Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

CAT Scanner

Pemindai computed tomography (CT) atau computerized axial tomography (CAT) adalah alat pencitraan medis yang memberikan gambar yang jelas tentang struktur internal tubuh. Memanfaatkan berkas sinar x dan detektor radiasi, itu memasok data ke komputer, yang kemudian membangun gambar tiga dimensi. Pemindai CAT terdiri dari berbagai komponen elektronik kompleks, yang diproduksi oleh berbagai subkontraktor dan dirakit menjadi satu unit lengkap oleh produsen pemindai. Pertama kali dikembangkan pada awal 1970-an, peningkatan teknologi yang stabil telah membuat pemindai jenis ini menjadi perangkat diagnostik radiologis yang sangat berharga.

Sejarah

Penemuan pemindai CAT dimungkinkan oleh Wilhelm Roentgen, yang menemukan sinar-x pada tahun 1895. Sekitar waktu itu, berbagai ilmuwan sedang menyelidiki pergerakan elektron melalui peralatan kaca yang dikenal sebagai tabung Crookes. Roentgen ingin menangkap aksi elektron secara visual, jadi dia membungkus tabung Crookesnya dengan kertas foto hitam. Ketika dia menjalankan eksperimennya, dia melihat bahwa piring yang dilapisi dengan bahan fluorescent, yang kebetulan terletak di dekat tabung, berpendar atau bersinar. Ini tidak terduga karena tidak ada cahaya tampak yang dipancarkan dari tabung yang dibungkus. Setelah diselidiki lebih lanjut, ia menemukan bahwa memang ada semacam cahaya tak kasat mata yang dihasilkan oleh tabung ini, dan dapat menembus bahan seperti kayu, aluminium, atau kulit manusia.

Setelah penemuan awal ini, Roentgen dengan cepat menyadari pentingnya penemuannya untuk kedokteran. Dengan menggunakan sinar-x, ia memutuskan bahwa adalah mungkin untuk membuat gambar struktur di bawah kulit. Untuk tujuan ini ia menerbitkan x ray pertama, gambar tangan istrinya. Dia menerima hadiah Nobel pertama dalam fisika pada tahun 1901 untuk penemuan ini. Penggunaan sinar-x pertama yang didokumentasikan untuk diagnosis aktual di Amerika Serikat terjadi pada tahun 1896. Dr. Gilman Frost dan saudaranya, yang adalah seorang fisikawan, menggunakannya untuk menentukan tingkat keparahan cedera yang diderita oleh seorang anak laki-laki yang bermain ice skating. kecelakaan. Sinar-x ini diambil di laboratorium fisika Dartmouth College.

Sebagai bidang radiografi berkembang, teknologi x-ray terus meningkat. Salah satu keterbatasan utama sinar-x konvensional adalah kurangnya kedalaman; oleh karena itu banyak struktur internal yang ditumpangkan satu sama lain. Dengan bantuan komputer, para ilmuwan mengembangkan metode untuk memecahkan masalah ini. Salah satu metode tersebut adalah computed tomography (CT), atau computerized axial tomography (CAT). Pemindai CAT pertama ditunjukkan pada tahun 1970 oleh Godfrey Hounsfield dan Allen Cormack. Selama dua dekade berikutnya, kemajuan signifikan telah dibuat dalam desain pemindai, yang menghasilkan pemindai pencitraan berkualitas tinggi yang digunakan saat ini.

Latar Belakang

Pemindai CAT, seperti semua mesin sinar-x lainnya, menggunakan sinar-x untuk menghasilkan gambar struktur tubuh bagian dalam. Sinar X adalah jenis radiasi pengion yang mampu menembus bahan padat dengan derajat yang berbeda, tergantung kepadatan dan ketebalannya. Dalam radiologi konvensional, gambar dihasilkan dengan menempatkan detektor, seperti film fotografi, di belakang pasien dan kemudian mengarahkan seberkas sinar x ke arahnya. Radiasi melewati tubuh pasien dan berinteraksi dengan film. Karena sinar x yang mengenai film menghasilkan area gelap setelah diproses, struktur tubuh yang mudah ditembus oleh sinar x, seperti kulit, muncul sebagai area gelap. Struktur lain seperti otot, jaringan lunak, dan organ memungkinkan jumlah sinar x yang berbeda melaluinya dan muncul sebagai area abu-abu. Tulang, yang tidak memungkinkan sinar x melewatinya, muncul sebagai area putih terang.

Gambar yang dihasilkan oleh film sinar-x konvensional sering kabur karena banyak struktur internal yang tumpang tindih satu sama lain. Tomografi dikembangkan untuk mengurangi ketidakjelasan ini dan memungkinkan pencitraan area tertentu dalam tubuh. Metode tomografi awal melibatkan pergerakan simultan dari generator sinar-x dan film pendeteksi dalam arah yang berlawanan. Saat dua unit bergerak secara horizontal, hanya struktur tubuh yang terletak pada bidang geometris tertentu yang akan memungkinkan sinar x secara konsisten melewati detektor. Dengan cara ini, struktur ini muncul dengan jelas di film, sementara struktur di luar bidang diburamkan. Gambar yang dihasilkan oleh radiologi jenis ini sejajar dengan sumbu panjang tubuh.

