخش‌های درونی بدن نیز برای پزشکان قابل رؤیت می‌گردد.

امروزه فناوری سی‌تی‌اسکن در بیمارستان‌ها و مراکز پژوهشی در سرتاسر دنیا (از جمله در ایران) کاربرد وسیع دارند[۱]

محتویات

    ۱ مقدمه
    ۲ پیشینه
    ۳ نسل‌ها
    ۴ ساختار و طرز کار
    ۵ انواع
        ۵.۱ مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترون (EBCT)
        ۵.۲ مقطع‌نگاری رایانه‌ای با آشکارسازهای چند-ردیفی (MDCT)
        ۵.۳ مقطع‌نگاری رایانه‌ای با اشعه مخروطی (CBCT)
        ۵.۴ مقطع‌نگاری رایانه‌ای با دو انرژی (DSCT)
        ۵.۵ سیستمهای ترکیبی
        ۵.۶ مقطع‌نگاری رایانه‌ای با آشکارسازهای تخت (FDCT)
    ۶ نگارخانه
    ۷ کاربردهای غیر پزشکی
    ۸ جستارهای وابسته
    ۹ منابع
    ۱۰ پیوند به بیرون

مقدمه
OpacCompos.jpg

تصویر برداری سی تی یا سی تی اسکن یا توموگرافی کامپیوتری (به فارسی: مقطع نگاری رایانه‌ای) استفاده از اشعه ایکس در ارتباط با الگوریتم‌ها و محاسبات کامپیوتری به منظور ایجاد تصویر از بدن می‌باشد. در سی تی، یک تیوب یا لوله تولید کننده اشعه ایکس، در مقابل یک دتکتور (آشکارساز) این اشعه قرار داده شده، و با کمک حلقه‌ای که به صورت یک دستگاه و به شکل چرخشی در اطراف بیمار حرکت می‌کند، تصویر کامپیوتری مقطعی به صورت برش یا مقطع عرضی تولید می‌نماید. سی تی در سطح آگزیال یا محوری است که تصویر به دست می‌دهد، در حالی که تصویرهای مقطع کرونال (تاجی) و ساژیتال (سهمی) را می‌توان به وسیله بازسازی‌های کامپیوتری ارائه کرد.

عوامل رادیوکنتراست یا مواد حاجب اغلب در سی تی برای توصیف بهتر آناتومی مورد استفاده واقع می‌شوند. گرچه رادیوگرافی قادر به تولید و ارائهٔ تفکیک پذیری فضایی بالاتری است، اما در عوض سی تی می‌تواند اطلاعات بیشتری را در مورد تغییرات دقیق و ظریف مربوط به میرایی پرتو ایکس تشخیص دهد. در ضمن سی تی بیمار را در معرض تابش اشعهٔ یونیزان بیشتری در مقایسه با رادیوگرافی قرار می‌دهد. در سی تی نوع اسپیرال با آشکارسازهای زیاد (مولتی دتکتور) از چند ردیاب یا آشکارساز بهره گیری می‌شود. در این نوع ۸ ، ۱۶، یا ۶۴ ردیاب یا آشکارساز در طول حرکتی پیوسته و مستمر از بیمار، از طریق تابش پرتو تصویر به دست می‌آورند که حاصل تصاویری عالی و با جزئیات بسیار ظریف در زمان بررسی کمتر می‌باشد.

