Các cách phân loại trên chỉ có tính chất tơng đối để định hớng phạm vi ứng dụng của máy theo nhu cầu và môi ờng khác nhau, Tuỳ theo nhu cầu ứng dụng mà một máy Xquang có thể thuộc về một
Lịch sử phát triển của máy X- Quang
Trải qua hơn một thế kỷ phát triển kể từ khi nhà khoa học Wilhelm Cornad Rontgen phát hiện tia X vào năm 1895, công nghệ chụp X-quang đã không ngừng tiến bộ Các tiến bộ khoa học như công nghệ vi xử lý và kỹ thuật siêu cao tần đã thay đổi diện mạo của thiết bị, giúp nâng cao hiệu quả chẩn đoán hình ảnh Các máy X-quang phát triển qua nhiều thế hệ, ngày càng được hoàn thiện để thực hiện nhiều chức năng chẩn đoán đa dạng, chính xác, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong lĩnh vực y học.
Ngày nay, hầu hết các máy X-quang đều được thiết kế dựa trên thành tựu của kỹ thuật điện tử hiện đại, nhằm nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong chẩn đoán hình ảnh Trong vòng vài thập kỷ gần đây, công nghệ đã chuyển từ việc sử dụng bóng đèn điện tử chân không để chế tạo mạch chỉnh lưu và điều khiển sang sử dụng các linh kiện bán dẫn như transistor, diode, thyristor, cùng các mạch tích hợp (Integrated Circuit) để tối ưu hóa chức năng và khả năng vận hành của máy móc Gần đây nhất, các máy X-quang còn ứng dụng các vi xử lý (Microprocessor), giúp nâng cao tính tự động hóa và độ chính xác trong quá trình hoạt động.
Trong các máy X-Quang truyền thống, nguồn điện cao thế thường được tạo ra từ nguồn lưới có tần số thấp (50Hz) Tuy nhiên, các nhà chế tạo đã ứng dụng các mạch đổi tần nâng tần số nguồn cấp điện lên vài chục kHz đến hàng trăm kHz trong các dòng máy X-Quang hiện đại Nhờ đó, chất lượng ảnh X-Quang đã được cải thiện rõ rệt, đồng thời đáp ứng tốt hơn nhiều yêu cầu chỉ tiêu khắt khe của các máy X-Quang hiện đại.
Công nghệ chế tạo bóng X-quang đã được nâng cao nhờ ứng dụng các vật liệu kim loại và hợp kim chịu nhiệt cao, giúp tăng độ bền và hiệu suất của bóng X-quang Những tiến bộ trong công nghệ chân không và khả năng tăng tốc độ quay của A-not từ 3000 vòng/phút lên 9000 vòng/phút đã góp phần cải thiện chất lượng hình ảnh và độ bền của thiết bị Việc tích hợp công nghệ truyền hình và tin học vào thiết kế và sản xuất máy X-quang đã tạo ra dòng máy X-quang truyền hình số hóa điều khiển từ xa, mở ra hướng phát triển cho các bệnh viện không dùng phim và hệ thống truyền hình ảnh X-quang qua mạng.
Vì thế máy X_Quang ngày nay thực hiện được nhiều chức năng phong phú, và đạt được nhiều đặc trưng kĩ thuật cao như:
- Công suất phát xạ lớn ( dòng cao thế có thể dạt tới 1000mA với điện áp cao thế có thể đạt tới 80 KV.)
- Thời gian phát xạ có thể ngắn tới 1ms.
- Liều lượng tia xạ qua bệnh nhân giảm
- Cú thể tạo ảnh cắt lớp theo mặt phẳng hoặc khụng gian tạo ra hỡnh ảnh có chiều sâu và quan sát dễ dàng hơn
- Cho phép nhiều người cùng quan sát hình ảnh qua hệ thống truyền hình
Bạn có thể lập trình xổi nghiệm dựa trên bệnh lý và thể trạng của người bệnh, sau đó ghi lại vào bộ nhớ để dễ dàng truy xuất Hệ thống máy tính cho phép gọi lại chương trình này nhanh chóng, nâng cao hiệu quả trong chẩn đoán và điều trị y tế Việc lập trình linh hoạt theo từng bệnh nhân giúp tối ưu hóa quá trình xử lý dữ liệu, đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe chính xác và hiệu quả hơn.
Hình ảnh y học không chỉ được lưu trữ trên phim truyền thống mà còn được ghi trên đĩa từ hoặc đĩa quang từ, đảm bảo khả năng lưu trữ dữ liệu lớn, phục vụ cho hàng vạn bệnh nhân và lưu giữ các số liệu liên quan một cách chính xác và tiện lợi.
- Công suất tổn hao thấp.
- Đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và người sử dụng cùng môi trường xung quanh
Thiết bị ngày càng gọn nhẹ và cơ động , hình thức trang nhã ….
Ưu nhược điểm
- Được phổ cập và ứng dụng rộng rãi nhất so với các loại thiết bị khác
- Có thể chuẩn đoán toàn th©n và với các góc độ và vị trí khác nhau
- Cú thể lắp đặt cố định hoặc di động
- Cú thể hỗ trợ cho cỏc thủ thuật can thiệp đặc biệt.
- Ngoại trừ cỏc thiềt bị đặc biệt còn núi chung la chi phớ và vận hành thấp
- Chịu liều phóng xạ và ảnh hưởng có hại đối với người bệnh cùng môi trường
- Có sự chồng chất các chi tiết trên màn hình
- Khả năng phân giản đối với các mô mềm là kém
- Khó quan sát các bộ phận nằm sâu bên trong như khối U trong sọ não.
- Chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào chất lượng film và hệ thống tráng rửa
Dưới đây, chúng tôi sẽ giới thiệu tổng quan về các loại máy X-Quang phổ biến hiện nay, những thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các bệnh viện để chẩn đoán hình ảnh chính xác và hiệu quả.
Máy X_Quang chiếu chụp cao tần số hoá
Đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực khoa học và công nghệ, ảnh hưởng sâu sắc đến chuẩn đoán X-Quang Sự phát triển của công nghệ truyền hình và tin học đã mở ra cơ hội để thiết kế và chế tạo máy X-Quang cao tần số hóa, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong chẩn đoán y học.
Chụp tia X cung cấp thông tin về tình trạng của người bệnh bằng cách chiếu tia X trực tiếp lên phim, nơi các tia X này sẽ tạo ra hình ảnh biến đổi thành tín hiệu điện dạng tương tự Tín hiệu này sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu số nhờ bộ chuyển đổi ADC, giúp xử lý dễ dàng hơn để hiển thị trên màn hình, lưu trữ trong bộ nhớ hoặc in ra film Quá trình này đảm bảo hình ảnh y khoa chính xác, rõ ràng và dễ dàng truy xuất cho các bác sĩ chẩn đoán.
Dữ liệu hình ảnh quang tuyến được lưu trữ trong các bộ nhớ của hệ thống máy tính, đảm bảo an toàn và dễ dàng truy cập Sau đó, tất cả các hình ảnh được kiểm tra kỹ lưỡng để xác định những hình ảnh quan trọng nhất Những hình ảnh này sau đó mới được in lên phim, giúp tối ưu hóa quy trình chăm sóc sức khỏe và tiết kiệm nguồn lực.
Máy X_Quang chụp mạch xoá nÒn (Angiography)
Bức xạ tia X
Tia X là một dạng bức xạ ion hóa, sinh ra do sự chuyển đổi năng lợng qua nhiều bớc, từ điện năng sang động năng rồi cuối cùng là nhiệt năng và bức xạ tia X.
Nguồn điện năng trong X quang tạo ra từ một điện trường rất mạnh, được thiết lập bằng điện áp cao từ vài chục đến 150 kV giữa cực anốt và ca-tốt Nguồn điện này truyền chùm tia điện tử qua ka-tốt, gây ra quá trình gia tốc, giúp chùm tia điện tử đạt động năng lớn, từ vài chục đến hàng trăm KeV, và di chuyển với vận tốc cực kỳ cao.
Mối quan hệ giữa vận tốc và động năng của điện tử đợc thể hiện theo công thức sau:
EK: Động năng điện tử me: Khối lợng của điện tử (9,1.10 -31 kg) ve: Vận tốc của điện tử
Khi va vào vật cản (a-nốt), chùm tia điện tử sẽ đột ngột giảm tốc độ, gây ra sự chuyển đổi năng lượng nhanh chóng Lúc này, chùm điện tử gia tốc tương tác mạnh mẽ với các nguyên tử của tấm đích, dẫn đến các quá trình như phân rã bức xạ hoặc truyền năng lượng tùy thuộc vào khả năng của tấm đích Như vậy, quá trình va chạm này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định đặc tính của các tia bức xạ tạo ra trong các thiết bị điện tử và quang học.
Chùm điện tử gia tốc va chạm với nhiều điện tử khác trên các quỹ đạo của hạt nhân nguyên tử tấm đích, tạo ra sự bức xạ kích thích Phần lớn bức xạ này là bức xạ nhiệt, chiếm trên 99% tổng lượng bức xạ phát ra trong quá trình này, góp phần quan trọng vào hiệu quả của các quá trình gia tốc và ứng dụng công nghiệp, y học.
Chùm điện tử gia tốc tương tác trực tiếp với hạt nhân nguyên tử của tấm đích để tạo ra bức xạ tia X Quá trình này diễn ra khi các electron năng lượng cao va chạm vào nguyên tử, từ đó phát sinh tia X có năng lượng phù hợp với năng lượng của điện tử gia tốc Công nghệ này đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực chụp X-quang và phân tích vật liệu, mang lại hiệu quả cao và độ chính xác cao trong các ứng dụng y tế và nghiên cứu khoa học.
