วันจันทร์ที่ 25 กรกฎาคม พ.ศ. 2554

::: เครื่อง x-ray :::

X-ray machine ใช้หลักการพื้นฐานของรังสี X-ray ทะลุผ่านวัตถุที่ต้องการตรวจสอบ ให้รังสีมาตกกระทบที่แผง Detector  จากนั้นนำคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงไปของรังสีหลังจากที่ได้ผ่านวัตถุแล้วมาประมวลผล จากนั้นส่งเข้าไปยังส่วน Super Computer ประสิทธิภาพสูงคำนวณผลพร้อมจำลองรูปทรงของวัตถุแสดงผลที่หน้าจอคอมพิวเตอร์ต่อไป


how x-ray work

ราคา  : เครื่องละประมาณ 1 ล้านบาท


เครื่องเอ็กซ์เรย์ระบบดิจิตอล(DR/Digital Radiography) 

วิธีการ คือการรับรังสีเอ็กซ์จากการฉายภาพแล้วมีอุปกรณ์ที่เรียกว่าScintillator แปลงรังสีเอ็กซ์เป็นแสงในช่วง Visible light จากนั้นจะมี Photodiode แปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณดิจิตอล และส่งต่อให้ CCD สร้างเป็นภาพถ่าย




Fully digital X-ray system







คุณลักษณะของระบบ DR ได้แก่

·            สร้างภาพถ่ายในเวลาน้อยกว่า 1 นาทีได้โดยตรงจากการฉายรังสีเอ็กซ์ไม่ต้องผ่านขบวนการล้างเหมือนฟิล์มเอ็กซ์เรย์หรือการนำ Imaging Plate ไปอ่านด้วยแสงเลเซอร์เหมือน CR/Computed Radiography
·            ภาพดิจิตอลมีความคมชัดและสามารถใช้ software ปรับให้มีความคมชัดมากขึ้นจากการปรับความเข้มของแสง ปรับ Contrast สามารถขยายภาพ และวัดความยาวและมุมของภาพในส่วนที่มีความสนใจ
·            ใช้ปริมาณรังสีเอ็กซ์ในการถ่ายน้อยลงกว่าเดิม
·            สามารถส่งภาพถ่ายเอ็กซ์เรย์ที่ได้ทางอินเตอร์เน็ตเพื่อการปรึกษาหรือประชุมทางการแพทย์
·            ภาพถ่ายเอ็กซ์เรย์ในรูปแบบดิจิตอลจะมีความคมชัดแม้เวลาผ่านไปไม่เหมือนการถ่ายลงบนฟิล์ม


ข้อดีของการใช้ DR
      ประหยัดค่าใช้จ่าย
      เพิ่มประสิทธิภาพ
      เจ้าหน้าที่รังสีเทคนิคและผู้ป่วยได้รับรังสีน้อยลง



ราคา : เครื่องละ 15-20 ล้านบาท






credit :
http://th.wikipedia.org/
http://www.medinterthailand.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=538851689&Ntype=1
http://www.youtube.com

::: เครื่อง CT SCAN :::



เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (Computed Tomography or CT Scan) เป็นเครื่องมือที่ช่วยแพทย์ค้นหาความผิดปกติที่เกิดขึ้นในร่างกาย โดยเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์จะฉายรังสี X รอบๆ ร่างกายเรา ซึ่งต่างจากเครื่องเอกซเรย์ธรรมดาที่ทำการฉายรังสีร่างกายเพียงด้านใดด้าน หนึ่ง เมื่อเครื่องหมุน 1 รอบ รังสี X ที่ทะลุผ่านร่างกายจะทำการบันทึกภาพอวัยวะภายในไว้เป็นจำนวนมาก จากนั้นจึงนำภาพที่ได้มาสร้างเป็นภาพ 3 มิติ ที่มีรายละเอียดชัดเจน เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์จะช่วยให้แพทย์ตรวจพบว่าผิดปกติในร่างกายที่ เครื่องเอกซเรย์ธรรมดาไม่สามารถตรวจพบได้ เช่น เซลล์มะเร็ง หรือเนื้องอก จึงช่วยให้แพทย์สามารถวินิฉัยโรคได้แม่นยำมากขึ้น