با تجویز سریع کنتراست وریدی در طی سی تی اسکن این جزئیات دقیق تصویری را می‌توان بازسازی سه بعدی ۳D نمود و بدین ترتیب تصاویری از کاروتید، شریان مغزی و کرونری، یا به صورت سی تی آرتریوگرافی و سی تی آنژیوگرافی حاصل نمود. سی تی اسکن است تست انتخابی در تشخیص برخی از شرایط اضطراری و اورژانس مانند خونریزی مغزی، آمبولی ریه (لخته‌ای که موجب انسداد در عروق ریه‌ها شود)، دایسکشن آئورت یا همان پارگی سرخرگ آئورت (پاره شدن دیواره آئورت)، آپاندیسیت، دیورتیکولیت، و سنگ کلیه می‌باشد. با ادامهٔ پیشرفتها و بهبود مداوم در تکنولوژی(فناوری) سی تی اسکن، از جمله سریعتر شدن زمان تصویربرداری و بهبود رزولیشن یا وضوح و تفکیک پذیری تصاویر، دقت و کارایی این روش به طور چشمگیری افزایش یافته و در نتیجه از سی تی اسکن به میزان بیشتری در تشخیص‌های پزشکی استفاده می‌شود.

نخستین دستگاه سی تی اسکن (سی تی اسکنر) که به لحاظ تجاری قابل بهره برداری بود، توسط سر گادفری هانسفیلد در آزمایشگاه مرکزی تحقیقات EMI واقع در بریتانیای کبیر به سال ۱۹۷۲ اختراع گردید. حقوق قانونی EMI متعلق به شرکت توزیع آثار موسیقی گروه بیتل‌ها (بیتلز) بود که منافع آن به بودجه پژوهشی اختصاص می‌یافت. سر گادفری هانسفیلد و آلن مک لود مک کورمک به خاطر اختراع مشترکشان یعنی سی تی اسکن، جایزه نوبل پزشکی در سال ۱۹۷۹ را برنده شدند. نخستین دستگاه سی تی یا همان سی تی اسکنر نیز، به سال ۱۹۷۲ در کلینیک میو در روچستر واقع در مینسوتا نصب گردید.
پیشینه
شماتیک ساختار یک پویشگر سی‌تی نسل اول از نوع EMI. این پویشگرها فقط از سر مقطع‌نگاری می‌کردند.
۱. تیوپ مولد اشعه ایکس
۲. آشکارساز مرجع
۳. بدنه دهانه
۴. آب
۵. بالشتک ضربه‌گیر
۶. یک جفت آشکارساز
۷. محل قرار گرفتن سر
۸. پلاستیک نرم

پایه‌های ریاضی مقطع‌نگاری کامپیوتری به اوایل قرن بیستم باز می‌گردد. کاربرد عملی این روش در دهه ۶۰ میلادی بنیان گذارده شد. در سال ۱۹۶۳، آلن کرماک از دانشگاه تافتز از افرادی بود که نخستین بار نظریه یک سیستم سی تی اسکن را مطرح کرد. اما عملاً اولین اسکنر تجارتی در سال ۱۹۷۲ توسط گودفری هاونسفیلد از آزمایشگاه EMI در انگلستان انجام گردید.[۲][۳]

یکای هاونسفیلد به افتخار هاونسفیلد نامگذاری گردید و در نهایت جایزه نوبل پزشکی سال ۱۹۷۹ به کرماک و هاونسفیلد جهت ابداع این سیستم اعطا گردید.

سالها بعد، سیستمهای سی تی از نوع پیچشی (یا مارپیچی)، توسط افرادی چون ویلی کالندار (willi kalendar) ابداع گردیدند.[۴]
نسل‌ها

در واقع، تکامل سیستمهای سی‌تی را میتوان بصورت زیر خلاصه کرد[۵]:

    نسل اول: سیستم‌های پرتو خطی (pencil beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت انتقال-دوران.
    نسل دوم: سیستم‌های پرتو بادبزنی باریک (narrow fan beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت انتقال-دوران.
    نسل سوم: سیستم‌های پرتو بادبزنی پهن (wide fan beam). حرکت منشا و آشکارساز هر دو بصورت دورانی. آغاز استفاده از فناوری حلقه‌های لغزنده (slip ring technology).
    نسل چهارم: سیستم‌های با حرکت دورانی منشا، اما با آشکارساز ساکن.
    نسل پنجم: سیستم‌های مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترونی
    نسل ششم: اضافه شدن حرکت مارپیچی یا اسپیرال (spiral). برای این نوع سیستم‌ها، گام (pitch) قابل تعریف است.
    نسل هفتم: استفاده از آرایه‌های آشکارساز چندردیفی (Multi Detector Array) معروف به MDCT.

