Nghiên cứu so sánh các hệ thống x quang hiện nay tại việt nam

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, thiết bị X quang đóng một vai trò quan trọng trong việc ứng dụng chuẩn đoán lâm sàng và một thiết bị không thể thiếu được trong tất cả các bệnh viện và các cơ sở y

-

ĐỖ QUANG HUY

NGHIÊN CỨU SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG X QUANG

HIỆN NAY TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT Y SINH

Hà Nội – Năm 2011

-

Họ và tên tác giả luận văn: Đỗ Quang Huy

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG X QUANG

HIỆN NAY TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT Y SINH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

Tiến sĩ Nguyễn Phan Kiên

Hà Nội – Năm 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết Nội dung luận văn có tham khảo

và sử dụng các tài liệu theo danh mục tài liệu tham khảo Các số liệu có nguồn trích dẫn, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố trong các công trình nghiên cứu khác

Hà Nội, ngày 21 tháng 09 năm 2011

Tác giả luận văn

Đỗ Quang Huy

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

LỜI NÓI ĐẦU 7

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TIA X 9

1.1 Bản chất và các tính chất cơ bản của tia X 10

1.2 Tương tác của tia X đối với cơ thể người 11

1.3 Hiệu ứng sinh học dưới tác dụng của tia X 15

1.2.1 Hiệu ứng Soma 15

1.2.1 Hiệu ứng di truyền 17

1.2.1 Các hiệu ứng ngẫu nhiên và tất nhiên do bức xạ 18

1.4 Các vấn đề an toàn khi sử dụng tia X 19

1.4.1 An toàn bức xạ trong y tế 19

1.4.2 Các nguyên tắc cơ bản và tổ chức bảo vệ an toàn 20

1.4.3 An toàn bức xạ trong y tế 19

1.4.4 Những yêu cầu kỹ thuật về thiết bị bức xạ 23

1.4.5 Yêu cầu chung đối với khoa lắp đặt thiết bị bức xạ 25

Chương 2: KỸ THUẬT MÁY X QUANG 27

2.1 Phân loại máy X quang .28

2.2 Đặc tính kỹ thuật máy X quang 28

2.3 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của các khối .29

2.3.1 Sơ đồ khối 29

2.3.2 Nguyên lý hoạt động của các khối 29

2.4 Máy X quang cao tần 37

2.4.1 Bộ đổi tần 37

2.4.2 Ưu điểm của máy X quang cao tần 38

2.5 Máy X quang tăng sáng truyền hình 40

2.5.1 Khối thiết bị tăng sáng 42

2.5.2 Khối thiết bị thu ảnh 44

2.5.3 Khối thiết bị xử lý tín hiệu 47

2.5.4 Monitor 48

2.6 Sự đa dạng của máy X quang 49

Chương 3: XÂY DỰNG PHẦN MỀM QLDL 52

3.1 Phương pháp luận 53

3.2 Kiến trúc hệ thống 53

3.3 Công nghệ 55

3.4 Tổng quan về Oracle 60

3.5 Thiết kế chương trình 66

3.5.1 Thiết kế Database 66

3.5.2 Hướng dẫn sử dụng chương trình 71

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

CCD Charge Couple Device

CSDL Cơ sở dữ liệu

CLI Common Language Infrastructure

CLR Common Language Runtime

DALC Data Access Logic components

DBMS Database Manager System

FCL Framework Class Library

ICRP International Commission on Radiological Protection

IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor

MSIL MicroSoft Intermediate Language

MUSICA Multiscale image contrast amplification

SGA System Global Area

UI User Interface

QLDL Quản lý dữ liệu

DANH MỤC HÌNH VẼ

HÌNH VẼ TRANG Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng thể máy X quang truyền thống 29