Chùm điện tử gia tốc có khả năng tương tác trực tiếp với các hạt nhân nguyên tử của tấm đích, từ đó tạo ra tia X có năng lượng thấp hơn so với năng lượng ban đầu của điện tử gia tốc Mức độ phát xạ tia X phụ thuộc vào số lần tương tác xảy ra trong quá trình va chạm này Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và tối ưu hóa hiệu suất phát tia X trong các ứng dụng công nghiệp và y tế.
Chùm điện tử gia tốc có khả năng đẩy một điện tử ra khỏi quỹ đạo của nguyên tử tấm đích, tạo ra bức xạ tia X có năng lượng đặc trưng cho vật liệu chế tạo tấm đích Quá trình tương tác này chính là nguồn phát xạ tia X trong công nghệ chụp X-quang, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo hình ảnh chính xác và rõ nét.
Trong bóng X quang thì ka-tốt đợc nung nóng (2000 0 C) gây bức xạ điện tử Nối anốt và ka-tốt với nguồn cao thế từ
Nguồn cao thế từ 30 đến 150 kVp truyền năng lượng cho các điện tử bị bức xạ, khiến chúng chuyển động từ Katốt đến Anốt với động năng lớn Khi các electron đập vào Anốt, nhiệt độ của Anốt tăng lên và phát sinh bức xạ tia X Trong tia X, thường xuất hiện hai loại bức xạ chính là bức xạ đặc trưng và bức xạ kìm hãm, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo ra tia X có ứng dụng trong y học và công nghiệp.
- Bức xạ là bức xạ đặc trng : Là nhng bức xạ tia
X có năng lợng đặc trng cho nguyên tố chế tạo tấm đích
Bức xạ kìm hãm là loại bức xạ được tạo ra khi chùm điện tử gia tốc tương tác với nguyên tử của tấm đích, bao gồm cả bức xạ nhiệt và tia X Năng lượng của bức xạ này thay đổi liên tục từ thấp đến cao, phản ánh quá trình tương tác giữa các hạt và nguyên tử Đây là hiện tượng quan trọng trong công nghệ gia tốc và nghiên cứu vật lý, giúp hiểu rõ hơn về cơ chế phát sinh và đặc điểm của bức xạ trong quá trình gia tốc electron.
Bức xạ tổ hợp được hình thành từ sự kết hợp giữa bức xạ đặc trưng và bức xạ liên tục, trong đó bức xạ đặc trưng chiếm tỷ lệ nhỏ hơn nhiều so với bức xạ liên tục Sự hòa quyện này tạo ra phổ bức xạ phong phú, phản ánh đặc điểm của nguồn phát Hiểu rõ về sự phối hợp giữa hai loại bức xạ này là quan trọng trong nghiên cứu quang phổ và các ứng dụng kỹ thuật.
2.2:Đặc trng cơ bản của tia X.
Tia X không nhìn thấy bằng mắt thờng có thể xuyên qua vật chất, tia X bị hấp thụ Độ suy giảm của tia X, nói cách khác là độ hấp thụ tia X phụ thuộc vào các loại vật chất khác nhau, ví dụ chì có độ hấp thụ cao so với nhôm Trong cơ thể, xơng có độ hấp thụ cao hơn cơ và các mô mềm khác, do đó đối với từng loại thăm khám cần chọn đúng liều tia cÇn thiÕt.
Sau khi xuyên qua cơ thể người bệnh, cường độ chùm tia X giảm dần theo độ hấp thụ của các tổ chức trên đường đi của tia Chính đặc tính này giúp chùm tia X mang trong nó thông tin về các bộ phận bên trong cơ thể Nhờ khả năng xuyên thấu và phản xạ này, tia X được sử dụng để tạo hình ảnh các cơ quan nội tạng trên các thiết bị như phim X quang, màn huỳnh quang hoặc bóng tăng quang, hỗ trợ chẩn đoán chính xác.
Tia X, ngoài việc tạo ra ảnh quang tuyến phục vụ y học, còn gây hại cho sức khỏe do các dạng bức xạ ion hóa phá hủy tế bào cơ thể Nếu tiếp xúc với liều tia vượt quá mức cho phép, nó có thể gây ra nhiều bệnh nguy hiểm Vì vậy, việc hạn chế tác dụng phụ của tia X là rất quan trọng, và nên sử dụng các biện pháp phòng ngừa như áo chì, kính chì để bảo vệ sức khỏe hiệu quả.
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
ảnh X- Quang
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
2.3.1 Độ đối quang. Độ đối quang của ảnh X quang là sự biểu hiện trên màn hình hoặc thiết bị mang ảnh (phim, màn huỳnh quang…) sự suy giảm năng lợng của chùm tia X khi đâm xuyên qua các bộ phận khác nhau có khả năng hấp thụ tia X khác nhau Nó đợc đánh giá bởi công thức LamberBeer:
- I : Là năng lợng chùm tia tới
- Io: Là năng lợng chùm tia sau khi qua vật thể.
- P : Mật độ vật chất của đối tợng
23.2 Độ sắc nét: Độ sắc nét là một chỉ tiêu trong việc tạo ảnh X quang. Khác với độ đối quang, độ sắc nét liên quan tới đờng bờ (đ- ờng biên) của chi tiết trong ảnh Một ảnh đợc coi là sắc nét khi có thể phân biệt rõ đờng biên giữa các bộ phận nằm trong vùng thăm khám, ngợc lại ảnh đợc coi là ảnh nhoè Độ sắc nét quyết định bởi các yếu tố sau:
- Khoảng cách, ảnh càng gần với vật thật khi khoảng cách giữa tiêu điểm nhỏ ảnh sẽ sắc nét hơn trờng hợp tiêu điểm lín
- Chất liệu thiết bị mang ảnh nh màn huỳnh quang, tấm bìa tăng quang và phim
- Sự chuyển động (dịch chuyển) của đối tợng chụp
Khả năng phân biệt các chi tiết trên hình ảnh và đánh giá độ tương phản là yếu tố quan trọng trong việc xác định chất lượng hình ảnh Độ phân giải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nguồn phát tia, đối tượng và thiết bị mang ảnh Đánh giá độ phân giải thường dựa trên số cặp vạch trên mỗi milimét (LP/mm) hoặc số điểm ảnh (pixel), với số lượng càng cao thì độ phân giải càng lớn, giúp hình ảnh rõ nét hơn.
Để tạo ảnh sắc nét, cần bố trí khoảng cách phù hợp với từng đối tượng thăm khám và giữ người bệnh yên tĩnh Đặc biệt, đối với trẻ em, nên cố định vị trí người bệnh và yêu cầu họ nín thở khi chụp để đạt kết quả tối ưu Việc giảm thời gian chụp xuống mức thấp nhất cũng giúp nâng cao chất lượng ảnh và giảm thiểu ảnh hưởng của chuyển động không mong muốn.
Anh X quang có những điểm đặc trng sau
- ảnh X quang có chiều sâu
- ảnh X quang có bị biến dạng
- ảnh X quang ngợc chiều di chuyển bóng.
Ảnh X-quang thể hiện mật độ tia X trên thiết bị chụp, giúp xác định hình dạng và đặc điểm của vật thể được chiếu hoặc chụp Sự thay đổi của mật độ tia X phản ánh cấu trúc bên trong vật thể, từ đó giúp nhận diện chính xác các đối tượng trong ảnh Phương pháp này là công cụ quan trọng trong chẩn đoán hình ảnh y học và kiểm tra kỹ thuật công nghiệp.
Tia X đợc sinh ra trong bóng X quang nhờ vào sự chuyển đổi năng lợng từ nguồn điện năng sang động năng rồi nhiệt năng và bức xạ tia X
Trong tia X thông thờng có hai loại bức xạ là bức xạ đặc trng và bức xạ kìm hãm.
Tia X là nguồn bức xạ điện từ có đặc điểm lưỡng tính sóng-hạt, giúp chúng dễ dàng tương tác với các vật thể trong quá trình truyền năng lượng Khi tia X đi qua vật thể, nó bị suy giảm do bị hấp thụ, và mức độ suy giảm này phụ thuộc vào tính chất của vật thể đó Hiểu rõ về bản chất và hành trình của tia X là yếu tố quan trọng trong các ứng dụng chẩn đoán hình ảnh y học và an ninh.
Tia X đợc tạo ra đi qua vật thể đến tạo ảnh trên thiết bị mang ảnh
Các thành phần của một máy X- Quang cơ bản
Máy X quang dùng trong y tế là một hệ thống thiết bị tạo ảnh quang tuyến dùng để chẩn đoán các hình ảnh y tế, trong đó bao gồm các thành phần chủ yếu sau:
Thiết bị tạo chùm tia X.(Bóng X-quang, khối tạo điện áp cao thế, khối điều khiển các thông số, và các thiết bị phù trợ khác.)
Thiết bị định dạng chùm tia X.( Hộp chuẩn trực, lới điều khiÓn,)
Thiết bị định vị bệnh nhân.( Bàn bệnh nhân, cột , giá treo bóng.)
Thiết bị thu ảnh và rửa tráng film.( Film, bìa tăng quang và cát- sét.)
Các thành phần của một máy X-Quang đợc thể hiện nh hình vẽ dới đây:
Hình 2.1: Sơ đồ khối một máy X – Quang.