امروزه پویشگرهای سی‌تی نسل هفتم بر اساس الگوی حرکتی سیستمهای نسل سوم کار می‌کنند، و سیستمهای نسل چهارم در واقع از رده خارج شدند. لذا منشا پرتوها و آشکارسازها هر دو حرکت دورانی دارند. همچنین با آمدن به بازار سی‌تی‌های نسل ششم و هفتم با آرایهٔ +۶۴ برش، سیستم‌های مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترونی تقریباً از صحنه حذف شده‌اند، و امروزه بیشتر فقط برای پژوهش کاربرد دارند.
ساختار و طرز کار
نمایی از داخل یک سی‌تی اسکن نسل هفتم.
T: منشا پرتو
R: جهت دوران
X: باریکهٔ پهن پرتوها
D: آرایه آشکارسازها

دستگاه متداولی که این روش را جهت تصویر برداری به کار می‌برد سی تی اسکن نام دارد و متشکل از تعداد انبوهی آشکار ساز کوچک از نوع شمارنده درخششی (Scintillator) است که بصورت چندین ردیف درون دستگاه قرار داده شده‌اند. اینها پرتوهای ایکس عبوری از درون بدن بیمار را آشکار سازی می‌کنند. سپس سیگنالهای دریافت شده بتوسط الگوریتم‌های مخصوصی همانند از نوع بازتابی فیلتر شده (filtered backprojection) و بازسازی تکراری (iterative reconstruction) تصویر را باز سازی می‌کنند. سیر تکاملی این دستگاه‌ها اغلب در هفت نسل توسعه (generation) بررسی می‌شود.

پیشرفت‌های اخیر در ساختمان دستگاه تصویر برداری، تکنولوژی آشکارسازی، آرایه‌های آشکارساز چندگانه و طراحی تیوب پرتوایکس، زمان اسکن را به کسری از ثانیه تقلیل داده است. کامپیوترهای مدرن قدرت محاسباتی ارائه می‌دهند که اجازه‌ی بازسازی عمده‌ی اطلاعات تصویر رابه صورت (real time) می‌دهد.

با وجود پیشرفتهای مکرر و زیادی که امروزه در صنعت سی تی اسکن‌ها مشاهده میشود، آرتیفکت در سی تی اسکن همچنان یکی از موضوعات مهم در کیقیت تصویر این سیستمها محسوب میگردد.
انواع
مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترون (EBCT)

    نوشتار اصلی: مقطع‌نگاری رایانه‌ای با پرتو الکترون


در این نوع مقطع‌نگاری رایانه‌ای که به EBCT موسوم گشت، از حرکت غیر مکانیکی منبع پرتوهای ایکس استفاده می‌شود. این سیستمها از یک حلقهٔ تنگستنی استفاده می‌شود که دید زاویهٔ ۲۱۰ درجه را پوشش می‌دهد، و در عوض از میادین الکترومغناطیسی برای انحنا دادن به پرتو به زاویه معینی استفاده می‌گردد.[۶]

این روش با پیشرفت سیستمهای MDCT امروزه تقریباً منسوخ شده است.
مقطع‌نگاری رایانه‌ای با آشکارسازهای چند-ردیفی (MDCT)

در قسم دیگر، منبع پرتوهای ایکس و میز (یا تخت بیمار) همزمان حرکت می‌کنند که به اخذ داده‌ها بصورت مارپیچ گونه (helical) می‌انجامد. این مد از مقطع‌نگاری رایانه‌ای امروزه بیشتر رایج است و مقطع‌نگاری رایانه‌ای با آشکارسازهای چند-ردیفی (MDCT) یا «مولتی اسلایس» (MSCT) نام دارد.