Tomografi aksial terkomputerisasi dan tomografi transaksial terkomputerisasi mewakili bentuk tomografi konvensional yang lebih kompleks dan lebih baik. Gambar dihasilkan dengan memutar generator x-ray dan detektor di sekitar pasien dalam lingkaran. Jumlah radiasi sisa yang dilemahkan yang dipancarkan dari tubuh pada berbagai sudut diukur dan dikirim ke komputer alih-alih direkam langsung pada film. Komputer kemudian menjalankan serangkaian algoritme kompleks untuk merekonstruksi gambar, yang kemudian dapat ditampilkan di monitor. Tidak seperti tomografi konvensional, citra yang dihasilkan oleh computerized transaxial tomography merupakan penampang tubuh dan disebut citra transaksial karena tegak lurus terhadap sumbu panjang tubuh.

Sinar X disebut radiasi pengion karena mampu berinteraksi dengan dan mengubah jenis materi tertentu, seperti molekul dalam tubuh. Meskipun ini tentu saja merupakan risiko kesehatan yang signifikan bagi manusia, manfaat penggunaan sinar-x dalam pengobatan sangat banyak. Namun, perawatan dilakukan oleh pekerja di bidang medis untuk membatasi jumlah paparan terhadap diri mereka sendiri dan pasien.

Desain

Pemindai CAT terdiri dari tiga sistem utama, termasuk gantry, komputer, dan konsol operasi. Masing-masing terdiri dari berbagai subkomponen. Rakitan gantry adalah yang terbesar dari sistem ini. Itu terdiri dari semua peralatan yang berhubungan dengan pasien, termasuk penyangga pasien, sofa pemosisian, penyangga mekanis, dan rumah pemindai. Ini juga berisi jantung pemindai CAT, tabung sinar-x, serta detektor yang menghasilkan dan mendeteksi sinar-x.

Tabung sinar-x adalah jenis khusus dari dioda listrik tersegel vakum yang dirancang untuk memancarkan sinar-x. Ini terdiri dari dua elektroda, katoda dan anoda. Untuk menghasilkan sinar x, filamen di katoda diisi dengan listrik dari generator tegangan tinggi. Hal ini menyebabkan filamen memanas dan memancarkan elektron. Menggunakan daya tarik alami dan cangkir fokus khusus, elektron bergerak langsung menuju anoda bermuatan positif. Sinar X dipancarkan tanpa pandang bulu ketika elektron menumbuk anoda. Anoda, yang dapat berputar atau tidak, kemudian menghantarkan listrik kembali ke generator tegangan tinggi untuk menyelesaikan rangkaian. Untuk memfokuskan sinar x menjadi sinar, tabung sinar-x terkandung di dalam rumah pelindung. Rumah ini dilapisi dengan timah kecuali untuk jendela kecil di bagian bawah. Sinar x yang berguna dapat keluar dari jendela ini, sedangkan timah hitam mencegah keluarnya radiasi nyasar ke arah lain.

Tidak seperti perangkat radiologi lainnya, detektor dalam pemindai CAT tidak mengukur sinar x secara langsung. Mereka mengukur radiasi yang dilemahkan dari struktur tubuh karena interaksinya dengan sinar x. Salah satu jenis detektor adalah detektor ideal berisi gas. Ketika radiasi mengenai salah satu detektor ini, gas terionisasi dan tingkat radiasi dapat ditentukan.

Komputer dirancang khusus untuk mengumpulkan dan menganalisis masukan dari detektor. Ini adalah komputer berkapasitas besar yang mampu melakukan ribuan persamaan secara bersamaan. Kecepatan rekonstruksi dan kualitas gambar semuanya bergantung pada mikroprosesor komputer dan memori internal. SEBUAH Komputer cepat sangat penting karena sangat mempengaruhi kecepatan dan efisiensi pemeriksaan. Karena komputer sangat terspesialisasi, ia membutuhkan ruangan dengan lingkungan yang dikontrol secara ketat. Misalnya, suhu biasanya dipertahankan di bawah 68°F (20°C) dan kelembapan di bawah 30%.

Konsol operasi adalah pusat kendali utama pemindai CAT. Ini digunakan untuk memasukkan semua faktor yang terkait dengan pengambilan pemindaian. Biasanya, konsol ini terdiri dari komputer, keyboard, dan beberapa monitor. Seringkali ada dua konsol kontrol yang berbeda, satu digunakan oleh operator pemindai CAT, dan yang lainnya digunakan oleh dokter. Konsol operator mengontrol variabel seperti ketebalan potongan jaringan yang dicitrakan, gerakan mekanis sofa pasien, dan faktor teknik radiografi lainnya. Konsol tampilan dokter memungkinkan dokter untuk melihat gambar tanpa mengganggu operasi pemindai normal. Ini juga memungkinkan manipulasi gambar, jika ini diperlukan untuk diagnosis dan penyimpanan gambar untuk digunakan nanti. Untuk jenis penyimpanan data ini, tersedia pita magnetik atau floppy disk.