Hình 3.1: Sơ đồ phương pháp luận 53

DANH MỤC CÁC BẢNG

BẢNG TRANG Bảng 1.1 - Nguy cơ chỉ định về ung thư gây tử vong do bức xạ 17

Bảng 1.2 - Các hiệu ứng có thể của các liều cấp diễn toàn thân 18

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, thiết bị X quang đóng một vai trò quan trọng trong việc ứng dụng chuẩn đoán lâm sàng và một thiết bị không thể thiếu được trong tất cả các bệnh viện và các cơ sở y tế Cùng với nhu cầu về sử dụng thiết bị X quang tại các bệnh viện và cơ sở

y tế ngày càng lớn, sự đa dạng về chủng loại thiết bị, đội ngũ kỹ thuật được đào tạo về việc bảo trì, sửa chữa thiết bị còn rất thiếu … đã tác động không nhỏ tới việc ảnh hưởng của thiết bị tới bệnh nhân và tất cả những người sống và làm việc ở môi trường xung quanh

Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, kết hợp với những kiến thức và tài liệu thu nhận được từ thực tế làm việc dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Phan Kiên em đã đi vào nghiên cứu, đánh giá một cách tổng thể nhất các hệ thống máy X quang hiện đang sử dụng tại các đơn vị và xây dựng một chương trình phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu sau kiểm chuẩn để áp dụng thực tế trong việc quản lý cơ sở dữ liệu hiện nay cũng như trong việc nghiên cứu định hướng phát triển của đề tài

Tên đề tài: “Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam” Nội dung luận văn gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về tia X

Chương này trình bày cơ bản về đặc tính cơ bản nhất về tia X, cơ chế tác động của tia X lên cơ thể người, các hiệu ứng xuất hiện và các vấn đề an toàn chung khi sử dụng bức xạ

Chương 2: Kỹ thuật máy X quang

Chương này nghiên cứu những nét cơ bản nhất về một số đặc tính kỹ thuật cơ bản của các chủng loại máy X quang hiện đang được sử dụng tại các phòng khám và các bệnh viện trong quân đội

Chương 3: Xây dựng phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu

Chương này trình bày tổng quát về phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu các máy X quang sau kiểm chuẩn

Chương 4: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

Chương này trình bày kết luận của luận văn và hướng phát triển tiếp theo của đề tài Trong quá trình làm luận văn, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự phê bình, hướng dẫn và sự giúp đỡ của Thầy cô, bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo Tiến sĩ Nguyễn Phan Kiên cùng các Thầy cô trong khoa để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Học Viên Đỗ Quang Huy

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TIA X

1.1 Bản chất và các tính chất cơ bản của tia X

1.1.1 Bản chất tia X

Tia X hay X quang hay tia Röntgen là một dạng của sóng điện từ, nó có bước sóng trong khoảng từ 0,01 đến 10 nanômét tương ứng với dãy tần số từ 30 Petahertz đến 30 Exahertz và năng lượng từ 120 eV đến 120 keV Bước sóng của nó ngắn hơn tia

tử ngoại nhưng dài hơn tia Gamma

Tia X mang những đặc trưng của một dạng sóng điện từ như lan truyền trong chân không với tốc độ c = 300.000km/sec, thông qua 3 đại lượng đặc trưng cơ bản là chu kỳ (T), tần số (f) và bước sóng (λ)

1.1.2 Các tính chất cơ bản của tia X

a Tia X có khả năng đâm xuyên lớn

Do tia X có bước sóng λ rất ngắn do đó nó có năng lượng và khả năng đâm xuyên lớn Về mặt lý thuyết thì người ta chỉ có thể làm giảm cường độ của tia X chứ không thể triệt tiêu hoàn toàn tia X

b Tia X có khả năng ion hóa mạnh

Khi chiếu tia X vào một môi trường, chẳng hạn như không khí, các nguyên tử và phân tử của môi trường đó sẽ được mất hoặc bổ xung thêm những điện tử e-, để trở thành những ion dương hoặc âm, người ta gọi hiện tượng đó là hiện tượng ion hóa, còn khả năng