اخیراً این دستگاه‌ها با پت اسکن بصورت ترکیبی (پت-سی تی) وارد بازار شده‌اند. در این روش جدید( یعنی PET/CT)اطلاعات مربوط به فیزیولوژی و عملکرد(قابلیت PET) ، با اطلاعات مربوط به آناتومی (که CT با رزولوشن بالا در اختیارمان می گذاشت )، تلفیق شده و ارزش تصاویر نهایی در تشخیص،بسیار بالاست . مهمترین کاربرد های کلینیکی این روش :

مطالعه ی تومور (85%) دانش قلب شناسی (5%) عصب شناسی(10%) می باشند.

اما ترکیبات مشابه دیگر نیز، همانند سیستم‌های SPECT/CT نیز وجود دارند.[۷]
ویژگی     EBCT     MDCT
منبع پرتو ایکس     یک هدف پرتو الکترونی     یک تیوب پرتو ایکس چرخنده
آشکارساز     یک آشکارساز     چندین ردیف آشکارساز
هندسهٔ اسکن     هدف و آشکارساز هر دو ثابت     دهانه (gantry) چرخنده
وضوح زمانی[۸]     ۱۰۰ میلی ثانیه     ۲۵۰ میلی ثانیه
وضوح فضایی[۹]     (۰٫۸) (۰٫۸) (۲٫۵) میلیمتر مکعب     (۰٫۵) (۰٫۵) (۱٫۰) میلیمتر مکعب
پرتودهی     ۱٫۵ میلی سیورت     ۹ میلی سیورت
مقطع‌نگاری رایانه‌ای با اشعه مخروطی (CBCT)

    نوشتار اصلی: مقطع‌نگاری رایانه‌ای با اشعه مخروطی


این نوع سیستم‌ها را می‌توان در دنداپزشکی‌ها و آزمایشگاه‌ها دید.

دید بالایی-پایینی

دید بالایی-پایینی و یا صفحهٔ بالایی-پایینی و یا دید ویا صفحهٔ آکسیال (به انگلیسی: Transverse or axial view) در پزشکی صفحه ایست افقی که بدن و یا دید بدن را به قسمت‌های پایینی (inferior) و بالایی (superior) تقسیم می‌کند.[۱]

در حقیقت این دید همان دید مقطعی است که در اکثر تصویرگیری‌های سی‌تی‌اسکن دیده می‌شود. گاه به جای واژه "دید" در این موضوع از واژه‌های "برش" یا "مقطع" یا "صفحه" نیز استفاده می‌شود .

بیان حرکات در طب

حرکات اندامها و مفاصل در طب با واژگانی خاص بیان میشوند مانند :

1. خم شدن یا فلکسیون (Flexion) مانند خم شدن به جلو هنگام رکوع (فلکسیون ستون فقرات) یا مانند خم کردن زانو هنگام نشستن دو زانو (فلکسیون زانو) ؛

2. راست شدن یا اکستانسیون (extension) مانند صاف کردن زانو هنگام ایستادن (اکستانسیون زانو)

3. چرخیدن یا روتاسیون (روتاسیون خارجی و داخلی) (Rotation) مانند آنکه پاشنه پاها را به هم چسبانیم و نوک پا را دور کنیم (چرخش خارجی مفصل زانو)

4. ابداکسیون (Abduction) دور کردن اندام از محور بدن

5. اداکسیون (adduction) نزدیک کردن اندام به محور بدن

6. سوپیناسیون (supination) مانند چرخش ساعد به خارج

7. پروناسیون (Pronation) مانند چرخش ساعد به داخل

8. الواسیون (Elevation)

9. دپرسیون (depression)

10. اینورسیون (Inversion) عمل اینورشن هنگامی روی میدهد که بخواهیم سطح خارجی کف پا و انگشت کوچک پا را به زمین فشار دهیم، در این حالت کف پاها به سمت هم نگاه میکنند.