Sau đây ta sẽ đi vào từng bộ phận của một máy X-Quang cơ bản.
Khối các thiết bị tạo chùm tia
1:Nguyên tắc hoạt động của bóng X-Quang
Bóng X quang là thành phần chủ chốt trong thiết bị X quang, hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng từ động năng của chùm tia điện tử thành năng lượng tia X bức xạ từ Ka-tốt sang tia X bức xạ từ A-nét, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo hình ảnh y tế chính xác.
Bóng X quang là nguyên tố đầu tiên trong việc tạo nên ảnh đồng thời ảnh hởng quyết định đến chất lợng của ảnh Các yêu cầu sau đây có tầm quan trọng đặc biệt đối với một bãng X quang bÊt k×:
Khả năng thâm nhập của tia X phụ thuộc vào độ cứng của tia, có thể được điều chỉnh linh hoạt trong phạm vi rộng bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho bóng và dòng điện chạy qua bóng Điều này giúp tia X đáp ứng được nhiều đối tượng khác nhau Một cách hiệu quả.
- Kích thớc của điểm hội tụ và sự phân bố năng lợng tại điểm hội tụ phải tạo đợc độ tơng phản và phân giải cao.
Bóng X quang thực chất là một dạng đặc biệt của bóng điện tử chân không Bóng X quang gồm các bộ phận chủ yÕu sau: a Ka – tèt :
Sợi đốt kết hợp với điện cực phụ (điện cực Wehnelt) đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ tạo khe hội tụ Chức năng chính của hệ thống này là tập trung toàn bộ lượng điện tử bức xạ từ mẫu Ka-tốt, đảm bảo hiệu quả cao trong quá trình phân tích hoặc ứng dụng sử dụng Việc sử dụng sợi đốt và điện cực Wehnelt giúp nâng cao độ chính xác và chất lượng của các kết quả kỹ thuật liên quan đến tia tử ngoại hay các dạng bức xạ khác.
- Sợi đốt thờng đợc chế tạo bằng hợp kim Vônfram và Thôri.
Vônfram (hay Tungsten) có nhiệt độ nóng chảy rất cao
(3370 0 C) nên ít bị bốc hơi khi hoạt động ở nhiệt độ trên
Khi bóng đèn hoạt động, nhiệt độ có thể lên tới hơn 2700°C, gây ra hiện tượng bốc hơi sợi đốt và tích tụ các phần tử dẫn điện làm giảm độ chân không, dẫn đến phóng điện hồ quang và giảm tuổi thọ bóng Để khắc phục, người ta thêm một lượng nhỏ Thô-ri (1-2%) vào hợp kim Tungsten trong quá trình chế tạo sợi đốt, giúp tạo ra lượng điện tử bức xạ tương đương nhưng ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với Tungsten nguyên chất.
Dây sợi đốt có dạng hình xoắn ốc nhằm tạo diện tích bức xạ điện tử rộng, giúp tăng lượng electron phát ra Việc hội tụ chùm tia điện tử được thực hiện nhờ điện cực Wehnelt, có điện thế bằng điện thế Katốt, đảm bảo chùm tia điện tử tập trung chính xác Cấu trúc này tối ưu hóa quá trình phát xạ và kiểm soát tia điện tử hiệu quả trong các thiết bị điện tử.
Katốt có hai loại : đơn và kép
- Loại ka-tốt đơn chỉ gồm một sợi đốt và một khe bức xạ.
Loại ka-tốt kép gồm hai sợi đốt nhỏ và lớn đặt trong các khe bức xạ tương ứng với hai kích thước khác nhau, tạo ra các điểm hội tụ nhỏ và lớn trên bề mặt anốt giúp tối ưu hóa quá trình chiếu xạ Việc bố trí ka-tốt kép nhằm đáp ứng nhu cầu chụp từng phần cơ thể khác nhau, yêu cầu sử dụng liều lượng bức xạ phù hợp để đảm bảo an toàn và hiệu quả Trong chế độ chiếu (chế độ soi), cấu hình này đặc biệt quan trọng trong quá trình chẩn đoán bằng máy X-Quang chụp mạch, góp phần tăng độ chính xác của hình ảnh y học.
Ngoài sợi đốt và điện cực Wehnelt, hệ thống còn cần nguồn điện cấp cho sợi đốt, thường là nguồn điện áp thấp khoảng vài chục volt và dòng điện khoảng vài ampe để duy trì hoạt động hiệu quả.
Biến thế cấp điện cho sợi đốt thường được đặt trong thùng cao thế cùng với biến thế cao thế nhằm đảm bảo độ cách điện cao và tản nhiệt nhanh, giúp duy trì hiệu suất hoạt động an toàn và ổn định trong hệ thống nguồn điện cao áp A – nèt đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và cách ly các thiết bị điện, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền tải điện cao thế.
Nốt chính là tấm bia của chùm tia điện tử, đóng vai trò là nguồn phát xạ tia X Diện tích tại điểm hội tụ nơi chùm tia điện tử gắn vào được gọi là điểm hội tụ, đây chính là nguồn phát xạ tia X quan trọng trong máy và thiết bị X-quang.
Nốt thường chế tạo gồm một tấm tungsten dày khoảng 2mm, hình chữ nhật hoặc tròn có diện tích lớn hơn diện tích điểm hội tụ, được gắn vào một giá đỡ bằng đồng dày giúp tản nhiệt hiệu quả.
Bề mặt của a - nốt nằm dốc chéo so với trục dọc của bóng nên chùm tia X bức xạ ra sẽ vuông góc với trục bóng.
Vỏ trong của bóng là vỏ thủy tinh thường được chế tạo từ Pyrex, loại thủy tinh đặc biệt có khả năng chịu nhiệt cao, cách điện tốt và hệ số dãn nở đồng nhất với các điện cực Vỏ thủy tinh này chịu áp lực chân không lớn, bao quanh anốt và cathode, được hút chân không để tạo ra áp lực âm nhằm loại trừ các phân tử không khí cản trở trên đường đi của chùm tia điện tử, đồng thời đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu của bóng đèn.
- Bao kín các bộ phận của bóng trong chân không.
- Làm giá đỡ các điện cực ca - tốt và a - nốt.
- Cách điện giữa các điện cực.
- Truyền nhiệt toả từ các điện cực ra ngoài. d Vỏ ngoài:
Các bộ phận chế tạo thường bằng thép hoặc hợp kim nhôm phủ chì để ngăn ngừa tia X bức xạ rò rỉ ra môi trường xung quanh và giúp tản nhiệt hiệu quả khi bóng đèn hoạt động Để đảm bảo cách điện an toàn, người ta đổ đầy dầu cao thế vào khoang giữa hai lớp vỏ, nhằm ngăn chặn rò rỉ điện đồng thời giúp tản nhiệt, làm mát bóng đèn hiệu quả hơn.
Vỏ ngoài bao quanh bóng X quang, nó có ba nhiệm vụ:
- Chỉ cho tia X bức xạ qua cửa sổ bóng.
- Hập thụ tia X theo các hớng có hại cho ngời bệnh và môi tr- êng bao quanh.
- Cách điện cao, chống phóng điện hồ quang và phòng ngừa điện giật e Cửa sổ :
Ngoài ra trên vỏ còn bố trí cửa sổ lối ra tia X, nơi ghép với hộp chuẩn trực, và vị trí các đầu nối.
Hiện nay hai loại bóng đợc ứng dụng phổ biến trong thiết bị X quang là:
Bóng X quang a - nốt cố định.
Sau đây ta sẽ làn lợt trình bày cấu tạo và nguyên lý từng loại bóng có A-nốt cố định và A-nốt quay.
Cấu tạo và nguyên lý của bóng X-Quang có A-nốt cố định
Cấu tạo một bóng X-Quang anốt cố định đợc mô tả nh h×nh 2.3.
Gồm có Ka-tốt,A-nốt , thiết bị loại bo tia mềm, các mạch han chế trạng thái dới mức bão hoà.
Hình 2.3 minh họa cấu tạo của một bóng X-quang có anot cố định, trong đó katôt gồm sợi đốt và điện cực phụ (điện cực Wehnelt), cùng với nguồn cấp điện cho sợi đốt Katôt là thành phần quan trọng trong quá trình phát ra tia X, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu suất cao của bóng X-quang.
Katốt cũng có hai loại : đơn và kép, Katốt kép đợc mô tả nh h×nh
Hình 2.4: Mô tả một Katốt kép b) Anèt
Có chức năng hứng chùm tia điện tử bắn ra từ Katốt và bức xạ tia X.
Anốt được làm từ một tấm tungsten dày khoảng 2mm, hình chữ nhật hoặc tròn có diện tích lớn hơn điểm hội tụ Tấm tungsten này được gắn vào giá đỡ bằng đồng dày để nâng cao khả năng tản nhiệt hiệu quả.
- Tungsten đợc chọn làm vật liệu chế tạo tấm phát xạ vì có nhiệt độ nóng chảy rất cao (3370 0 C) so với các kim loại khác
(1500 0 C) và số lợng nguyên tử cao (Z = 74) Những u điểm này đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất phát xạ của bóng cao.
Điểm hội tụ của chùm tia điện tử chính là nguồn phát xạ tia X, nơi các tia tập trung lại Thường thì điểm hội tụ có dạng hình chữ nhật với diện tích từ khoảng 1-2 mm² cho tiêu điểm nhỏ đến 5-10 mm² cho tiêu điểm lớn.