CT Scanner How it Works





ไฟล์:CtOrthor.gifเครื่อง CT สแกนจะประกอบไปด้วยวงแหวนขนาดใหญ่ และมีเตียงวางผู้ป่วยอยู่ตรงกลาง หลอดกำเนิดรังสีเอกซ์หลายชุดจะวางเรียงกันบนวงแหวน และมีหัววัดรังสีเอกซ์วาง อยู่ด้านตรงข้ามอีกด้านหนึ่งของผู้ป่วย ลำแสงรังสีเอกซ์รูปพัดจะถูกปล่อยออกมาขณะที่หลอดเอกซเรย์ และหัววัดถูกหมุน ไปรอบ ๆ ตัวผู้ป่วยที่นอนนิ่งอยู่ตรงกลาง เป็นการเก็บภาพเอกซเรย์จากมุมที่แตกต่างกันรอบร่างกายของผู้ป่วย เมื่อการหมุนแต่ละรอบเสร็จสิ้น ภาพตัดขวางหนึ่งภาพก็จะถูกสร้างขึ้น ซึ่งในการสแกนด้วยเครื่องซีทีจะไม่มีการบันทึก ภาพที่ได้แต่ละภาพลงบนแผ่นฟิล์ม แต่จะนำภาพเหล่านี้มาสร้างเป็นภาพตัดขวาง 2 มิติโดยใช้คอมพิวเตอร์ ภาพที่ได้ จะถูกเรียกว่าtomogram และเมื่อเอาภาพตัดขวางเหล่านี้หลาย ๆ ชิ้นมาวางซ้อนกันก็จะสามารถสร้างภาพ 3 มิติ ของโครงสร้างร่างกายและอวัยวะภายในได้ ดังนั้น CT scan จึงหมายถึง การบันทึกภาพตัดขวางของร่างกายในระดับที่ ต่างกันนั่นเอง หากยังจินตนาการไม่ออก ก็ให้ลองนึกถึงขนมปังลูกเกดที่ถูกหั่นเป็นแถว ๆ เมื่อเราดึงขนมปังออกมาเพียง หนึ่งแผ่น ก็จะเห็นว่ามีลูกเกดติดอยู่บริเวณใดบ้างบนแผ่นขนมปังนั้น


ราคา : เครื่องประมาณ 10 ล้านบาท

ประโยชน์ของ CT SCAN
ด้วยความสามารถในการสร้างภาพที่มีส่วนประกอบของเนื้อเยื่อ กระดูก และระบบหลอดเลือดอยู่รวมกัน จึงทำให้ CT scan มีความสำคัญในการวินิจฉัยโรค และให้รายละเอียดแก่แพทย์ได้เกือบทุกส่วนของร่างกาย ตั้งแต่ศีรษะจรดปลายเท้า ไม่ว่าจะเป็นโรคเกี่ยวกับหัวใจและหลอดเลือด โรคกระดูก การได้รับอุบัติเหตุ และการแพร่กระจายของโรคมะเร็ง ซึ่งนอกจากการใช้งานทางการแพทย์แล้ว CT scan ยังสามารถนำมาใช้ในการตรวจสอบวัสดุต่าง ๆ โดยไม่ทำลาย(nondestructive materials testing) ตัวอย่างเช่น โครงการ DigiMorph ของมหาวิทยาลัยเท็กซัส ประเทศสหรัฐอเมริกาที่ได้ใช้ประโยชน์จากเครื่อง CT scan ในการศึกษาตัวอย่างทางชีววิทยาและธรณีวิทยา เช่น ซากฟอสซิลและหิน นอกจากนี้ ที่น่าสนใจไม่น้อยคือการใช้ศึกษามัมมี่เพื่อจำลองรูปหน้าจากโครงกะโหลกศีรษะ  