đó của tia X gọi là khả năng ion hóa Tia X có khả năng ion hóa mạnh đặc biệt với không khí Người ta ứng dụng tính chất này để chế tạo những máy đo liều tia X và điều trị

c Tia X làm phát sóng các chất huỳnh quang

Nhiều chất như Clorua Natri, Sulfua kẽm…sẽ bị khích thích và phát quang dưới tác dụng của tia X Người ta sử dụng các chất này trong bìa tăng quang để giảm được thời gian phát tia và liều lượng tia

d Tia X tác dụng lên vật liệu ảnh

Đối với một số hợp chất, tia X có khả năng phân tích chúng thành những ion Chẳng hạn như ở các phim kính hoặc giấy ảnh có chứa chất AgBr Người ta sử dụng tính chất này trong việc chuẩn đoán (chụp X quang)

1.2 Tương tác của tia X đối với cơ thể người

a Tương tác của tia X đối với tế bào

Cơ thể tạo nên từ nhiều tế bào có hình dạng và chức năng khác nhau Tế bào tạo nên từ nguyên sinh chất chứa các hợp chất khác nhau như các muối vô cơ, Gluxit, Protit, Lipit, các axit amin Giữa các tế bào là nhân chứa chất nhiễm sắc thể bao gồm các gen là yếu tố di truyền

Dưới tác dụng của tia X, các phân tử nước trong nguyên sinh chất cấu tạo ra các ion đôi và sau đó là các gốc hoạt tính Những nguyên nhân này gây ra những biến đổi khác trong tế bào: làm biến chất các phân tử Protit, khử hoạt tính các men, vitamin và hooc môn, phá hủy sự phân chia tế bào cũng như sự hô hấp của chúng tạo nên những phân tử độc như chất ôxy già và các chất độc khác Thông thường xem xét sự tác động của tia X dưới 4 giai đoạn sau:

* Giai đoạn vật lý đầu tiên: kéo dài chỉ một phần rất nhỏ của giây (10-16) khi năng lượng được truyền cho tế bào và gây ion hoá Trong nước, quá trình này được mô tả như sau:

phẩm còn lại, H và OH, được gọi là các gốc tự do vì chúng có một electron không kết

cặp và có hoạt tính hoá học cao

* Giai đoạn hoá học: kéo dài khoảng vài giây, trong đó các sản phẩm phản ứng

tương tác với các phân tử hữu cơ quan trọng của tế bào Các gốc tự do và các tác nhân oxi hoá có thể tấn công các phân tử phức tạp là thành phần của các nhiễm sắc thể

Ví dụ, chúng có thể tự gắn vào một phân tử hoặc làm gẫy các liên kết trong các phân tử dạng chuỗi dài đó

* Giai đoạn sinh học: kéo dài từ hàng chục phút cho đến hàng chục năm tuỳ từng

triệu chứng cụ thể Những sự thay đổi hoá học trình bày ở trên có thể ảnh hưởng đến mỗi

tế bào đơn lẻ theo các cách khác nhau

Ví dụ, chúng có thể: làm tổn thọ tế bào, cản trở hoặc làm trễ sự phân chia tế bào, hoặc truyền những biến đổi vĩnh viễn trong tế bào ban đầu sang các tế bào con

b Tương tác của tia X đối với nhân tế bào

Cơ sở của di truyền là các gen của tế bào Trong quá trình phân chia tế bào chất nhiễm sắc thể được tạo nên với cấu tạo xác định là gọi là các nhiễm sắc thể đặc trưng cho dáng và giống

Thường cứ sau một số giây thì tế bào lại phân chia, nhưng trong nhiều trường hợp thì sau khi chiếu tia thì sự phân chia của tế bào trở lên không bình thường và làm tăng tần số đột biến

c Tương tác của tia X đối với bào tương

Liều lượng chiếu tia cao gây nên những lỗ trống trong bào tương làm thay đổi khả năng bắt mầu, tăng khả năng hấp thụ của màng tế bào và màng nhân làm cho tế bào bị phồng to và cuối cùng bị thoái hóa