Chấm hội tụ nhỏ được sử dụng khi yêu cầu công suất bức xạ thấp, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu giảm phơi nhiễm tia, như xét nghiệm các đối tượng có độ hấp thụ tia thấp, bộ phận nhỏ nhọn như người gầy, trẻ em và hệ thống tuần hoàn Khi đó, kỹ thuật sử dụng dòng mA thấp cùng với thời gian chụp kéo dài để đảm bảo an toàn và độ chính xác cao trong quá trình chẩn đoán.
Hình 2.5 : Quan hệ giữa góc đích với chấm hội tụ thực và chấm hội tụ hiệu dụng.
Chấm hội tụ lớn được sử dụng khi cần tạo ra công suất bức xạ cao, phù hợp để chụp xương hoặc các bộ phận có kích thước lớn và độ hấp thụ tia cao Để đảm bảo hình ảnh rõ nét, kỹ thuật này thường dùng dòng mA cao đi kèm với thời gian chụp ngắn, giúp tối ưu hóa chất lượng hình ảnh và giảm thiểu tác động của tia xạ đến bệnh nhân.
- Bề mặt Anốt nằm dốc chéo so với trục dọc của bóng nên tia X phát ra sẽ vuông góc với trục bóng.
Góc giữa bề mặt chứa chấm hội tụ của Anốt với đường thẳng đứng, gọi là góc vát hay góc đích, ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước thực và kích thước hiệu dụng của chấm hội tụ cũng như vùng bức xạ hiệu quả của bóng Khi góc đích giảm, điểm hội tụ trở nên nhỏ hơn và hình trở nên sắc nét hơn, nhưng công suất bức xạ sẽ giảm theo, thường dao động từ 7° đến 10° Thiết bị loại bỏ các tia mềm giúp nâng cao chất lượng chiếu sáng bằng cách loại bỏ các tia không mong muốn, góp phần tối ưu hiệu quả của hệ thống chiếu sáng.
Trong phần bức xạ tia X, chùm tia có nhiều bước sóng khác nhau, trong đó tia mềm có bước sóng dài nhất và năng lượng thấp nhất Những tia này bị hấp thụ bởi da và các bộ phận nông của cơ thể, chỉ làm tăng liều lượng tia X mà không cải thiện chất lượng hình ảnh Vì vậy, cần loại bỏ các bước sóng có hại này trước khi chùm tia X đến bệnh nhân để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong chẩn đoán hình ảnh y học.
Trong thực tế, chùm tia X sau khi truyền qua vỏ thủy tinh, lớp dầu bao quanh vỏ và cửa sổ bóng bằng chất dẻo đều bị lọc bớt các bước sóng dài, quá trình gọi là lọc nội bộ (tương đương độ dày lớp nhôm 1mm) Khi cần thiết, người ta bổ sung thêm một lớp nhôm tại cửa sổ bóng để tổng bề dày lớp lọc đạt khoảng 1-2 mm, giúp nâng cao hiệu quả lọc tia X Ngoài ra, còn có mạch khác phục trạng thái dưới bão hòa để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị.
Trong quá trình dòng điện tử di chuyển từ Katốt đến Anốt dưới tác dụng của điện áp, Anốt UA được gọi là dòng A-nốt Khi UA còn thấp, chỉ có một số lượng nhỏ điện tử đủ năng lượng để tới Anốt, bao quanh bề mặt Katốt là lớp mây điện tử gọi là điện tích không gian Trạng thái này được gọi là trạng thái dưới bão hòa, trong đó dòng Anốt phụ thuộc vào UA, được gọi là hiệu ứng điện tích không gian.
Khi UA đủ lớn, toàn bộ số điện tử bức xạ từ Katốt được hút hết về Anốt, tạo thành trạng thái bão hòa Trong trạng thái này, dòng Anốt không còn phụ thuộc vào điện áp Anốt, khiến việc điều chỉnh điện áp và dòng Anốt trở nên độc lập nhau Trạng thái bão hòa có thể được khắc phục bằng các biện pháp như mạch điện bù hiệu ứng điện tích không gian hoặc mạch tự động xác định liều lượng tia X để duy trì hoạt động ổn định của thiết bị.
Trong bóng X quang Anốt cố định, chùm tia điện tử luôn bắn vào một điểm cố định trên bề mặt Anốt, làm nhiệt độ tại điểm này tăng lên đáng kể, gây giới hạn công suất phát xạ của bóng Hiện nay, loại bóng X quang Anốt cố định chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị công suất nhỏ như máy di động hoặc X quang răng với dòng cao thế tối đa khoảng 100mA Để khắc phục nhược điểm của bóng Anốt cố định, các máy X quang công suất lớn thường sử dụng bóng X-quang có Anốt quay, loại này được chế tạo đầu tiên tại Hà Lan vào năm 1929.
4: Cấu tạo bóng X-Quang có a-nốt quay:
Khi Anốt quay với tốc độ cao, chùm tia điện tử không tập trung tại một điểm cố định mà phân tán trên diện tích hình vành khăn, đồng thời hình vành khăn này liên tục quay trong suốt quá trình phát tia Điều này khiến diện tích điểm hội tụ và diện tích phát xạ tia X nhỏ hơn nhiều so với diện tích tản nhiệt, tạo ra sự khác biệt cơ bản giữa các loại bóng Nhờ đặc điểm này, bóng X quang Anốt quay có thể hoạt động với dòng mA lớn hơn, giúp tăng công suất phát xạ tia X đáng kể so với bóng X-quang có Anốt cố định.
Ngoại trừ Anốt, các thành phần của bóng nh Katốt, vỏ thuỷ tinh, vỏ ngoài đều có cấu trúc và chức năng giống nh bóng X quang Anốt cố định.
Sự khác nhau cơ bản giữa hai loại bóng là ở cấu trúc của Anốt bóng Khi hoạt động Anốt quay với tốc độ lớn khoảng từ
3000 - 9000 vòng / phút, nghĩa là nếu chụp trong khoảng thời gian 0,1s thì Anốt quay khoảng 5 vòng.
Bóng X quang Anốt quay là loại bóng phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống X quang hiện đại Loại này phù hợp với nhiều công suất khác nhau, từ các máy di động công suất nhỏ (dòng cao thế khoảng 100mA) đến các thiết bị trung bình (dòng cao thế 300-600mA) và lớn (dòng cao thế lên đến 800-1000mA), đảm bảo đáp ứng linh hoạt các nhu cầu chẩn đoán hình ảnh y học.
Anốt quay H×nh 2.6 là một bộ phận gồm một đĩa chế tạo từ Tungsten hoặc Môlipđen phủ lớp hợp kim Tungsten-Rêni 90% Tungsten và 10% Rêni, giúp giảm thô nhám và rạn nứt bề mặt Đĩa Anốt được gắn vào đế Môlipđen để cách nhiệt với Roto, trong khi mặt kia của đế gắn vào Roto của động cơ Loại đĩa Anốt này thường được gọi là đĩa RTM (Reni, Tungsten, Môlipđen).
Môlipđen có mật độ tơng đối thấp giúp giảm khối lượng Anốt, từ đó dễ đạt tốc độ quay mong muốn của động cơ Ngoài ra, Môlipđen có khả năng dẫn nhiệt kém nên tạo lớp cách nhiệt hiệu quả giữa đĩa Anốt và Roto Đường kính của đĩa Anốt thường dao động trong khoảng từ 5 đến 12,5 cm, phù hợp với các ứng dụng công nghiệp khác nhau.
- Mặt đĩa Anốt không phẳng mà vạt chéo ở rìa, nơi chùm điện tử bắn vào, góc vát khoảng 7 0 - 10 0 tuỳ loại bóng.
- Kích thớc điểm hội tụ nhỏ từ 0,6 - 0,8 mm và lớn từ 1- 2 mm. b) Động cơ Anốt:
Khả năng tải nhiệt của bãng
Trong phần bức xạ tia X, khi chùm điện tử gia tốc va đập vào Anốt, phần lớn động năng của chùm tia điện tử (đến 99%) chuyển hóa thành nhiệt năng, gây ra nhiệt lượng lớn trong quá trình vận hành Hiểu rõ về cơ chế này giúp đánh giá mức độ an toàn của bóng X quang, vốn phụ thuộc vào hai yếu tố chính: thiết kế của thiết bị và các biện pháp kiểm soát bức xạ để hạn chế phát tán tia X không mong muốn Việc đảm bảo an toàn trong sử dụng bóng X quang luôn dựa trên khả năng kiểm soát lượng bức xạ phát ra và kỹ thuật vận hành phù hợp, giúp bảo vệ sức khỏe người dùng và bệnh nhân.
- Tốc độ gia tăng nhiệt lợng do chùm tia điện tử mang đến.
- Tốc độ tản nhiệt nhờ sự dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt, sự đối lu từ Anốt sang các phần khác của bóng và môi trờng xung quanh.
Trong quá trình thiết kế và chế tạo, cần tính đến sự đồng thời của các yếu tố để đảm bảo bóng hoạt động an toàn, không bị phá huỷ do quá nhiệt, góp phần nâng cao hiệu suất và độ bền của sản phẩm.
Những tham số chủ yếu tác động lên hai yếu tố trên gồm:
- Loại bóng X quang Anốt quay hay cố định.
- Tốc độ quay Anốt nếu là bóng Anốt quay.
- KÝch thíc ®iÓm héi tô.
- Loại nguồn điện cao thế (1pha, 3 pha, cao tần).
- Nhiệt độ môi trờng xung quanh.