โทษของ CT SCAN
หากพิจารณาในมุมกลับกัน ความเสี่ยงนี้อาจจะไม่มาก หากผู้ป่วยนั้นกำลังมีอาการเจ็บป่วยร้ายแรงหรืออยู่ในระยะที่อาจ ถึงแก่ชีวิตได้ทุกเมื่อและจำเป็นต้องทำ CT scan ในอวัยวะที่ต้องการจริง ๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลมาประกอบการรักษาหรือ หาทางช่วยชีวิต เช่น การได้รับอุบัติเหตุรุนแรงที่ศีรษะ หรือการตรวจดูการแพร่กระจายของมะเร็งในช่องท้อง แต่การทำ CT scan ทั่วร่างกายเพื่อค้นหาสาเหตุของโรคที่อาจหลบซ่อนหรือค้นหามะเร็งในระยะแรกเริ่มในบุคคลที่ยังมีสุขภาพดีอยู่ อาจเกิดผลเสียมากกว่าประโยชน์ที่จะได้รับ ยิ่งได้รับการสแกนบ่อยครั้งเท่าไร ความเสี่ยงระยะยาวในอนาคตในการเกิด โรคมะเร็งจากการได้รับรังสีก็ยิ่งเพิ่มมากขึ้น ทั้งนี้ผู้ที่ต้องการทำ CT scan ก็ต้องตัดสินใจกันเอาเองว่าความเสี่ยงอันไหน มีมากกว่ากัน ระหว่างโรคที่กำลังเป็นอยู่ หรือโรคมะเร็งที่อาจเกิดหรือไม่เกิดขึ้นก็ได้ในอีก 10 หรือ 20 ปีข้างหน้า และมะเร็งที่เกิดขึ้นอาจจะไม่เกี่ยวข้องกับการทำ CT scan ที่ผ่านมาเลยก็ได้ ในอีกแง่หนึ่งหากความเสี่ยงนี้มีจริง บริษัทประกันชีวิตและสุขภาพคงต้องคิดหนักถึงภาระที่ต้องรับผิดชอบในอนาคต ซึ่งผู้ที่ต้องทำ CT scan ควรจะได้ทราบข้อมูลเหล่านี้เอาไว้



cone beam CT 



โคนบีมคอมพิวเตดโทโมกราฟฟีเป็นวิธีการถ่ายภาพรังสีวิธีหนึ่ง ภาพรังสีที่ได้สามารถแสดงความสัมพันธ์ของโครงสร้างที่ต้องการศึกษาได้ในทั้ง 3 ระนาบและสามารถนำไปสร้างเป็นภาพ 3 มิติในขณะที่ภาพรังสีโดยทั่วไปไม่สามารถทำได้ภาพรังสี 





3D Cone Beam CT Scan










::: หลักการทำงานของกล้องดิจิตอล :::

กลไกการทำงานของ กล้อง DSLR ( Digital Single-Lens Reflect ) Single Lens แปลออกมาตรงตัวได้ว่าเลนส์เดี่ยว นั่นก็คือกล้องที่มีเลนส์เพียงตัวเดียว ส่วนคำว่า Reflect นั้นเกิดขึ้นมาจากกระจกสะท้อนภาพอันหนึ่งซึ่งวางอยู่ด้านหน้าเซนเซอร์รับภาพ ซึ่งจะทำหน้าที่สะท้อนแสงที่ผ่านเข้ามาทางเลนส์ขึ้นสู่ช่องมองภาพ (Viewfinder)ให้เรามองเห็นกัน 