11.اورسیون (eversion) عمل اورشن هنگامی روی میدهد که بخواهیم سطح داخلی کف پا و مثلاً انگشت شست را به زمین فشار دهیم، در این حالت کف پا به سمت خارج نگاه میکند.

12. اپوزیسیون (opposion)
Body Movements II.jpg

محتویات

    ۱ انواع فلکسیون
    ۲ حرکات مفصل ران
    ۳ جستارهای وابسته
    ۴ منابع

انواع فلکسیون

عمل پلانتار فلکسیون هنگامی روی میدهد که مثلاً بخواهیم با پا پدال گاز را فشار دهیم. برعکس این عمل(فشردن پاشنه پا به زمین وبالا بردن انگشتان پا) را دورسی فلکسیون پا مینامند.

در دست نیز خم کردن دست از مچ به نحویکه کف دست به ساعد نزدیک شود را پالمار فلکسیون و برعکس آن را دورسال فلکسیون مینامند.
حرکات مفصل ران

حرکات مفصل ران در سه صفحه آناتومیکی عبارتنداز:

    خم کردن-راست کردن (فلکسیون-اکستانسیون) در صفحه ساژیتال
    دور کردن-نزدیک کردن (ابداکسیون-اداکسیون) در صفحه فرونتال (کرونال)
    چرخش داخلی-چرخش خارجی (اینترنال روتیشن-اکسترنال روتیشن) در صفحه عرضی (افقی)

میزان حداکثر دامنه حرکتی طبیعی مفصل ران در جهات مختلف:

    خم کردن: 130 درجه
    راست کردن: 20-15 درجه
    دور کردن: 45 درجه
    نزدیک کردن: 30 درجه
    چرخش به داخل: 40 -35 درجه
    چرخش به خارج: 45-40 درجه

ماهیچه خیاطه

ماهیچه خیاطه یا سارتوریوس (Sartorius muscle) از عضلات ناحیه قدامی ران است و از خار خاصره قدامی فوقانی استخوان لگن (Anterior superior iliac spine) شروع شده به ابتدای استخوان درشت‌نی متصل میشود. این عضله درازترین عضله بدن است و نام آن از کار خیاط بر روی صندلی هنگام خیاطی برداشته شده است.

ماهیچه خیاطه ابتدا جلوی ران ( ضلع خارجی مثلث رانی ) و سپس داخل ران ( سقف مجرای ادکتور ) حرکت کرده و نهایتاً به قسمت فوقانی سطح داخلی تیبیا در ناحیه پنجه غاز ( Pes Ancerinus) اتصال می یابد.

ناحیه پنجه غاز : در قسمت فوقانی سطح داخلی درشت‌نی سه عضله به صورت پنجه غاز از جلو به عقب اتصال دارد که عبارتند از : 1- سارتریوس 2– عضله نواری 3– ماهیچه نیم وتری

عصب : از شاخه قدامی عصب فمورال میباشد.

عمل : فلکسیون زانو و هیپ و لترال روتاسیون ران و مدیال روتاسیون ساق ، ابداکتور ضعیف مفصل ران.

عضله کشنده پهن نیام

عضله تنسور فاسیا لاتا یا (Tensor fasciae latae muscle) یکی از عضلات ناحیه قدامی ران است. از قسمت قدامی لبه خارجی ایلیاک کرست منشا گرفته بین عضلات گلوتئوس مدیوس و سارتوریوس سطح عمقی فاسیالاتا را تشکیل میدهد.

فاسیا لاتا همان فاسیای عمقی ران است . این فاسیا در خارج ران از استخوان لگن تا مفصل زانو ضخیم شده و به آن نوار ایلیوتیبیال گویند که عضله تنسور فاسیاها بین دو لایه این نوار در قسمت بالا قرار می گیرد.

عصب : از عصب گلوتئال فوقانی میباشد.