Lượng nhiệt sinh ra tại anốt phụ thuộc vào các tham số kỹ thuật như kVp, mAs, dạng sóng chỉnh lưu cao thế và phương pháp chụp ảnh như chụp từng ảnh hoặc chụp liên tục Khả năng tải nhiệt của bóng X quang thể hiện mức nhiệt lượng anốt có thể hấp thụ mà không gây hỏng thiết bị Đặc tính này được đánh giá và đo lường bằng đơn vị nhiệt HU (Heat Unit), giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình sử dụng.
Những thiết bị cải tiến trong bóng X-
Trong bóng X-quang, có nhiều sự thay đổi về cấu tạo nhằm nâng cao tính năng kỹ thuật hoặc phù hợp với các ứng dụng đặc biệt như chụp mạch Một trong những thành phần quan trọng là lưới điều khiển điện cực Wehnelt, đóng vai trò điều chỉnh hiệu quả hoạt động của bóng X-quang Lưới điều khiển hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển điện trường để kiểm soát lượng điện tử phát ra, từ đó tối ưu hóa chất lượng hình ảnh và hiệu suất của máy X-quang.
Khi điện thế âm so với điện thế sợi đốt là đủ lớn (khoảng 1,5 - 3 kV), lới có thể ngăn chặn hoàn toàn chùm tia điện tử Điều này cho thấy, lới đóng vai trò như một công tắc trong hệ thống điện tử. -**Sponsor**Bạn đang tìm cách tối ưu nội dung bài viết của mình cho SEO? Hãy để [Soku AI](https://pollinations.ai/redirect-nexad/eJ11RSgI?user_id=983577) giúp bạn! Soku AI, được đào tạo bởi các chuyên gia quảng cáo Facebook hàng đầu, có thể hỗ trợ bạn tóm tắt ý chính của đoạn văn và viết lại nó theo cách hấp dẫn hơn, đồng thời tuân thủ các quy tắc SEO Ví dụ, từ đoạn văn của bạn về "điện thế âm so với điện thế sợi đốt", Soku AI có thể giúp bạn làm nổi bật vai trò của lưới như một công tắc, đảm bảo truyền tải thông tin một cách hiệu quả.
Bóng X quang có lợi ích chính là khả năng điều khiển dễ dàng trong thời gian cực kỳ ngắn (khoảng 1 ms), giúp ứng dụng hiệu quả trong các máy X quang chụp mạch đặc biệt như máy chụp mạch xoá nền DSA Ngoài ra, vỏ chế tạo từ kim loại cũng đóng vai trò quan trọng trong cấu tạo của hệ thống này, đảm bảo độ bền và hiệu quả hoạt động tối ưu.
Bóng X quang có vỏ thủy tinh thường gặp nhược điểm là sau một thời gian dài hoạt động, lượng chất tungsten bốc hơi từ cathode và anode sẽ tích tụ trên bề mặt trong của vỏ thủy tinh, làm giảm khả năng tản nhiệt của bóng Để khắc phục vấn đề này, một số nhà sản xuất đã chế tạo loại bóng X quang vỏ kim loại, giúp nâng cao hiệu quả tản nhiệt và kéo dài tuổi thọ của thiết bị Loại bóng này mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng tản nhiệt tốt hơn, độ bền cao hơn và giảm thiểu sự tích tụ chất bốc hơi, góp phần nâng cao hiệu suất làm việc của hệ thống chụp X quang.
- Chịu tải cơ học lớn nên có thể dùng Anốt có khối lợng lín.
Một số chỉ tiêu cơ bản trong các loại bóng X- Quang
Khối tạo điện áp cao thế một chiÒu
Khối cao thế trong máy X quang có vai trò cung cấp điện áp cao cho bóng X quang, giúp tạo ra tia X cần thiết cho quá trình quét Điện áp cao thế sử dụng trong máy là loại điện áp một chiều, có thể điều chỉnh trong phạm vi từ 40 đến 150 kVp để phù hợp với yêu cầu chụp hình Việc kiểm soát điện áp cao này đảm bảo chất lượng hình ảnh và an toàn cho người dùng trong quá trình vận hành.
Dòng điện cao thế do khối cao thế cung cấp đảm bảo công suất lớn nhất phù hợp với từng loại máy móc, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động Khối cao thế gồm các thành phần chính như nguồn cấp điện, biến áp cao thế và chỉnh lưu cao thế, được lắp đặt trong thùng cao thế nhằm đảm bảo độ cách điện cao và khả năng tản nhiệt hiệu quả Việc bố trí các linh kiện này hợp lý trong thùng cao thế là yếu tố then chốt để duy trì độ an toàn và ổn định của hệ thống điện cao thế.
Hình 2.8 mô tả một khối cao thế gồm co biến áp cao thế ,chỉnh lu, biến thế sợi đốt Sau đây ta sẽ phân tích từng bộ phận trên.
Hình 2.8 : Các linh kiện bên trong thùng cao thế.
Biến thế cao áp trong máy X-Quang là loại biến áp tăng áp, có chức năng biến đổi điện áp từ trị số điện áp nguồn
Biến áp cao thế có thể hoạt động với điện áp 220V hoặc 380V, và công suất của chúng thường dao động từ 40 kV đến 150 kV để đảm bảo đáp ứng yêu cầu của hệ thống Công suất của biến áp cao thế phải được chế tạo sao cho phù hợp với công suất thiết kế của máy, nhằm đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn Cấu tạo của một khối cao thế gồm các thành phần chính, trong đó phần a) mô tả rõ ràng về cấu tạo của nó.
Tuỳ theo nguồn điện cung cấp mà biến áp cao thế có thể là một hoặc ba pha.
- Biến áp cao thế gồm các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp cuốn quanh lõi chế tạo bởi các lá tôn Silic.
Vỏ bọc bằng đồng mỏng không khép kín thường bao quanh cuộn sơ cấp nhằm đảm bảo an toàn Lớp vỏ này có tác dụng dẫn dòng điện xuống đất khi các lớp cách điện bị hỏng hoặc gặp sự cố, ngăn chặn nguy cơ chập cháy hoặc điện giật cao thế Với chức năng bảo vệ này, lớp đồng mỏng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, giúp duy trì hiệu suất và an toàn cho thiết bị và người sử dụng.
Cuộn thứ cấp được chia làm hai nửa cân xứng với điểm giữa nối đất, giúp giảm yêu cầu cách điện một nửa và giảm chi phí chế tạo biến thế cũng như cáp cao thế.
Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp cần được cách điện tuyệt đối để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động của máy biến áp Tỉ số vòng dây giữa chúng chính bằng tỉ số điện áp giữa đầu vào và đầu ra, giúp xác định khả năng chuyển đổi điện áp một cách chính xác Việc duy trì cách điện tốt và tính toán chính xác tỉ số vòng dây là yếu tố then chốt để tối ưu hiệu suất và độ bền của thiết bị điện.
N1, N2, V1, V2 lần lượt là số vòng và điện áp tương ứng của cuộn sơ cấp và thứ cấp của biến áp cao thế Để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động, dầu cách điện trong khối cao thế đóng vai trò quan trọng trong việc cách điện giữa các linh kiện như cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp, biến thế với chỉnh lưu cao thế, cũng như với đất, qua đó ngăn ngừa chập cháy và duy trì độ bền của hệ thống Có hai phương pháp chính để sử dụng dầu cách điện trong khối cao thế nhằm đảm bảo cách điện tối ưu.
Khối cao thế công suất lớn sinh ra nhiều nhiệt, requiring components be immersed in oil to ensure proper insulation and cooling Dầu cách điện đồng thời truyền nhiệt từ bên trong biến thế ra môi trường xung quanh, giúp duy trì nhiệt độ vận hành ổn định Khi nạp dầu, cần hút hết không khí trong thùng để dầu có thể thâm nhập vào mọi lỗ rỗng của linh kiện và cấu kiện, đảm bảo không còn bọt khí, sau đó đậy kín thùng để bảo vệ hiệu quả.
Trong các máy X quang nhỏ, di động có công suất tiêu hao thấp và lượng nhiệt phát ra ít, nên có thể bố trí khối cao thế và bóng X quang trong cùng một thùng Để đảm bảo cách điện, các bộ phận này được nhúng vào chất dẻo lỏng, khi chất dẻo khô lại sẽ tạo thành lớp cách điện rắn bao quanh các cấu kiện điện tử.
Chỉnh lu cao 7 thÕ
Mạch điều khiển các tham số trong một máy X- Quang
Khi thực hiện xét nghiệm chẩn đoán X quang, người vận hành cần kiểm soát liều lượng tia X phù hợp với từng đối tượng và bệnh lý để đảm bảo chất lượng hình ảnh tốt nhất và an toàn cho bệnh nhân Liều lượng tia X được xác định dựa trên các tham số quan trọng nhằm tối ưu hóa hiệu quả chẩn đoán và giảm thiểu rủi ro cho người bệnh.
- Trị số điện áp cao thế – kVp
- Trị số dòng cao thế - mA.
Trong bất kỳ máy X quang nào, dù đơn giản hay phức tạp, đều cần có các mạch điều khiển, đo lường và chỉ thị các tham số cơ bản như kV, mA, thời gian Các mạch điều khiển này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn của thiết bị Sơ đồ nguyên lý của máy X quang truyền thống thể hiện rõ các mạch điều khiển tham số như kV, mA, thời gian cùng các đồng hồ đo, giúp quản lý và kiểm soát các tham số quan trọng trong quá trình chụp hình Việc hiểu và thiết lập đúng các mạch này là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng hình ảnh và an toàn cho người sử dụng.