กล้อง DSLR (Digital Single-Lens Reflect


เมื่อแสงลอดผ่าน Lens (1) เข้ามาแล้วก็จะวิ่งไปชนเข้ากับกระจกสะท้อนภาพ (Reflected Mirror) (2) หักเหแสงที่ได้ขึ้นสู่ด้านบน ผ่าน Focusing Screen (6) (ถ้าเพื่อนๆนึกภาพไม่ออกว่า Focusing Screen คืออะไร .. ลองถึงถึงภาพเวลาที่เรามองผ่าน Viewfinder แล้วจะเห็นเป็นจุดโฟกัส 3 จุดมั่ง 10 จุดมั่ง แล้วแต่รุ่นของกล้อง จุดที่เรามองเห็นเหล่านั้นล่ะครับ เกิดมาจากลวดลายบนเจ้า Focusing Screen นี่เอง)  ทีนี้แสงที่สะท้อนขึ้นมามันก็จะพุ่งขึ้นสู่ด้านบน แล้วทำยังไงล่ะ เราถึงจะเห็นภาพผ่าน Viewfinder (8)ได้ .. เค้าก็คิดค้นสิ่งหนึ่งขึ้นมาเรียกว่า Pentaprism (7) เพื่อหักเหแสงอีกทีนึงเข้าสู่ Viewfinder และด้วยระบบนี้เราจะเห็นได้ว่า ภาพที่มองเห็นตอนเล็งผ่าน Viewfinder นั้น มันก็คือภาพภาพเดียวกับที่เลนส์มองเห็นเลย ตรงนี้มีประโยชน์มากๆสำหรับการจัดองค์ประกอบภาพ ทำให้ความคลาดเคลื่อนมีน้อยลง (กล้องบางชนิดที่มีช่องมองภาพด้านบน แต่ไม่ใช่ DSLR ภาพที่เรามองเห็น จะเป็นภาพที่มองทะลุกระจกมองภาพออกไปเฉยๆ ไม่ใช่ภาพที่สะท้อนขึ้นมาจากเลนส์ ทำให้การจัดองค์ประกอบอาจมีการผิดเพี้ยนได้)


หลักการทำงานของกล้องดิจิตอล คือ เมื่อทำการถ่ายภาพภาพที่ถ่ายจะไปตกบน CCD หรือ CMOS ในกล้องดิจิตอลส่วนใหญ่นั้นจะใช้ CCD ซึ่งเป็นอุปกรณ์รับภาพที่ประกอบด้วยเซลล์ไวแสงจำนวนมาก โดยเซลล์เหล่านี้จะทำหน้าที่แปลงภาพซึ่งเป็นสัญญาณ Analog ไปเป็นสัญญาณ Digital โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า ATD ( Analog to digital converter) จากนั้นจึงเข้าสู่กระบวนการตรวจสอบความคมชัดของภาพและทำการบีบอัดเพื่อลดพื้นที่ในการจัดเก็บภาพ ก่อนจะส่งไปเก็บที่หน่วยความจำ ของกล้อง ดังนั้นยิ่งกล้องมีเซลล์ใน CCD (Charge Coupled Device) มากเท่าไร ภาพที่ได้ก็จะยิ่งมีความละเอียดมากขึ้นเท่านั้น 
         
สำหรับ CCD (Charge Coupled Device) ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความไวต่อแสงหรืออาจเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าอิมเมจเซ็นเซอร์ และมีความสำคัญเกี่ยวกับความละเอียดของภาพที่ได้จากการถ่ายรูปด้วยกล้องดิจิตอล เนื่องจากยิ่ง CCD มีพื้นที่ในการรับภาพมากเท่าไรความละเอียดของภาพที่ได้ก็จะสูงมากขึ้นเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันราคาของกล้องก็จะสูงขึ้นเช่นเดียวกัน กล้องดิจิตอลส่วนใหญ่จะมี CCD เพียง1 ตัวและใช้ฟิลเตอร์เพื่อกรองแสง ซึ่งแตกต่างจากกล้องวิดีโอดิจิตอลที่มี CCD ถึง 3 ตัวเพื่อทำหน้าที่รับแสงให้ครบทั้ง 3 สี คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ( RGB ) 