Ở giai đoạn đầu của sự phát triển và sự phân lập thì bào tương rất nhạy cảm đối với tia X Do đó trong sự phát triển của phôi thai, nếu một tế bào sau đó bị phá hủy hoặc phát triển không bình thường thì sẽ ảnh hưởng lớn tới quá trình phân li và tạo hình các cơ quan

d Tương tác của tia X đối với mô

Các mô có những phản ứng rất khác nhau dưới tác dụng của tia X Các mô dễ bị tổn thương hơn cả là các hệ thống bạch huyết và tủy xương, các biểu mô tuyến sinh dục, biểu mô da và thủy tinh thể

Đối với mô da: khi chiếu tia X nhiều lần với liều lượng cao có thể gây nên bệnh ban đỏ, hơn nữa có thể gây tổn thương lớp nội bào, có thể làm cho lớp tế bào ngoài phân hủy, phá hủy lỗ chân lông và da…

Đối với các mô thấu kính: sự thay đổi của các cơ quan nhận cảm và các sợi của phần ngoại biên sẽ cho phép thấy được tổn thương ở các mô khác nhau của cơ thể Tia

X có thể gây tổn thương các mạch máu não và tủy sống, gây nên những ổ hoại tử rất nhỏ và có thể gây nên những thay đổi loạn dưỡng của các cơ quan

Như vậy những tổn thương dưới tương tác với tia X nhìn thấy được không phải chi do tác dụng trực tiếp của tia X lên các mô và các cơ quan mà còn do sự điều hòa thần kinh chức năng của chúng bị phá hủy

e Tương tác của tia X đối với máu và các mô tạo máu

Sau khi chiếu tia khoảng 20-30 phút sẽ thấy sự thay đổi thành phần hình thái của máu ngoại biên: số bạch cầu Limphô, bạch cầu trung tính, hồng cầu lưới và tiểu cầu sẽ

bị giảm Sau đó số bạch cầu trung tính sẽ phục hồi một cách nhanh chóng còn bạch cầu Limphô vẫn tiếp tục giảm

Trong số những cơ quan tạo máu thì lá lách, những cơ quan Limphô và tủy đỏ có

độ nhạy cảm với tia X cao Sau tác đọng của tia X có liều lượng cao thì trong những bạch cầu Limphô trống những bạch Limphô, các mạng trong lá lách sẽ bị phá hủy, các

tế bào của chúng bị hủy hoại và các thành phần cuả chúng bị thực bào hóa Ngay trong quá trình chiếu tia có thể quan sát ở tủy sống việc phân chia tế bào bị ngừng trệ, sau đó phát hiện sự teo đặc nhân, sự thay đổi hình thái học…

f Tương tác của tia X đối với cơ quan tiêu hóa

Trong các cơ quan tiêu hóa thì ruột non và các bộ phận mỏng của nó rất nhạy cảm với tia X Với những liều lượng tia cao thì biểu mô của ruột non bị phá hủy, các tế bào bị

tróc vẩy, các nhung mao bị bóc trần gây chảy máu và mất chức năng sinh lý Trong niêm mạc ruột non xuất hiện nhiều chỗ chảy máu chuyển thành những ổ hoại tử và loét

g Tương tác của tia X đối với hệ thống tim mạch

Hiệu quả trực tiếp và thường xuyên lên hệ thống tim mạch dưới tác dụng của tia

X là hiện tượng mạch nhanh và tắt huyết áp Sau khi chiếu tia khoảng một tuần thì độ thẩm thấu và đọ bền vững của thành mao mạch bị giảm và nôi mô của chúng bị thay đổi.Đến cuối tuần lễ thứ 2 các mao mạch có thể bị đứt gãy và đồng thời xảy ra sự thay đổi hình thái học, giảm tiểu cầu, giảm tốc độ đông máu, có thể xuất hiện triệu chứng xuất huyết