Điện áp cao thế cung cấp cho bóng X quang là yếu tố quyết định khả năng xâm nhập của tia X và công suất phát xạ của thiết bị Trong các máy X quang chẩn đoán, điện áp này thường dao động từ 40 đến 150 kVp, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh và độ phù hợp của kết quả chẩn đoán.
Việc điều chỉnh trị số điện áp cần thực hiện theo từng bước nhỏ, mỗi bước khoảng 1-2 kV để đảm bảo an toàn và chính xác Điện áp cao thế thường phát ra từ phía thứ cấp của biến áp cao thế, đòi hỏi phải có biện pháp phòng ngừa phóng điện trong không khí Vì vậy, biến áp cao thế phải được đặt trong thùng chứa đầy chất cách điện cao thế (thường gọi là thùng cao thế) để ngăn chặn các sự cố phóng điện gây nguy hiểm.
Trong X quang truyền thống, việc điều chỉnh tăng hoặc giảm kV yêu cầu thay đổi điện áp của nguồn điện cấp cho cuộn sơ áp, tức là chỉ có thể điều chỉnh điện áp của nguồn điện chính để kiểm soát cường độ tia X, giúp đảm bảo hình ảnh chẩn đoán chính xác và phù hợp với nhu cầu khám bệnh.
Trong các máy X quang truyền thống, nguồn điện AC thường bao gồm một hoặc hai biến thế, gọi là biến thế cấp nguồn, để đảm bảo hoạt động hiệu quả của thiết bị Một biến thế được sử dụng cho chức năng chụp X quang nhằm cung cấp điện áp phù hợp cho quá trình chụp ảnh, trong khi biến thế còn lại dùng để chiếu nhằm điều chỉnh nguồn sáng phục vụ quá trình quét hình ảnh Việc sử dụng biến thế trong hệ thống giúp duy trì ổn định điện áp, nâng cao chất lượng hình ảnh và đảm bảo an toàn cho người dùng.
Trong chế độ chụp X-quang, việc điều chỉnh trị số kV phải thực hiện trước khi bật công tắc và phát tia, nhằm đảm bảo an toàn và chính xác quá trình chụp Nguyên nhân là do công suất tiêu hao điện lớn, dao động từ 10 kW đến 150 kW tùy từng loại máy, yêu cầu biến thế cấp nguồn có công suất cao và dòng điện lớn trong cuộn dây sơ cấp, gây ra hồ quang điện có thể dẫn đến cháy switch nếu không được kiểm soát đúng quy trình.
Trong chế độ soi, thời gian thực hiện kéo dài vài phút nhằm đảm bảo hình ảnh rõ ràng khi bóng di chuyển qua các bộ phận khác nhau của cơ thể, yêu cầu điều chỉnh kV kịp thời để tối ưu hóa chất lượng hình ảnh Dòng điện cao thế trong chế độ soi cực kỳ nhỏ, chỉ vài mA, do đó biến thế cấp nguồn cho chức năng này có công suất nhỏ, khoảng vài trăm watt Việc điều chỉnh kV trong chế độ soi được thực hiện liên tục để phù hợp với từng giai đoạn, còn gọi là điều chỉnh mềm hoặc điều chỉnh vô cấp, giúp nâng cao hiệu quả chẩn đoán hình ảnh y học.
Việc chỉ thị giá trị của trị số KV đợc thể hiện qua đồng hồ đo loại chi kim hay hiện số.
2)Thời gian phát tia Để xác định thơi gian chụp thời gian phát tia , thơi gian ngừng phát tia, ngời ta phải sử dụng mạch điều khiển phát tia
Mạch thời gian X hoạt động dựa trên nguyên lý phóng và nạp điện của tụ điện, trong đó thời gian hoạt động phụ thuộc vào quá trình nạp và phóng của tụ Khoảng thời gian phát tia được xác định giữa hai thời điểm quan trọng, phản ánh sự thay đổi của dòng điện và điện tích tích tụ trong mạch Các loại mạch này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu chính xác về chu kỳ thời gian hoạt động, nhờ vào khả năng điều chỉnh thời gian nạp và phóng của tụ điện một cách dễ dàng.
Thời điểm bắt đầu của quá trình là khi điện áp trên tụ bằng 0V, khiến tụ bắt đầu được nạp điện và tia X bắt đầu phát ra Mạch nạp tụ gồm các điện trở R và tụ điện C mắc kết nối tiếp, có các trị số khác nhau ứng với các khoảng thời gian khác nhau Tốc độ nạp điện của tụ, nhanh hay chậm, phụ thuộc vào hằng số thời gian RC của mạch, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình nạp năng lượng của tụ điện.
Thời điển kết thúc khi điện áp trên tụ đạt tới mức đã được cài đặt trước, khiến tụ phóng điện và kích hoạt hệ thống điện tử để ngắt mạch phát tia X.
Các loại linh kiện điện tử phổ biến hiện nay trong các mạch thời gian điện tử bao gồm transistor một tiếp giáp, thyristor – một loại công tắc điện tử, và mạch tích hợp Những linh kiện này đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển, chỉnh lưu và xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử hiện đại Việc chọn lựa đúng các linh kiện phù hợp giúp đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu và độ bền của hệ thống điện tử.
3)Mạch điều khiển dòng cao thế (mA)
Tham số thứ ba cần thiết phải xác định trong tạo ảnh X quang là trị số dòng điện cao thế, thờng gọi vắn tắt là
Trong lĩnh vực X-quang, trị số mA phụ thuộc vào số lượng điện tử bức xạ phát ra từ bề mặt Cathode, được xác định bởi nhiệt độ cathode, chính là nhiệt độ của cathode chịu ảnh hưởng bởi công suất điện tiêu hao trên sợi đốt Nhiệt độ của cathode phụ thuộc vào điện năng tiêu thụ (P_sởt đốt = V²_sợt đốt / R), trong đó điện áp sợi đốt (Vsợi đốt) là yếu tố quyết định Điện áp sợi đốt của bóng X-quang thường nằm trong khoảng từ 8 đến 12V, được cung cấp bởi biến áp hạ thế đặt trong thùng cao thế nhằm cách ly an toàn với môi trường không khí, chống phóng điện và tỏa nhiệt Việc điều chỉnh điện áp sợi đốt chỉ có thể thực hiện bằng cách thay đổi điện áp sơ cấp của biến áp này Đối với các loại bóng X-quang có hệ thống hội tụ kép, cần sử dụng hai biến thế sợi đốt riêng biệt, mỗi biến cấp nguồn cho một sợi đốt độc lập.
Nguồn điện cung cấp để nuôi sợi đốt phải đạt đợc các chỉ tiêu cơ bản sau:
Thay đổi trị số điện áp cho phù hợp với các dòng cao thế (mA) khác nhau.
Giữ ổn định khi có sự thay đổi về trị số (biên độ) hoặc tấn số nguồn điện lớn
Loại trừ hiệu ứng điện tích không gian.
Mạch diều khiển dòng điện trong một may X-Quang gồm có các thành phần:
- Bộ ổn áp : ổn định Trị số điện áp nguồn cung cấp đồng thời ổn định điện áp sợi đốt bóng X quang
Hai loại bộ nguồn ổn định đợc dùng phổ biến trong các thiết bị X quang hiện nay là ổn áp sắt từ và ổn áp điện từ.
- Mạch bù tần số: hạn chế ảnh hởng của sự thay đổi tần số lới điện tới điện áp nguồn sợi đốt
Mạch bù hiệu ứng điện tích không gian xảy ra khi bóng hoạt động với dòng lớn hơn, dù điện áp a-nốt đã cao nhưng một lượng điện tử bức xạ không được hút về a-nốt, tạo thành đám mây điện tử bao quanh bề mặt cathode Hiện tượng này làm thay đổi dòng a-nốt theo điện áp a-nốt, gọi là hiệu ứng điện tích không gian Hiệu ứng này ảnh hưởng đến hoạt động của bóng đèn và cần được xem xét trong thiết kế mạch điện tử để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Mạch bù hiệu ứng điện tích không gian Chức năng của mạch: loại trừ ảnh hởng của diện tích không gian trong máy
X quang để có thể điều chỉnh độc lập giữa dòng a - nốt và điện a - nốt trong toàn bộ phạm vi đặt của các giá trị kV và mA.
Mạch đặt dòng cao thế (mA) gồm có chuyển mạch nhiều nấc và các điện trở mắc nối tiếp giữa nguồn ổn áp và các mạch bù liên quan đến tần số và hiệu ứng diện tích không gian Các điện trở này giúp điều chỉnh dòng điện, bảo vệ hệ thống và tối ưu hoạt động của sơ cấp biến thế sợi đốt thông qua tiếp điểm của chuyển mạch chọn mA.
Trị số của các điện trở đợc lựa chọn sao cho điện áp sợi đốt thích hợp với các giá trị mA đã xác định.
Các thiết bị phù trợ khác của khối tạo chùm tia
Để tạo đợc ảnh X quang chất lợng cao, ngoài việc lựa chọn các tham số kVp, mA, s còn cần phải:
- Khu trú, định dạng chùm tia X vào đúng vùng cần thăm khám.
Tớ i sợ i đốt bãng X-Quang
Bộ ổn áp nguồn điện
- Giới hạn, định dạng chùm tia X cho phù hợp kích thớc vùng cần thăm khám.
- Bố trí sao cho khoảng cách giữa bóng X quang và phim phù hợp từng loại xét nghiệm.
- Hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hởng của bức xạ tia X thứ cÊp…
Các điều kiện này được thực hiện nhờ sử dụng các thiết bị định dạng và định vị chùm tia X chính xác, giúp kiểm soát hạn chế sự phát xạ thứ cấp, đảm bảo an toàn trong quá trình chẩn đoán hình ảnh Công nghệ này được áp dụng trong các thiết bị như hộp chuẩn trực, lối đi, sàng lọc, bàn bệnh nhân và cột bẳng, góp phần nâng cao hiệu quả và an toàn cho bệnh nhân và nhân viên y tế.
khối thiết bị định dạng chùm tia
2.6.1:Hép chuÈn trùc (Collimator/ diaphragm)
Hộp chuẩn trực được sử dụng để tăng độ tương phản và độ phân giải của hình ảnh, giúp nâng cao chất lượng hình ảnh y học và giảm liều tia tác động vào bệnh nhân Với những đặc điểm nổi bật như khả năng tối ưu hóa hình ảnh và giảm thiểu rủi ro cho bệnh nhân, hộp chuẩn trực đóng vai trò quan trọng trong quá trình chẩn đoán hình ảnh y học Các đặc điểm chính của hộp chuẩn trực bao gồm khả năng cải thiện độ rõ nét của hình ảnh và giảm thiểu tác động không mong muốn của tia X, góp phần nâng cao hiệu quả chẩn đoán và an toàn cho bệnh nhân.
- Là thiết bị đặt giữa bóng X quang và ngời bệnh, có chức năng giới hạn chùm tia theo kích thớc phù hợp với vùng cần thăm khám.
Giống như các ống kính máy ảnh, bộ phận này bao gồm tấm chì gắn với cơ cấu điều khiển bằng tay hoặc động cơ để tạo ra lỗ mở cho tia X đi qua Lỗ mở thường có hình dạng tròn hoặc chữ nhật, phổ biến nhất là hình chữ nhật, giúp kiểm soát liều lượng tia X và nâng cao độ chính xác trong quá trình chụp ảnh y học hoặc kiểm tra công nghệ.
Hệ thống quang bao gồm đèn chiếu và gờ giúp người vận hành điều chỉnh kích thước và định vị chùm tia chính xác Nó còn hỗ trợ quan sát kích thước chùm tia xuyên qua phim, đảm bảo quá trình kiểm tra diễn ra hiệu quả và chính xác Việc sử dụng hệ thống quang này là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa công tác định vị và kiểm tra chùm tia trong quá trình làm việc.
Tấm lá chắn phía trên
Tấm lá chắn phía trên
Bộ lọc phụ bằng nhôm
Tia X sau khi ra khái hép trùc chuÈn
Chù m tia X từ bóng X-Quang
Hình 2.14 : Cấu trúc của hộp chuẩn trực.
Đối tượng thăm khám có bề dày lớn hơn 10cm và bức xạ thứ cấp cao có thể gây nhiễu, làm giảm chất lượng hình ảnh Để hạn chế nhiễu ảnh này hiệu quả, phương pháp phổ biến là sử dụng lớp lọc tia bức xạ thứ cấp, thường gọi là lới lọc.
Lới là thiết bị dùng để hạn chế tác động của tia X phát xạ thứ cấp tới phim, giúp bảo vệ phim khỏi ảnh hưởng không mong muốn Nó được đặt giữa người bệnh và phim X-quang để giảm thiểu tác động của tia X thứ cấp Lới gồm các giải bằng chì mỏng xếp song song với nhau, hướng về điểm hội tụ của bóng, xen kẽ với vật liệu có khả năng hấp thụ tia không đáng kể như nhôm hoặc chất dẻo, cho phép chùm tia chính truyền qua trong khi giữ lại phần lớn tia thứ cấp Có hai loại lới chính là lới tĩnh và lới động, phù hợp với các loại quy trình chụp khác nhau.
Cấu tạo của thiết bị khá đơn giản, nhưng trên ảnh vẫn còn lưu lại các vết mờ của các dải chì Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến khả năng chẩn đoán, vì người đọc phim đã được đào tạo và biết rõ các yếu tố cần tập trung Việc các vết mờ không cản trở quá trình phân tích hình ảnh giúp đảm bảo độ chính xác trong chẩn đoán y học.
Lới kết hợp giữa lới tĩnh và cơ cấu điều khiển được sử dụng để giảm thiểu ảnh hưởng của các tia không mong muốn trong quá trình chụp hình Khi chuẩn bị chụp hình, lới đươc đưa vào trạng thái chuyển động đu đa với tốc độ cao nhằm làm mờ các giải chì, tăng cường hiệu quả khử tia thứ cấp Tuy nhiên, phương pháp này cũng làm giảm hiệu quả khử tia thứ cấp so với lới tĩnh, đồng thời giảm mật độ tia chính, dẫn đến cần phải tăng liều lượng tia từ 10-15% để đảm bảo chất lượng hình ảnh.
Hình 2.15: Cấu trúc lới tĩnh và một loại lới động
Hiệu suất lọc của hệ thống phụ thuộc vào mật độ và tỷ lệ của lớp lọc, trong đó bao gồm các yếu tố như bề dày lá hấp thụ, khoảng cách giữa hai lá và chiều cao của lá Việc tối ưu hóa các yếu tố này sẽ nâng cao khả năng loại bỏ bức xạ thứ cấp hiệu quả Do đó, việc chọn lựa và thiết kế các lớp lọc phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất làm việc của hệ thống.
Về cấu trúc có hai loại lới: lới vạch và lới chữ thập:
Lới vạch gồm hai loại chính: loại gồm các vạch được bố trí song song với nhau và vuông góc với mặt lới, gọi là lới song song; và loại có các vạch được bố trí hơi nghiêng về vạch trung tâm, gọi là lới hội tụ Lới song song thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu đo chính xác theo chiều ngang hoặc chiều dọc, trong khi lới hội tụ thường được sử dụng để tập trung hoặc hội tụ ánh sáng hoặc tín hiệu tại một điểm nhất định Hiểu rõ đặc điểm của từng loại lới giúp lựa chọn phù hợp để tối ưu hóa hiệu quả trong các dự án kỹ thuật và đo lường.
- Lới chữ thập: bao gồm hai lới vạch loại song song hoặc hôi tụ đặt vuông góc và chồng lên nhau.
Hiệu quả giảm bức xạ thứ cấp của lối chữ thập cao hơn so với lối vạch nhờ khả năng hạn chế phát tia phụ, nhưng thời gian phát tia kéo dài hơn và yêu cầu chùm tia X phải vuông góc với bề mặt lối.
Lới là phụ kiện đắt tiền, dễ hỏng và mất tác dụng khi bị cong, vênh nên cần đợc bảo quản cẩn thận.
Thiết bị định vị bệnh nh©n
Thiết bị định vị bệnh nhân gồm bàn bệnh nhân , cột và giá treo bóng
Hình 2.16: Cụm cột, bóng và bàn bệnh nhân, hộp Cát- xét lắp đặt trên nền nhà
Bàn bệnh nhân và cột bóng X quang phải phối hợp với nhau sao cho có thể thăm khám mọi vùng trên cơ thể với các t thế khác nhau.
Khoảng cách từ điểm hội tụ bóng đến phim tại bàn bệnh nhân phải đợc chỉnh cho dới 1m hoặc trên1,5m.
Các vị trí và tư thế của bàn bệnh nhân cùng với cột hoặc giá treo bóng X quang có thể điều khiển bằng tay hoặc động cơ, giúp thuận tiện trong quá trình chụp Hệ thống này cho phép thực hiện điều khiển tại chỗ hoặc từ xa, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quá trình chẩn đoán Ngoài ra, các thiết bị đo và hiển thị các chỉ số như khoảng cách, góc giúp bác sĩ dễ dàng điều chỉnh và kiểm soát chính xác các vị trí trong quá trình chụp X quang.
Phải đảm bảo các yêu cầu:
- Có kết cấu vững chắc, chịu đợc tải trọng tới 150Kg.
- Có thể định vị tại các góc khác nhau.
- Mặt bàn phải trong suốt với tia X, có thể dịch chuyển ngang, dọc.
- Phía dới mặt bàn có thể lắp hộp Cat-xét phim X quang với lới tĩnh hoặc động.
- Có thể dùng để định vị nhiều t thế trong các xét nghiệm đa năng.
2.Cột và giá treo bóng X quang
- Bóng X quang đợc định vị tại các vị trí khác nhau nhờ cột hoặc giá treo bóng.
- Cột bóng di chuyển trên nền nhà còn giá di chuyển dới trần nhà.
- Bóng nối với cột hoặc giá nhờ cánh tay đòn gọi là cần bãng.
- Máy X quang cố định thì cột và giá treo bóng phải lắp di động theo chiều dọc và ngang.
Kết cấu cột và cần bóng cần đảm bảo khả năng di chuyển linh hoạt của bóng từ trên xuống dưới, ra vào và quay góc trong phạm vi 180 độ Cột bóng phải được trang bị đối trọng để giúp bóng di chuyển nhẹ nhàng, không bị rung lắc hoặc rung lộn xộn, đảm bảo an toàn và hiệu quả khi thi đấu.
Thiết bị lu ảnh và rửa tráng
Khi chiếu ảnh đợc ghi nhờ màn huỳnh quang trong máy X quang cổ điển hoặc nhờ bóng tăng sáng trong máy X quang tăng sáng truyền hình.
Khi chụp, ảnh sẽ đợc ghi lên phim X quang, để tăng hiệu suất phát quang của tia X ngời ta thờng sử dụng cặp bìa tăng quang đặt trong Catxet.