Desain pemindai CAT meningkat secara bertahap dari waktu ke waktu. Pemindai CAT asli menggunakan sinar x pensil tipis dan mengambil 180 bacaan, satu di setiap derajat rotasi di sekitar setengah lingkaran. Generator x-ray dan detektor bergerak secara horizontal untuk setiap pemindaian dan kemudian diputar satu derajat untuk melakukan pemindaian berikutnya. Dua detektor digunakan, sehingga dua gambar berbeda dapat dihasilkan dari setiap pemindaian. Kelemahan dari sistem ini adalah waktu pemindaian yang lama. Satu pemindaian bisa memakan waktu hingga lima menit. Desain ditingkatkan karena lebih banyak detektor ditambahkan dan sinar x-ray disebarkan menggunakan filter khusus. Ini secara signifikan mengurangi waktu pemindaian menjadi sekitar 20 detik. Perbaikan desain utama berikutnya menghasilkan penghapusan gerakan horizontal generator dan detektor, menjadikannya pemindai yang hanya berputar. Lebih banyak detektor ditambahkan dan dikelompokkan ke dalam larik detektor lengkung. Array detektor akhirnya dirancang untuk menjadi stasioner, dan waktu pemindaian yang dihasilkan dikurangi menjadi satu detik.

Bahan Baku

Berbagai macam bahan, seperti baja, kaca dan plastik, digunakan untuk membuat komponen pemindai CAT. Beberapa senyawa yang lebih khusus dapat ditemukan di sofa pasien, susunan detektor, dan tabung sinar-x. Sofa pasien biasanya terbuat dari serat karbon untuk mencegahnya mengganggu transmisi sinar x-ray. Pemindai CAT menggunakan teknologi sinar-X untuk membuat gambar tiga dimensi dari struktur internal tubuh. Gambar diperoleh dengan memutar generator x-ray dan detektor di sekitar pasien. Informasi ini dimasukkan ke dalam komputer, yang merekonstruksi gambar struktur tubuh dalam bidang fokusnya. Rangkaian detektor pemindai yang lebih modern menggunakan pelat tungsten, substrat keramik, dan gas xenon. Tungsten juga digunakan untuk membuat katoda dan target berkas elektron dari tabung sinar-x. Bahan lain yang ditemukan dalam tabung adalah Pyrex. kaca, tembaga, dan paduan tungsten. Di banyak bagian sistem pemindai CAT, timbal dapat ditemukan, yang mengurangi jumlah radiasi berlebih.

Manufaktur
Proses

Pembuatan pemindai CAT biasanya merupakan perakitan berbagai komponen yang dipasok oleh produsen luar. Proses berikut membahas bagaimana komponen utama diproduksi.

Komponen perakitan gantry

Konsol kontrol dan komputer

Perakitan akhir

Kontrol Kualitas

Seperti semua peralatan elektronik, tes kontrol kualitas merupakan bagian penting dari manufaktur pemindai CAT. Produsen pemindai biasanya mengandalkan pemasok mereka untuk melakukan tes kualitas dasar pada komponen yang masuk. Ketika bagian-bagian pemindai dirakit, inspeksi visual dan listrik dilakukan di seluruh proses untuk mendeteksi kekurangan. Selain spesifikasi kualitas yang ditetapkan oleh produsen, Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat (FDA) memiliki peraturan yang mewajibkan produsen untuk melakukan tes kontrol kualitas tertentu. Contoh pengujian ini meliputi uji kalibrasi tabung sinar-x, uji mekanis meja pasien, dan uji standarisasi keluaran visual.

Masa Depan

Penelitian untuk pemindai CAT masa depan difokuskan pada empat tujuan dasar, termasuk produksi gambar berkualitas lebih baik, mengurangi jumlah paparan radiasi pasien, mengoptimalkan algoritme rekonstruksi komputer, dan meningkatkan desain pemindai CAT. Berbagai metode untuk mencapai tujuan ini telah dicoba. Untuk meningkatkan kualitas gambar, beberapa pemindai menggabungkan gerakan unik tabung sinar-x, detektor, atau keduanya. Yang lain mengubah posisi pasien. Pemindai yang lebih cepat sedang dikembangkan untuk mengurangi waktu paparan pasien. Berbagai jenis algoritma komputer telah dikembangkan untuk berbagai pemeriksaan. Pemindai CAT masa depan kemungkinan akan menggabungkan sebagian besar perkembangan baru ini, bersama dengan tabung sinar-x yang terus berputar dan detektor untuk memberikan prosedur pencitraan yang paling jelas dan paling aman.


Proses manufaktur

  1. Kelas Pemindai Java
  2. Pemindai Skimmer Pompa Gas
  3. Pemindai/Organizer Kartu Perdagangan
  4. Pemindai Tubuh Gelombang Milimeter Definisi Tinggi
  5. Mengumumkan 'Panduan Pembeli Pemindai Kode Batang'
  6. Panduan Anda untuk Shop.Cat.Com
  7. Perjanjian CVA Mana yang Tepat untuk Saya?
  8. Manfaat Layanan Peralatan Cat®
  9. Memulai My.Cat.com
  10. Pengambilan keranjang mata