بررسی دستگاه CBCT , مشکلات آنها

بررسی دستگاه CBCT , مشکلات آنها:

دستگاه CBCT یا Cone Beam Computed Tomography (توموگرافی کامپیوتری با پرتو مخروطی)، نوعی سی‌تی اسکن سه‌بعدی تخصصی است که عمدتاً در دندانپزشکی، فک و صورت، و گاهی گوش‌ و حلق‌ و بینی (ENT) استفاده می‌شود.

در ادامه به‌صورت جامع توضیح می‌دهم : 

■ تعریف کلی:

CBCT دستگاهی است که با استفاده از پرتو ایکس (X-ray) و حسگر مسطح دیجیتال، تصاویری سه‌بعدی با جزئیات بالا از ساختارهای استخوانی و بافت‌های سخت ایجاد می‌کند. برخلاف سی‌تی‌اسکن معمولی که پرتو را به‌صورت فنّی (fan-beam) می‌تاباند، در CBCT پرتو به‌شکل مخروطی (cone-beam) تابیده می‌شود — از این‌رو نام آن گرفته شده است.

□ کاربردهای CBCT در دندانپزشکی:

• کاشت ایمپلنت (Implant planning) — ارزیابی تراکم استخوان، موقعیت عصب‌ها، و زوایای فک.

• ارتودنسی (Orthodontics) — بررسی وضعیت دندان‌های نهفته و روابط فکی.

• اندودنتیکس (Root canal treatment) — تشخیص ریشه‌های اضافی، شکستگی‌ها یا عفونت‌های اطراف ریشه.

• جراحی فک و صورت — برنامه‌ریزی دقیق برای جراحی‌های پیچیده.

• ارزیابی سینوس‌ها و مفصل گیجگاهی‌فکی (TMJ)

• بررسی تومور‌ها یا ضایعات استخوانی 

● مزایای دستگاه CBCT:

• وضوح بالا و تصویر سه‌بعدی دقیق

• دوز تابش کمتر نسبت به CT معمولی

• امکان چرخش و مشاهده از زوایای مختلف

• قابل استفاده در مطب دندانپزشک

• زمان تصویربرداری کوتاه 

● معایب یا محدودیت‌ها:

• مناسب برای بررسی بافت‌های نرم نیست (مثل مغز یا عضلات)

• همچنان از پرتو X استفاده می‌کند → باید با احتیاط در کودکان و زنان باردار به‌کار رود

• نیاز به نرم‌افزارهای تخصصی برای تفسیر دارد 

● برندها و مدل‌های معروف دستگاه CBCT:

• Planmeca ProMax 3D

• Carestream CS 9600

• Vatech Pax-i3D

• NewTom VGi evo

• Sirona Orthophos SL 3D

بیایید دقیق‌تر بررسی کنیم که ساختار (اجزای فیزیکی) و عملکرد (نحوه‌ی کار) دستگاه CBCT چگونه است. 

○ ۱. ساختار دستگاه CBCT

دستگاه CBCT معمولاً از چند بخش اصلی تشکیل شده است 

۱.۱ منبع پرتو ایکس (X-ray Source)

• همان لامپ تولید پرتو ایکس است.

• برخلاف سی‌تی‌اسکن معمولی که پرتو را به شکل باریک فنّی می‌تاباند، در CBCT پرتو به شکل مخروطی (Cone-shaped beam) از منبع خارج می‌شود.

• این پرتو در یک چرخش کامل اطراف سر بیمار تابانده می‌شود. 

۱.۲ آشکارساز (Flat Panel Detector)

• مقابل منبع پرتو قرار دارد.

• از نوع Flat Panel (صفحه تخت دیجیتال) است که پرتوهای عبوری از بدن را دریافت و به سیگنال دیجیتال تبدیل می‌کند.

• معمولاً از مواد سیلیسیوم (a-Si) یا سزیم یدید (CsI) ساخته می‌شود. 

۱.۳ سیستم چرخان (Gantry)

• بخش اصلی دستگاه که منبع پرتو و آشکارساز روی آن نصب شده‌اند.

• این قسمت در یک دور کامل ۳۶۰ درجه یا چرخش جزئی ۱۸۰ تا ۲۷۰ درجه اطراف سر بیمار حرکت می‌کند.

• بیمار در مرکز چرخش (FOV = Field of View) قرار می‌گیرد. 

۱.۴ صندلی یا محل قرارگیری بیمار

• بسته به مدل دستگاه، بیمار ممکن است ایستاده، نشسته یا درازکش باشد.