ตัวรับภาพ CCD ที่บันทึกได้นั้นเรียกว่า Bit Depth หรือ ค่าความชัดลึก กล้องดิจิทัลทั่วไปสามารถบันทึกค่าความลึกได้ที 24 บิต เช่น กล้องที่ใช้ฟิลเตอร์ RGB  จะมีค่าความลึกอย่างละ 8 บิต ได้แก่ R=8 บิต G=8 บิต B=8 บิต ก็จะได้ค่าความลึกที่ 24 บิต โดยจะเรียกค่าความละเอียด ความละเอียดของภาพจากกล้องดิจิทัล หมายถึง จำนวนพิกเซล  (Pixel) ที่อยู่บนตัวรับภาพทั้งหมด เช่น 5 ล้านพิกเซล, 4.1 ล้านพิกเซล และ 3.34 ล้านพิกเซล  จำนวนพิกเซลที่มากจะ หมายถึงความคมชัดของภาพที่จะมีความคมชัดมากขึ้นตามไปด้วย เนื่องจากสามารถบันทึกรายละเอียด ของภาพได้มากขึ้น  ความละเอียดของภาพหรือพิกเซล เป็นการนำจุดที่เป็นสีหลายสี หลาย ๆ จุดมาต่อกันให้ได้เป็นภาพออกมา หากมองโดยทั่วไปจะไม่เห็นความแตกต่างว่าภาพเหล่านั้นมี จุดจำนวนมากต่อกันอยู่ ในทางทฤษฎีเรียกภาพกราฟฟิกเรียกภาพแบบนี้ว่า ภาพแบบ Raster หมายถึงภาพที่นำเอาเม็ดสีจำนวนนับหมื่นนับแสนมาเรียงต่อกันแล้วเกิดเป็นรูป และเมื่อขยายภาพเหล่านั้นออกมาจะพบว่ามีเม็ดสีจำนวนมากเรียงกันอยู่ 



::: CCD and CMOS image SENSOR :::




               CCD และ CMOS คือ 2 เทคโนโลยีชิปเซ็นเซอร์สำหรับการจับภาพในระบบดิจิตอล โดยภายในชิปจะประกอบด้วยเซ็นเซอร์ไวแสงทำหน้าที่เป็นตัวรับแสงที่เข้ามา ซึ่งก็จะอยู่ในรูปแบบสัญญาณอนาล็อก แล้วเปลี่ยนค่าแสงนั้น ซึ่งเป็นสัญญาณแบบอนาล็อก ไปเป็นสัญญาณแบบดิจิตอล




รูป CCD
รูป CMOS



CCD

        CCD ย่อมาจาก Charge Coupled Device เป็น Sensor ที่ทำงานโดยส่วนที่เป็น Sensor แต่ละพิกเซล จะทำหน้าที่รับแสงและเปลี่ยนค่าแสงเป็นสัญญาณอนาล็อก ส่งเข้าสู่วงจรเปลี่ยนค่าอนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอลอีกที


วงจรเซนเซอร์ CCD

  




CMOS
               
        CMOS ย่อมาจาก Complementary Metal Oxide Semiconductor เป็นเซ็นเซอร์แสงที่พัฒนามาจากเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำ ภายในชิปจะมีเซ็นเซอร์เล็กๆ จัดเรียงกันอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งภายในเซ็นเซอร์นั้นจะมีส่วนที่หน้าที่รับแสง และส่วนที่ทำหน้าที่เป็น converter แปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณดิจิตอลอยู่ในเซ็นเซอร์ตัวเดียวกัน ทำให้สัญญาณที่ออกจากตัวเซ็นเซอร์ CMOS จึงเป็นสัญญาณดิจิตอลเลย