عمل : کشنده نوار ایلیو تیبیال فاسیا لاتا است و در تثبیت مفصل زانو و هیپ نقش دارد.

مفصل ران

مفصل ران یا مفصل هیپ (به انگلیسی: Hip joint) یک مفصل سینوویال از نوع گوی و کاسه‌ای [۱] است که از قرارگرفتن سر استخوان ران در داخل حفره استابولار (حفره حقه‌ای) استخوان هیپ (بی نام) ایجاد می‌گردد. این مفصل بزرگترین مفصل بدن پس از مفصل زانو است و از ویژگی‌های مهم آن، داشتن ثبات و تحرک توام است. [۲] مفصل ران در انتقال وزن بدن از کمربند لگنی به اندام‌های تحتانی نقش دارد.

محتویات

    ۱ ثبات مفصل ران
    ۲ حرکات مفصل ران
    ۳ وضعیت کپسول مفصلی
    ۴ رباط‌های مفصل ران
    ۵ بورس‌ها
    ۶ ماهیچه‌های مفصل ران
        ۶.۱ ماهیجه‌های خم کننده ران
        ۶.۲ ماهیچه‌های راست کننده ران
        ۶.۳ ماهیچه‌های دور کننده ران
        ۶.۴ ماهیچه‌های نزدیک کننده ران
        ۶.۵ ماهیچه‌های چرخاننده خارجی مفصل ران
        ۶.۶ ماهیچه‌های چرخاننده داخلی مفصل ران
    ۷ پانویس
    ۸ جستارهای وابسته
    ۹ منابع

ثبات مفصل ران

مفصل ران در مقایسه با مفصل شانه، دارای حرکات کمتر، ولی ثبات و پایداری بیشتری است. ثبات و استحکام مفصل ران جهت تحمل وزن بدن در فعالیت‌های روزمره لازم است. با این حال، مفصل ران که همانند مفصل شانه یک مفصل سینوویال از نوع گوی و کاسه‌ای است نیز دارای سه درجه آزادی حرکتی است که به معنای داشتن حرکات در هر سه صفحه سهمی (ساژیتال)، پیشانی (فرونتال) و عرضی (ترانسورس) است.

مفصل ران از دوقسمت استابولوم (حقه) و سر استخوان ران تشکیل می‌گردد و در میان مفاصل بدن به عنوان یک مفصل پایدار محسوب می‌شود. به طورکلی، عواملی که در ایجاد ثبات و استحکام این مفصل نقش دارند شامل موارد زیر است:

    عمیق بودن حفره استابولار (حقه‌ای)
    وجود رباط‌های قوی در اطراف مفصل ران
    وسعت و استحکام کپسول مفصلی
    زوایه طبیعی گردن استخوان ران با تنه فمور که در یک فرد بزرگسال حدود 120 الی 130 درجه‌است. این زاویه [۳] که باعث مایل قرارگرفتن گردن استخوان ران می‌گردد، یک عامل مهم تطابق با جهت رو به پایین استابولم است.

حرکات مفصل ران

حرکات مفصل ران در سه صفحه آناتومیکی عبارتنداز:

    خم کردن-راست کردن (فلکسیون-اکستانسیون) در صفحه ساژیتال
    دور کردن-نزدیک کردن (ابداکسیون-اداکسیون) در صفحه فرونتال (کرونال)
    چرخش داخلی-چرخش خارجی (اینترنال روتیشن-اکسترنال روتیشن) در صفحه عرضی (افقی)

میزان حداکثر دامنه حرکتی طبیعی مفصل ران در جهات مختلف:

    خم کردن: 130 درجه
    راست کردن: 20-15 درجه
    دور کردن: 45 درجه
    نزدیک کردن: 30 درجه
    چرخش به داخل: 40 -35 درجه
    چرخش به خارج: 45-40 درجه

وضعیت کپسول مفصلی

کپسول مفصلی در مفاصل سینوویال از دو لایه داخلی (بنام غشاء سینوویال) و خارجی (بنام کپسول لیفی) تشکیل می‌گردد.