• موقعیت دقیق سر بیمار با تکیه‌گاه‌ها و لیزرهای تنظیم‌کننده ثابت می‌شود تا در طول چرخش تکان نخورد. 

۱.۵ رایانه و نرم‌افزار بازسازی تصویر

• داده‌های خام (Projection data) از آشکارساز دریافت و در کامپیوتر ذخیره می‌شوند.

• سپس با الگوریتم‌های ریاضی خاص (مثل Filtered Back Projection یا Feldkamp-Davis-Kress - FDK algorithm) بازسازی و به تصویر سه‌بعدی تبدیل می‌شوند.

• نرم‌افزار به دندان‌پزشک اجازه می‌دهد تصاویر را در سه نما (Axial, Coronal, Sagittal) و به‌صورت سه‌بعدی ببیند.

■ ۲. عملکرد دستگاه CBCT (مراحل کار) 

مرحله ۱: آماده‌سازی بیمار

• بیمار روی صندلی قرار می‌گیرد، سر در محل مشخص قفل می‌شود.

• اشیای فلزی (مثل گوشواره یا عینک) برداشته می‌شوند تا تداخل نکنند.

مرحله ۲: تابش پرتو

• دستگاه در یک دور کامل (یا نیم‌دور) اطراف سر می‌چرخد.

• در طول این چرخش، صدها تا هزاران پرتودهی و تصویربرداری از زوایای مختلف انجام می‌شود (مثلاً ۲۰۰ تا ۶۰۰ نما). 

مرحله ۳: جمع‌آوری داده‌ها

• آشکارساز تمام پرتوهایی که از بدن عبور کرده‌اند را به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل می‌کند.

• داده‌ها به‌صورت خام در رایانه ذخیره می‌شوند. 

مرحله ۴: بازسازی سه‌بعدی (Reconstruction)

• با الگوریتم‌های ریاضی (مثل FDK) داده‌های دوبعدی به حجم سه‌بعدی تبدیل می‌شوند.

• نتیجه: یک مدل سه‌بعدی دقیق از استخوان‌ها، دندان‌ها و ساختارهای فک و صورت. 

مرحله ۵: نمایش و تحلیل تصویر

• نرم‌افزار CBCT امکان:

• اندازه‌گیری فاصله‌ها و زاویه‌ها

• بررسی تراکم استخوان

• برش‌های لایه‌ای در هر جهت (Axial / Coronal / Sagittal)

• مدل سه‌بعدی قابل چرخش و بزرگ‌نمایی

■ ۳. عملکرد فنی در بازسازی تصویر (به‌صورت ساده)

• پرتوها از سر بیمار عبور کرده و شدتشان کاهش می‌یابد.

• هر پرتو مقدار جذب‌شدگی در مسیر خود را ثبت می‌کند.

• نرم‌افزار با ترکیب تمام مسیرها، مقدار جذب در هر نقطه‌ی سه‌بعدی را تخمین می‌زند.

• حاصل، یک حجم وکسل (Voxel) سه‌بعدی از ساختار داخلی فک و دندان‌هاست.

■ ۴. ویژگی‌های تصویربرداری CBCT

• وضوح فضایی بالا (تا ۰٫۰۷ میلی‌متر در برخی مدل‌ها)

• دوز تابش پایین‌تر از CT

• FOV (Field of View) متغیر (کوچک برای ناحیه خاص یا بزرگ برای کل فک)

• امکان نمایش سه‌بعدی واقعی (3D rendering)

در این بخش، به‌صورت دقیق و ساده توضیح می‌دهم:

• نحوهٔ کار دستگاه CBCT (گام‌به‌گام)

• مشکلات رایج در عملکرد یا استفاده از CBCT

• راه‌حل‌های پیشنهادی برای هر مشکل

 ۱. نحوه کار دستگاه CBCT (مکانیزم عملکرد)

عملکرد CBCT را می‌توان در چند مرحله خلاصه کرد 

 مرحله ۱: آماده‌سازی و موقعیت‌دهی بیمار

• بیمار روی صندلی یا تخت مخصوص می‌نشیند یا می‌ایستد.

• با کمک لیزرهای نشانه‌گیر، سر بیمار دقیقاً در مرکز میدان دید (FOV) قرار می‌گیرد.

• حرکت بیمار با تکیه‌گاه چانه، پیشانی یا گیره سر محدود می‌شود تا در حین چرخش دستگاه ثابت بماند.