วงจรเซนเซอร์ CMOS


สรุป

        สรุปง่ายๆคือ CMOS จะมีวงจรแปลงสัญญาณแสงในแต่ละพิกเซลเลย ส่วน CCD ตัวรับแสงจะรับแสงอย่างเดียว และจะส่งค่าที่ได้ออกมาให้วงจรที่มีหน้าที่แปลงสัญญาณอีกที


ข้อเปรียบเทียบ


ข้อเปรียบเทียบ
CCD
CMOS
ต้นทุนการผลิต
สูงกว่า

ความไวแสง(ถ้าขนาดพื้นที่เท่ากัน)
สูงกว่า

ความเร็วในการทำงาน

เร็วกว่า
คุณภาพของภาพที่ได้
มากกว่า

สัญญาณรบกวนภาพ
น้อยกว่า

ช่วงของความยาวคลื่นที่รับได้
กว้างกว่า

พลังงานที่ใช้

น้อยกว่า

       
        จะเห็นว่า CCD ได้เปรียบ CMOS ในเรื่องคุณภาพภาพที่ได้ ขณะที่ CMOS ได้เปรียบในเรื่องความเร็วและการใช้พลังงานน้อยกว่า ซึ่งการที่ CCD ใช้พลังงานมากกว่า ทำให้เกิดคามร้อนสะสมสูงกว่า CMOS อันเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตสูงขึ้น พัฒนาให้สามารถผลิต CCD ที่ใช้พลังงานต่ำลง ยืดอายุการใช้งานได้มากขึ้น จึงสามารถมองข้ามข้อจำกัดนี้ไปได้

          ในทางกลับกันด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันก็สามารถพัฒนาเซ็นเซอร์ CMOS ให้มีคุณภาพภาพที่ดีขึ้นเทียบเท่าหรือเหนือกว่า CCD ก็ได้ แต่จะมีความซับซ้อนมากกว่า เนื่องจากต้องเพิ่มชิปขึ้นมาอีกเพื่อช่วยในการลด noise ลงและทำให้แปลงสัญญาณได้ดีขึ้น ซึ่งหมายความว่าจะมีต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นด้วยนั่นแหละครับ จึงไม่เป็นที่นิยมกัน

          นอกจากนี้ CCD ยังมีข้อได้เปรียบ CMOS อีกเรื่องหนึ่งคือ เรื่องความแข็งแรงของสัญญาณ ด้วยเหตุที่ว่า CCD มี noise ต่ำกว่า CMOS สัญญาณที่มารบกวนน้อยกว่า จึงมีความแข็งแรงของสัญญาณมากกว่า สามารถส่งผ่านไปได้ในระยะที่ไกลได้มากกว่า โดยที่ยังรักษาคุณภาพของภาพเอาไว้ได้ หรือพูดง่ายๆ ว่ากล้อง CCD สามารถเดินสายสัญญาณได้ไกลกว่ากล้อง CMOS โดยที่ยังรักษาคุณภาพของภาพเอาไว้ได้ โดยไม่ต้องอาศัยอุปกรณ์เสริมใดๆ มาช่วย

          อย่างไรก็ตาม ถ้าเปรียบมวยกันแบบตัวต่อตัวที่เทคโนโลยีทั้ง 2 แบบนี้แล้ว ตอนนี้ก็ยังกินกันไม่ลง เพราะในบางส่วนของอุตสาหกรรมก็ได้เล็งเห็นถึงคุณประโยชน์ของเซ็นเซอร์แต่ละแบบแตกต่างกัน และได้เอามาพัฒนาให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธภาพทัดเทียมกัน ยกตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมกล้องถ่ายรูปดิจิตอล ที่มีผู้ผลิตค่ายใหญ่บางค่ายเลือกใช้ CCD บางค่ายก็เลือกใช้ CMOS เป็นต้น แต่ถ้าเอามาเทียบรุ่นกันในอุตสาหกรรมกล้องวงจรปิดแล้วล่ะก็ ตอนนี้ CCD ก็ยังมาแรงครองใจทั้งผู้ผลิตและผู้ใช้งานอยู่