h Tương tác của tia X đối với cơ quan nội tiết

Sau khi chiếu tia toàn bộ, ban đầu chức năng của các cơ quan nội tiết bị kích thích sau đó mới bị ảnh hưởng gây hậu quả hco sự điều hòa thể dịch thần kinh làm phức tạp toàn bộ quá trình sống Tuyến yên và vỏ thượng thận tương đối nhạy cảm với tia hơn, còn tuyến giáp tương đối ít nhạy cảm

i Tương tác của tia X đối với tinh trùng

Biểu bào phôi của tinh trùng rất nhạy cảm đối với tia X, còn các tinh trùng chín muồi lại có sức đề kháng tia và ngay cả sau những liều lượng tia lớn vẫn có khả năng thụ thai được Liều lượng tia nhỏ chỉ làm xuất hiện đột biến ở nhân của biểu bì phôi của tinh trùng còn liều lượng tia lớn gây nên sự giảm sản, làm co hẹp và teo ống sinh tinh do đó làm mất tinh trùng tạm thời hay vĩnh viễn

k Tương tác của tia X đối với buồng trứng

Những hooc môn sinh dục của phụ nữ có tác dụng bảo vệ rõ rệt dưới tác dụng của tia X Nhưng bản thân buồng trứng và các tế bào trứng nói chung nhạy cảm với tia X hơn so vói tinh trùng của đàn ông

Trứng thụ tinh và phôi thai làm tổ rất dễ bị tổn thương dưới tác dụng của tia X, khi chiếu tia lên toàn bộ cơ thể thì sẽ làm giảm quá trình sinh sữa, liều lượng tia lớn hơn sẽ làm giảm khả năng miễn dịch của buồng trứng

1.3 Hiệu ứng sinh học dưới tác dụng của tia X

Các hiệu ứng sinh học dưới tác dụng của tia X đã được đề cập rất nhiều từ khi các biểu hiện thương tổn dưới tác dụng của tia X xuất hiện và các hiệu ứng được phân loại theo nhiều cách khác nhau Theo biểu hiện và hiệu ứng ta có thể chia làm 2 loại: hiệu ứng soma (hiệu ứng thân thể) gây thiệt hại thấy được trên chính người bị chiếu xạ và hiệu ứng di truyền gây các thiệt hại chỉ thấy được trên con cái của người bị chiếu xạ

1.3.1 Hiệu ứng soma

a Các hiệu ứng sớm

Các hiệu ứng sớm là các hiệu ứng xảy ra trong giai đoạn từ một vài giờ cho đến một vài tuần sau khi bị chiếu tia X cấp diễn Các hiệu ứng này xảy ra do sự suy giảm nhanh chóng số lượng tế bào trong một số cơ quan của cơ thể vì nhiều tế bào đã bị huỷ diệt hoặc quá trình phân chia tế bào bị cản trở hoặc chậm lại Các hiệu ứng xảy ra chủ yếu do tổn thương trên da, tuỷ xương, bộ máy tiêu hoá, hoặc cơ thần kinh tuỳ thuộc vào liều chiếu đã nhận Các liều hấp thụ cấp diễn lớn hơn 1 Gy thường gây nôn mửa hoặc buồn nôn Hiện tượng này được gọi là ốm mệt do bức xạ và xảy ra chỉ một vài giờ sau khi bị chiếu xạ gây tổn hại cho các tế bào thành ruột Những liều hấp thụ trên 2 Gy có thể dẫn đến tử vong trong vòng từ 10 đến 15 ngày sau khi bị chiếu xạ

Không có một ngưỡng liều xác định mà dưới mức đó chắc chắn sẽ không có nguy

cơ tử vong do chịu liều cấp diễn, mặc dù rằng dưới 1,5 Gy nguy cơ tử vong sớm có thể rất thấp Tương tự như vậy, không có một mức xác định nào mà trên đó tử vong do chiếu

xạ cấp diễn là chắc chắn xảy ra Tuy nhiên khả năng để sống sót sau khi chịu một liều chiếu 8 Gy là rất thấp Với những liều trên khoảng 10 Gy, tử vong xảy ra thường do bị nhiễm trùng thứ cấp vì số lượng tế bào máu trắng, tác nhân chống lại nhiễm trùng, đã bị suy giảm Do vậy, khoảng liều từ 3 đến 10 Gy thường được gọi là vùng tử vong nhiễm trùng Trong khoảng này, cơ hội sống sót có thể tăng lên nhờ các biện pháp điều trị y tế đặc biệt, kể cả việc cách ly đối tượng trong một môi trường vô trùng và được cấy thêm tuỷ xương để thúc đẩy sự sản sinh ra các tế bào máu trắng