 مرحله ۲: تابش پرتو ایکس مخروطی

• لامپ پرتو ایکس (X-ray tube) یک پرتو مخروطی‌شکل به سمت ناحیه مورد نظر (مثلاً فک) می‌فرستد.

• این پرتو در حین چرخش دستگاه به‌صورت پیوسته از زوایای مختلف تابیده می‌شود (معمولاً ۱۸۰ تا ۳۶۰ درجه).

 مرحله ۳: ثبت تصاویر خام (Projection Images)

• آشکارساز دیجیتال تخت (Flat Panel Detector) مقابل لامپ قرار دارد و پرتوهای عبوری را از هر زاویه ثبت می‌کند.

• در هر اسکن، چندصد تصویر دوبعدی (Projection) از زوایای مختلف گرفته می‌شود.

مرحله ۴: بازسازی تصویر سه‌بعدی

• نرم‌افزار دستگاه با الگوریتم‌های ریاضی (مثل Feldkamp–Davis–Kress) داده‌ها را ترکیب می‌کند.

• هر نقطه از فک و صورت به یک وُکسل (Voxel) سه‌بعدی با شدت جذب خاص تبدیل می‌شود.

• حاصل، یک مدل سه‌بعدی دقیق از استخوان‌ها و دندان‌هاست.

???? مرحله ۵: تحلیل و تفسیر

• تصاویر به‌صورت برش‌های Axial، Coronal، Sagittal و Render سه‌بعدی نمایش داده می‌شوند.

• دندان‌پزشک می‌تواند فاصله‌ها، تراکم استخوان، زاویه ریشه، محل عصب و… را اندازه بگیرد.

در ادامه، مشکلات رایج دستگاه CBCT و راه‌حل‌های پیشنهادی آن‌ها را به‌صورت متنی و منظم برایت آورده‌ام : 

⚠️ مشکلات رایج دستگاه CBCT و  راه‌حل‌های آن :

1. حرکت بیمار در حین تصویربرداری

مشکل:

اگر بیمار در حین چرخش دستگاه حتی کمی حرکت کند، تصویر تار یا موج‌دار می‌شود و وضوح از بین می‌رود.

راه‌حل:

• استفاده از گیره‌های مخصوص برای ثابت نگه داشتن سر.

• آموزش به بیمار برای بی‌حرکت ماندن.

• استفاده از دستگاه‌هایی با زمان اسکن کوتاه‌تر (۳۰ ثانیه یا کمتر). 

2. آرتیفکت فلزی (Metal Artifact)

مشکل:

وجود فلز (مانند ایمپلنت، ترمیم آمالگام، ارتودنسی یا زیورآلات) موجب ایجاد خطوط و سایه‌های درخشان یا تیره در تصویر می‌شود.

راه‌حل:

• پیش از اسکن، بیمار باید تمام وسایل فلزی مانند گوشواره، عینک و پروتز متحرک را بردارد.

• استفاده از نرم‌افزارهای کاهش آرتیفکت (Metal Artifact Reduction – MAR).

• تنظیم پارامترهای تابش برای کاهش شدت پرتو از فلز. 

3. دوز بالای تابش در اسکن‌های بزرگ

مشکل:

انتخاب میدان دید (FOV) بزرگ‌تر از نیاز، باعث تابش غیرضروری و افزایش خطر پرتوگیری می‌شود.

راه‌حل:

• همیشه کوچک‌ترین FOV ممکن را انتخاب کنید (فقط ناحیه مورد بررسی).

• تنظیم ولتاژ (kV) و جریان (mA) متناسب با حجم ناحیه موردنظر.

• رعایت اصل ALARA (As Low As Reasonably Achievable) — یعنی کمترین دوز ممکن برای بیشترین اطلاعات. 

4. خطای موقعیت‌دهی (Misalignment)

مشکل:

اگر بیمار در مرکز میدان دید قرار نگیرد یا زاویه سر اشتباه باشد، تصویر ناقص یا کج خواهد شد.

راه‌حل:

• استفاده دقیق از نشانگرهای لیزری دستگاه.

• بررسی موقعیت بیمار در صفحه نمایش پیش از شروع تصویربرداری.

• آموزش اپراتور برای تنظیم صحیح محورهای عمودی و افقی. 

5. نویز یا افت کیفیت تصویر

مشکل:

تصاویر ممکن است به دلیل تنظیمات اشتباه یا اشکال در آشکارساز، نویزدار یا کم‌کیفیت باشند.