کپسول لیفی مفصل ران، گسترده و قوی است. ضخامت و استحکام کپسول لیفی ران در جلو (قدام) بیشتر از طرف پشتی (خلفی) است. این کپسول در بالا به حاشیه حفره استابولار (حفره حقه‌ای) اتصال داشته، به طوری که در جلو، گردن استخوان ران (فمور) را احاطه می‌کند و به خط بین تروکانتری (خط اینترتروکانتریک) متصل می‌گردد. کپسول لیفی در عقب و پایین، بالاتر از ستیغ بین تروکانتری (اینترتروکانتریک) به گردن استخوان ران اتصال می‌یابد، بنابراین قسمتی از گردن ران در عقب، فاقد کپسول است.

غشاء سینوویال در سطح داخلی کپسول لیفی قرار دارد. این غشاء در مفصل ران، گردن استخوان ران را تا حدود غضروف مفصلی می‌پوشاند.
رباط‌های مفصل ران

رباط‌ها عناصری هستند که باعث ارتباط دو یا چند استخوان می‌گردند و در ایجاد ثبات مفاصل نقش دارند. این عناصر همچنین باعث تقویت کپسول مفصلی می‌گردند.

رباط‌های مفصل ران عبارتنداز:

    رباط خاصره‌ای رانی (ایلیوفمورال)
    رباط عانه‌ای رانی (پوبوفمورال)
    رباط ورکی رانی (ایسکیوفمورال)
    رباط سر استخوان ران (فمور) [۴] (رباط گرد)

بورس‌ها

بورس یک کیسه لیفی (فیبروز) حاوی مایع بوده که بین تاندون و استخوان یا پوست و استخوان و یا میان دو ماهیچه قرارمی گیرد. [۵] مهمترین نقش بورس‌ها کاهش میزان اصطکاک بین دو یا چند بافتی است که روی یکدیگر واقع می‌شوند. بنابراین، بورس‌ها در تسهیل حرکات نقش دادند.

بورس‌هایی که در اطراف مفصل ران قراردارند عبارتنداز:

    بورس تروکانتری [۶] (بورس تروکانتریک)
    بورس ورکی [۷] (بورس ایسکیال)
    بورس خاصره‌ای شانه‌ای [۸] (بورس ایلیوپکتینئال)

بورس‌ها ممکن است به دلیل ضربات وارده به آنها و یا تحت فشارهای طولانی مدت (استفاده بیش از انداره) ملتهب گردند که به این حالت بورسیت گفته می‌شود. بورسیت می‌تواند یک عامل درد ناحیه درگیر باشد.
ماهیچه‌های مفصل ران

ماهیچه‌هایی که روی مفصل ران اثر می‌گذارند را می‌توان به گره‌های زیر تقسیم بندی کرد:

    گروه خم کننده (فلکسور)
    گروه راست کننده (اکستانسور)
    گروه دور کننده (ابداکتور)
    گروه نزدیک کننده (اداکتور)
    گروه به خارج چرخاننده (اکسترنال روتاتور)
    گروه به داخل چرخاننده (اینترنال روتاتور)

ماهیجه‌های خم کننده ران

    ماهیچه ایلیوپسواس که شامل پسواس ماژور و ایلیاکوس (ماهیچه خاصره‌ای) است.
    ماهیچه مستقیم رانی (رکتوس فموریس)
    ماهیچه خیاطه (سارتوریوس)
    ماهیچه کشنده فاسیالاتا (تنسور فاسیالاتا)
    ماهیچه شانه‌ای (پکتینئوس)
    ماهیچه نزدیک کننده بلند (اداکتور لونگوس)