Đối với những liều trên 10 Gy cho tới những mức liều cao hơn nhiều, thời gian sống sót giảm hẳn xuống còn từ 3 đến 5 ngày Các liều chiếu xạ trong khoảng này làm suy giảm mạnh các tế bào thành ruột Sự phá huỷ rộng khắp xảy ra trong thành ruột và tiếp theo là sự xâm nhập mạnh mẽ của các vi khuẩn Khoảng này được gọi là vùng tử vong tiêu hoá

Ở những mức liều cao hơn, thời gian sống sót giảm xuống rất nhanh Hiện nay có rất ít các số liệu khả dụng về cơ thể người trong vùng liều này nhưng những thí nghiệm trên động vật cho thấy rằng các triệu chứng xảy ra do huỷ hoại của tia X đối với hệ thần kinh trung ương Tuy nhiên, điều quan sát được là sự tử vong đó không phải đến tức thời thậm chí cả trên các động vật bị chiếu xạ với liều vượt quá 500 Gy

Một hiệu ứng khác xuất hiện sớm sau khi bị chiếu xạ quá liều cấp diễn là hiệu ứng ban đỏ và hiệu ứng vô sinh Hiệu ứng ban đỏ đó là sự đỏ lên của da Điều này đặc biệt đúng với các tia X năng lượng thấp Một liều chiếu xạ 3 Gy của tia X năng lượng thấp sẽ gây ra ban đỏ và những liều lớn hơn có thể gây ra các triệu chứng khác như sự xuất hiện các sắc tố trên da, vết bỏng rộp, và vết loét Trong hiệu ứng vô sinh thì dưới tác dụng của tia X làm suy giảm quá trình phân chia tế bào trong cơ quan sản xuất tinh trùng của nam hoặc làm giảm số trứng có thể thụ tinh được trong buồng trứng của phụ nữ Một liều cấp diễn 2 Sv trên cơ quan sinh dục nam (đã trưởng thành) có thể gây vô sinh tạm thời (mặc

dù không bị bất lực) trong một vài tháng Một liều chiếu cấp diễn 5 Sv trên cơ quan sinh dục của cả phụ nữ và nam giới có thể sẽ gây vô sinh vĩnh viễn

Bảng 1.1 - Nguy cơ chỉ định về ung thư gây tử vong do bức xạ

Hiệu ứng Mô bị nguy hiểm Số ca / (106 người×

mSv) Nam Nữ Máu trắng

Ung thư vú

Ung thư phổi

Ung thư tuyến giáp

Ung thư xương

Các dạng ung thư

khác

Tuỷ xương đỏ

Vú của phụ nữ Phổi

Tuyến giáp Các tế bào mặt xương

Các mô khác

2

-

2 0,5 0,5

5

2

5

2 0,5 0,5

5

Một hiệu ứng muộn khác có thể xảy ra do bức xạ là sự phát triển bệnh đục thuỷ tinh

thể Bệnh đục thuỷ tinh thể là hiện tượng mất độ trong suốt của thuỷ tinh thể của mắt,

thường xuất hiện do tuổi già hoặc do mắc bệnh về trao đổi chất như bệnh tiểu đường