راه‌حل:

• تنظیم صحیح پارامترهای تابش (kV، mA، زمان تابش).

• بررسی تمیزی آشکارساز و لنزها.

• در صورت تکرار، بررسی سرویس یا تعمیر آشکارساز دیجیتال. 

6. خطاهای نرم‌افزاری یا بازسازی سه‌بعدی ناقص

مشکل:

در برخی موارد، بازسازی سه‌بعدی ناقص انجام می‌شود یا داده‌ها دچار اعوجاج هستند.

راه‌حل:

• استفاده از نرم‌افزار اصلی و به‌روز دستگاه.

• بررسی کامل داده‌های خام قبل از بازسازی.

• تکرار بازسازی با الگوریتم مناسب یا انجام مجدد اسکن در صورت نیاز. 

7. گرم شدن بیش از حد تیوب پرتو ایکس

مشکل:

استفاده پی‌درپی و بدون استراحت از دستگاه باعث افزایش دما و کاهش عمر تیوب می‌شود.

راه‌حل:

• رعایت فاصله زمانی بین هر اسکن طبق دستورالعمل سازنده.

• تهویه مناسب محل نصب دستگاه.

• انجام سرویس دوره‌ای برای بررسی وضعیت تیوب. 

8. خطای کالیبراسیون

مشکل:

عدم کالیبراسیون منظم باعث بروز خطا در ابعاد و تراکم تصویر می‌شود.

راه‌حل:

• انجام کالیبراسیون با فانتوم (Phantom) به‌صورت منظم (روزانه یا هفتگی).

• تماس با شرکت خدمات‌دهنده برای بررسی و تنظیم دوره‌ای دستگاه. 

9. ناتوانی در نمایش بافت نرم

مشکل:

CBCT برای بافت‌های نرم (عضله، پوست، عصب) مناسب نیست و کنتراست کافی ندارد.

راه‌حل:

• در مواردی که بررسی بافت نرم لازم است، از CT یا MRI استفاده شود.

• استفاده از CBCT فقط برای بررسی استخوان‌ها، دندان‌ها و ساختارهای سخت. 

10. خطا در تفسیر تصاویر

مشکل:

اگر اپراتور یا پزشک تفسیر تخصصی تصاویر CBCT را بلد نباشد، ممکن است نتایج نادرست گرفته شود.

راه‌حل:

• گذراندن دوره‌های تخصصی تفسیر CBCT برای دندان‌پزشکان و تکنسین‌ها.

• استفاده از نرم‌افزارهای تفسیر با ابزار اندازه‌گیری دقیق.

◇ نتیجه‌گیری

دستگاه CBCT ابزار بسیار دقیقی برای تصویربرداری سه‌بعدی از فک و دندان است، اما مانند هر سیستم پیچیده‌ای مشکلاتی دارد.

با تنظیمات درست، آموزش اپراتور، کالیبراسیون منظم و سرویس دوره‌ای می‌توان بیشتر این مشکلات را به‌راحتی برطرف کرد و بهترین کیفیت تصویر را به دست آورد.

○ ۳. نکات بهینه‌سازی عملکرد CBCT

• تنظیم درست FOV → فقط ناحیه موردنظر را اسکن کنید تا دوز کاهش یابد.

• کالیبراسیون منظم → هر هفته با فانتوم (Phantom) بررسی دقت ابعادی انجام دهید.

• آموزش کاربر (اپراتور) → آشنایی با اصول تابش، موقعیت‌دهی بیمار، و تنظیمات تصویر.

• نگهداری و سرویس دوره‌ای → تمیز کردن آشکارساز، بررسی لامپ X-ray و تهویه.

• بروزرسانی نرم‌افزار → نسخه‌های جدید معمولاً الگوریتم‌های کاهش نویز و آرتیفکت بهتری دارند. 

○ جمع‌بندی کوتاه:

• CBCT با تابش مخروطی X-ray و چرخش ۳۶۰ درجه، مدل سه‌بعدی دقیقی از فک و دندان‌ها تولید می‌کند.

• مشکلات متداول شامل حرکت بیمار، آرتیفکت فلزی و خطای موقعیت است.

• راه‌حل‌ها شامل تثبیت بیمار، کاهش FOV، استفاده از فیلتر MAR و نگهداری منظم دستگاه است.

دوره آموزش تعمیر تجهیزات پزشکی

آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات بیمارستانی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات دندانپزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات آزمایشگاهی

گروه سهند اولین مرکز آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی در ایران

@sahandbme