ماهیچه ایلیوپسواس، خم کننده اصلی مفصل ران است.
ماهیچه‌های راست کننده ران

    ماهیچه سرینی بزرگ (گلوتئوس ماگزیموس)
    ماهیچه نیم غشایی (سمی ممبرانوسوس)
    ماهیچه نیم وتری (سمی تندینوسوس)
    ماهیچه دوسر رانی (بایسپس فموریس)
    فیبرهای پشتی ماهیچه نزدیک کننده بزرگ (اداکتور ماگنوس)

ماهیچه سرینی بزرگ، راست کننده اصلی مفصل ران است.
ماهیچه‌های دور کننده ران

    ماهیچه سرینی میانی (گلوتئوس مدیوس)
    ماهیچه سرینی کوچک (گلوتئوس مینیموس)
    ماهیچه کشنده فاسیالاتا

دور کننده اصلی مفصل ران، ماهیچه سرینی میانی است.
ماهیچه‌های نزدیک کننده ران

    ماهیچه نزدیک کننده بلند (اداکتور لونگوس)
    ماهیچه نزدیک کننده بزرگ (اداکتور ماگنوس)
    ماهیچه نزدیک کننده کوتاه (اداکتور برویس)
    ماهیچه شانه‌ای (پکتینئوس)
    ماهیچه گراسیلیس

نزدیک کننده اصلی مفصل ران، ماهیچه اداکتور لونگوس است.
ماهیچه‌های چرخاننده خارجی مفصل ران

    ماهیچه سرینی بزرگ (گلوتئوس ماگزیموس)
    ماهیچه هرمی (پیریفورمیس)
    ماهیچه سدادی خارجی ( ابتوراتور اکسترنوس)
    ماهیچه سدادی داخلی (ابتوراتور اینترنوس)
    ماهیچه دوقلوی فوقانی (ژملوس سوپریور)
    ماهیچه دوقلوی تحتانی (ژملوس اینفریور)
    ماهیچه خیاطه (سارتوریوس)
    ماهیچه مربع رانی (کوادراتوس فموریس)
    فیبرهای پشتی ماهیچه سرینی میانی (گلوتئوس مدیوس)

ماهیچه‌های چرخاننده داخلی مفصل ران

    فیبرهای جلویی ماهیچه سرینی میانی (گلوتئوس مدیوس)
    ماهیچه سرینی کوچک ((گلوتئوس مینیموس)
    ماهیچه کشنده فاسیالاتا (تنسور فاسیالاتا)

استخوان ران

استخوان ران از بالا در ناحیه استابولوم با استخوان لگن و از انتها در ناحیه زانو با استخوانهای ساق پا و کشکک مفصل میشود. این استخوان بلندترین اندام در بدن انسان و در عین حال حجیم‌ترین و قوی‌ترین استخوان نیز هست.
آناتومی

استخوان ران انسان به طور میانگین ۴۸ سانتیمتر درازا و ۲٫۳۴ سانتیمتر قطر دارد و می‌تواند تا ۳۰ برابر وزن یک انسان بالغ را تحمل کند.[۱]

سر استخوان ران به شکل گرد و مدور بوده و حالت کروی دارد و به توسط قسمتی از استخوان به نام گردن استخوان ران به قسمت های پایینتر میچسبد. زاویه بین گردن و تنه استخوان ران مهم بوده و در بعضی بیماری ها تغییر میکند. این زاویه بطور طبیعی در حدود 125 درجه است. شکستگی گردن استخوان ران که اعلب در سنین بالا به دنبال استئوپورز دیده میشود اغلب نیاز به جراحی دارد.

در پایین تر از سر استخوان ران دو برجستگی دیگر به نام های تروکانتر بزرگ Greater trochanter و تروکانتر کوچک Lesser trochanter قرار دارند. این دو برجستگی محل اتصالات عضلات قوی اطراف مفصل ران هستند. در انتهای دیستال استخوان ما کوندیلهای داخلی وخارجی را داریم که در ناحیه زانو قرار دارند.