بیرینگ‌های دستگاه سی‌تی اسکن (قسمت اول: چالش‌ها)

تجهیزات پزشکی
دستگاه سی‌تی اسکن یا توموگرافی کامپیوتری

تصویربرداری سی‌تی (به اختصار سی‌تی) که به آن سی‌تی اسکن یا توموگرافی کامپیوتری نیز گفته می‌شود و ترجمه صحیح آن به فارسی مقطع‌نگاری رایانه‌ای است؛ امروزه به یکی از روش‌های پرکاربرد در تشخیص پزشکی تبدیل شده است. در این روش از اشعه ایکس و الگوریتم‌ها و محاسبات کامپیوتری به منظور ایجاد تصویر از بدن استفاده می‌شود. در سی‌تی، یک تیوب یا لوله تولیدکننده اشعه ایکس، در مقابل یک آشکارساز (دتکتور) این اشعه قرار داده می‌شود و با کمک حلقه‌ای که به صورت یک دستگاه و به شکل چرخشی در اطراف بیمار حرکت می‌کند، تصویر کامپیوتریِ مقطعی به صورت برش یا مقطع عرضی تولید می‌نماید.

اگر چه پایه‌های ریاضی مقطع‌نگاری کامپیوتری به اوایل قرن بیستم باز می‌گردد، کاربرد عملی این روش در دهه ۶۰ میلادی بنیان گذارده شده است. در سال ۱۹۶۳، آلن کرماک از دانشگاه تافتز از افرادی بود که نخستین بار نظریه یک سیستم سی‌تی اسکن را مطرح کرد. اما عملاً اولین اسکنر تجارتی در سال ۱۹۷۲ توسط گادفری هاونسفیلد از آزمایشگاه EMI در انگلستان ابداع گردید. سر گادفری هانسفیلد و آلن مک لود مک کورمک، به خاطر اختراع مشترکشان یعنی سی‌تی اسکن، برنده جایزه نوبل پزشکی سال ۱۹۷۹ شدند. نخستین دستگاه سی‌تی یا همان سی‌تی اسکنر نیز، به سال ۱۹۷۲ در کلینیک میو در روچستر واقع در مینه‌سوتا نصب گردید. از آن زمان تا کنون، هفت نسل از دستگاه‌های سی‌تی اسکن تولید شده‌اند.

دستگاه‌های سی‌تی اسکن در واقع ماشین‌های اشعه X دوار هستند. با چرخش منبع اشعه X و آشکارساز (که با زاویه ۱۸۰ درجه در مقابل یکدیگر قرار دارند) حول شیء مورد نظر، می‌توان تصویری سه بعدی از آن تهیه نمود. اگر چه قدیمی‌ترین و رایج‌ترین کاربرد دستگاه‌های سی‌تی اسکن در پزشکی است، ولی این دستگاه‌ها کاربردهای دیگری نیز دارند که از آن جمله می‌توان به اسکن چمدان‌های مسافران در فرودگاه‌ها اشاره نمود. علاوه بر این، دستگاه‌های سی‌تی اسکن در باستان‌شناسی و علم مواد کاربرد‌های فراوانی دارند. بزرگ بودن دهانه دستگاه سی‌تی اسکن برای اسکن  بارهای دارای اشکال نامتعارف در فرودگاه‌ها و بیماران دارای شرایط خاص از جمله بیماران دارای مشکل ترس از فضاهای تنگ و محدود (claustrophobia) ضروری است. بنابراین اغلب دستگاه‌های سی‌تی اسکن باید دهانه‌ای به قطر یک متر یا بیشتر داشته باشند.

همچنین این دستگاه‌ها در هر دور چرخش تنها از بخش کوچکی از شیء مورد نظر تصویرسازی می‌نمایند. بنابراین برای این که پروسه ساخت تصویر کامل، بیش از حد زمان‌بر نباشد، نیاز است که بخش دوار دستگاه با سرعت چند صد rpm دوران نماید.

تا کنون در دستگاه‌های سی‌تی اسکن بیشتر از بیرینگ‌های غلتشی استفاده ‌شده است. ولی این بیرینگ‌ها صدای نسبتاً بلندی تولید می‌کنند که آرامش بیمار را به هم می‌زند. همچنین اگر چه سرعت چرخش چند صد rpm در کاربردهای صنعتی، سرعت بالایی محسوب نمی‌شود، ولی با توجه به ابعاد بزرگ این بیرینگ‌ها و نیاز به حرکت با صدای کم در آن‌ها، چالش‌هایی را در پی دارد. راهکارهای مختلفی برای غلبه بر چالش‌های مذکور مطرح شده‌اند که در پست‌های بعدی به آن‌ها خواهیم پرداخت.

بیرینگ‌های دستگاه سی‌تی اسکن (قسمت دوم: کاهش میزان صدا)

bearingnet_blog