Phim X quang được chế tạo từ chất dẻo trong suốt, hai mặt phủ lớp nhũ tương đặc biệt chứa thành phần hoạt hóa là bạc bromua (AgBr) Hạt bạc bromua này nhạy cảm với ánh sáng và tia X, khi bị chiếu sáng sẽ biến thành màu đen, giúp chẩn đoán hình ảnh y học chính xác và rõ nét.
Hiệu suất chuyển đổi từ tia X thành hình ảnh phim thường thấp hơn nhiều so với ánh sáng, vì vậy trong thực tế, người ta thường sử dụng cặp bìa tăng quang để cải thiện hiệu suất này Bìa tăng quang đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ sáng và độ rõ nét của hình ảnh X-quang, giúp hình ảnh trở nên sắc nét và dễ phân tích hơn Việc lựa chọn và thiết kế bìa tăng quang phù hợp là yếu tố then chốt để nâng cao chất lượng hình ảnh, từ đó nâng cao khả năng chẩn đoán y học chính xác Tóm lại, sử dụng bìa tăng quang là giải pháp hiệu quả để tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi của hệ thống X-quang, góp phần nâng cao chất lượng hình ảnh y học.
2.Bìa tăng quang và Cát- xét a.B×a t¨ng quang
Bìa chắn tia X có hình dạng tấm bìa dày giúp tăng hiệu suất chuyển đổi tia X thành hình ảnh rõ nét Thường được làm bằng màu trắng, bìa chứa các hạt muối tungsten canxi, giúp phát sáng xanh nhằm tối ưu hóa khả năng nhạy cảm của phim X quang Điều này đảm bảo hình ảnh chụp X quang rõ ràng, chính xác hơn trong quá trình chẩn đoán y tế.
Tấm tăng quang trong quá trình chụp X-quang chuyển đổi tia X thành ánh sáng, giúp tạo ra hình ảnh rõ nét của đối tượng cần khám Nhờ bìa tăng quang, hiệu suất sử dụng tia X được nâng cao đáng kể, với khả năng hấp thụ tia X cao hơn phim từ 20 đến 130 lần Mỗi photon tia X tác động vào tấm tăng quang sẽ tạo ra nhiều photon ánh sáng hơn, tăng khả năng tác động lên phim lên khoảng 60 lần Kết quả là, tấm tăng quang góp phần tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng từ 100 đến 1000 lần, tối ưu hoá quá trình chụp ảnh X-quang.
Tấm tăng quang có thể gây ra sự phát quang thứ cấp, làm giảm độ sắc nét của hình ảnh Do tính chất nhạy cảm dễ hỏng hóc, thiết bị này cần được bảo quản cẩn thận để duy trì hiệu suất tối ưu.
Hình 2.15 : Hình ảnh một Cát - xét chứa phim và bìa t¨ng quang
Cát-xét là một hộp dẹt chứa phim và hai tấm tăng quang, giúp bảo vệ phim khỏi ánh sáng gây hại Hai tấm này dính vào hai mặt của cát-xét và được gắn với nhau bằng bản lề có khóa cố định để dễ dàng mở ra, khi cần kiểm tra phim Cát-xét có tác dụng ngăn không cho ánh sáng chiếu trực tiếp vào phim, đảm bảo chất lượng hình ảnh y học chính xác Thiết kế của cát-xét giúp dễ dàng thao tác, nâng cao hiệu quả chẩn đoán hình ảnh trong y học.
X truyền qua bề mặt của nó tới phim
Trên đây, chúng tôi đã cung cấp tổng quan về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy X-Quang truyền thống Nhờ sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật và ứng dụng công nghệ truyền hình, công nghệ thông tin, các loại máy X-Quang ngày càng hiện đại hơn, có khả năng thực hiện nhiều chức năng phong phú và đạt được các đặc trưng kỹ thuật cao.
- Máy X-Quang tăng sáng truyền hình.
- Máy chụp cắt lớp điện toán
- Máy X-Quang chụp mạch và máy X-Quang chụp mạch xoá nền.
Máy X-Quang chụp mạch và máy X-Quang chụp mạch xoá nền thực chất là một loại máy X-Quang ứng dụng hệ thống tăng sáng truyền hình và công nghệ kỹ thuật số trông việc tạo ảnh. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy X-Quang chụp mạch, trớc hết ta tìm hiểu một chút về hai loại máy X-Quang tang sáng truyền hình và máy X-Quang số hoá sử dụng kỹ thuật số trong quá trình lu ảnh Đây là hai loại máy co liên quan rất nhiều tới công nghệ chụp mạch.
Máy X-Quang số hoá và máy X-Quang tăng sáng truyền h×nh
Chùm tia X từ bóng X quang mang thông tin về bệnh nhân, đi qua cơ thể để tạo ra hình ảnh trên màn huỳnh quang Màn huỳnh quang chuyển đổi tia X thành ánh sáng, tạo thành tín hiệu ảnh trên màn hình Hệ thống quang học (camera optics) được kết nối trực tiếp với đầu ra của bóng tăng sáng, giúp truyền tải hình ảnh tới các thiết bị thu ảnh và thực hiện quá trình số hóa Cuối cùng, tín hiệu đã qua số hóa được hiển thị trên màn hình để quan sát và lưu trữ dưới dạng hình ảnh kỹ thuật số.
Nh vậy, X quang số hoá là quá trình xử lý, tái tạo và lu trữ ảnh X quang dới dạng số.
Trong máy X-Quang số hóa ngoài các thành phần của máy X-Quang truyền thống, còn có thêm ba khối quan trọng đặc trưng cho công nghệ số hóa Những khối này đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao chất lượng hình ảnh và hiệu quả chẩn đoán, giúp quá trình xử lý hình ảnh nhanh chóng và chính xác hơn Sự tích hợp của các thành phần mới này góp phần tối ưu hóa hoạt động của máy X-Quang số hóa, mang lại lợi ích rõ rệt cho các ứng dụng y tế hiện đại.
- Khối thiết bị lu trữ ảnh
Trong máy X-Quang chụp mạch và máy chụp mạch xoá nền, quá trình số hoá ảnh và lưu trữ ảnh đều dựa trên nguyên lý của bộ xử lý ảnh số trong công nghệ X-Quang số hoá Ba khối chính trong bộ xử lý ảnh số của máy X-Quang số hoá đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa chất lượng hình ảnh và hiệu quả chẩn đoán Hiểu rõ các thành phần này sẽ giúp các kỹ thuật viên và bác sĩ nắm bắt tốt hơn về hoạt động của các loại máy chụp mạch, từ đó nâng cao kỹ năng và cải thiện kết quả chẩn đoán hình ảnh y học.
1.Khối chuyển đổi tơng tự- số ADC
Hình ảnh video tương tự sau khi được thu nhận bởi hệ thống tăng sáng truyền hình sẽ được gửi tới bộ xử lý ảnh số Bộ xử lý này thực hiện các hoạt động tiền xử lý tín hiệu để điều chỉnh mức biên độ của tín hiệu video, đảm bảo độ chính xác phù hợp cho quá trình chuyển đổi sang dạng số Quá trình này giúp nâng cao chất lượng hình ảnh và tối ưu hóa quá trình xử lý tín hiệu truyền hình số.
Khối ADC hoạt động dựa trên nguyên lý gồm ba quá trình chính: lấy mẫu tín hiệu (Sampling), lượng tử hóa (Quantization) và mã hóa (Coding), giúp chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số phù hợp cho các hệ thống kỹ thuật số, như đã được minh họa rõ nét trong sơ đồ khối hình 2.16.
1 Mạch lọc thông thấp: dùng để hạn chế băng tần tín hiệu vào, ngăn ngừa méo dạng tín hiệu
2 Mạch tạo xung đồng hồ và lấy mẫu: dùng để lấy mẫu và đồng bộ tất cả các khâu trong mạch ADC.
3 Mạch lấy mẫu: có nhiệm vụ lấy mẫu tín hiệu tơng tự tại những thời điểm khác nhau và cách đều nhau (rời rạc hoá tín hiệu về mặt thời gian) Đồng thời giữ cho biên độ điện áp tại các thời điểm lấy mẫu không đổi.
Hình 2.16 : Sơ đồ khối của khối ADC
Xung lÊy mÉu + Đồng hồ
4 Mạch lợng tử hoá: Tín hiệu đợc đa đến mạch lợng tử hoá để thực hiện làm tròn với độ chính xác (Q là bớc lợng tử hoá) Mạch lợng tử hoá làm nhiệm vụ rời rạc hoá tín hiệu về mặt biên độ Quá trình lợng tử hoá thực chất là quá trình làm tròn số.
5 Mạch mã hoá: Trong mạch mã hoá, kết quả lợng tử hoá đợc sắp xếp theo một quy luật nhất định phụ thuộc vào loại mã yêu cầu trên đầu ra của bộ chuyển đổi
Trong các loại bộ chuyển đổi ADC, quá trình lợng tử hoá và mã hoá diễn ra đồng thời, giúp chuyển đổi tín hiệu analog thành dạng số một cách hiệu quả Phép lợng tử hoá và phép mã hoá thường được gọi chung là phép biến đổi ADC (Analog-to-Digital Conversion), đóng vai trò quan trọng trong xử lý tín hiệu số và hệ thống điện tử hiện đại Quá trình này đảm bảo việc chuyển đổi chính xác tín hiệu analog thành dữ liệu số phù hợp cho các ứng dụng kỹ thuật số.