1.3.2 Các hiệu ứng di truyền

Các hiệu ứng di truyền do bức xạ tia X xảy ra do các tế bào sinh sản bị tổn hại bởi

bức xạ Sự tổn hại này gồm các biến đổi chất liệu di truyền của tế bào, gọi là những đột

biến gien

Như đã nêu ở phần trên, quá trình sinh sản diễn ra khi trứng được thụ tinh bởi một

tinh trùng và kết quả là phôi sẽ nhận được một bộ hoàn chỉnh các chất liệu gien từ mỗi

cặp bố mẹ Như vậy, mỗi phôi thai sẽ nhận được hai bộ gien bổ sung cho nhau, một bộ

từ bố và một từ mẹ Nói chung, người ta quan sát thấy hai loại gien, một là “trội” và một

là “lặn” Gien trội sẽ quyết định các đặc trưng riêng đi kèm với nó cho em bé

Bức xạ có thể gây ra các đột biến gien mà chúng khác với các đột biến xảy ra tự

nhiên Hệ quả của sự huỷ hoại gien quá mức dĩ nhiên sẽ rất nghiêm trọng và do vậy cần

phải kiểm soát chặt chẽ sự chiếu xạ dân chúng nói chung

Những nguy cơ xảy ra các hiệu ứng di truyền do chiếu xạ các cơ quan sinh dục là rất không chắc chắn ICRP đánh giá nguy cơ mắc các bệnh di truyền trầm trọng trong hai thế hệ đầu tiên tiếp theo sự chiếu xạ lên một trong hai bố mẹ là vào khoảng 10 trên một triệu người trên một mSv Trong tất cả các thế hệ, nguy cơ này sẽ gấp hai lần giá trị đó Rõ ràng rằng, chỉ những chiếu xạ xảy ra trong thời kỳ thụ thai có thể ảnh hưởng đến các đặc trưng gien của phôi thai, và bởi vì tuổi trung bình của người mang thai vào khoảng 30, nên chỉ một phần liều nhận bởi một nhóm dân chúng điển hình sẽ bị hại về gien Tổng số các nguy hại về gien trong tất cả các thế hệ, lấy trung bình trên cả hai phái và trên tất cả các tuổi, do vậy là vào khoảng 8 hiệu ứng nghiêm trọng trên một triệu cho mỗi mSv

1.3.3 Các hiệu ứng ngẫu nhiên và hiệu ứng tất nhiên do bức xạ

Gần đây một cách phân loại khác đã được ICRP giới thiệu vào đầu những năm 90

để phân biệt các hiệu ứng mà xác suất xảy ra chúng phụ thuộc vào liều chiếu và các hiệu ứng mà mức độ trầm trọng của chúng liên quan tới liều Các hiệu ứng trong nhóm đầu gọi là hiệu ứng ngẫu nhiên và nhóm sau gọi là các hiệu ứng tất nhiên

Trong thông báo Publication 60, ICRP giải thích rằng các hiệu ứng ngẫu nhiên là những hiệu ứng (thường là về lâu dài) không có ngưỡng rõ rệt Nguy cơ xảy ra một hiệu ứng do chiếu xạ tăng lên cùng với liều, nhưng mức trầm trọng của hiệu ứng đó không phụ thuộc vào độ lớn của liều Các hiệu ứng tất nhiên là các hiệu ứng có một ngưỡng xác định Mức độ trầm trọng của các hiệu ứng này tăng lên theo sự tăng của liều, nhưng nguy cơ xảy

ra hiệu ứng là không tồn tại ở dưới ngưỡng và chắc chắn xảy ra ở trên ngưỡng đó

Bảng 1.2 - Các hiệu ứng có thể của các liều cấp diễn toàn thân

Liều cấp diễn

(mGy)

Hiệu ứng

0 - 25 Không phát hiện được các hiệu ứng lâm sàng Không chắc có thể

xảy ra các hiệu ứng muộn

250 - 1.000 Thay đổi thành phần máu nhẹ, sẽ phục hồi

Có thể gây buồn nôn

Có thể có các hiệu ứng muộn nhưng không đánh giá được xác suất

1.000 - 2.000 Buồn nôn và mệt mỏi, có thể nôn mửa

Giảm một số loại tế bào máu và hồi phục chậm

2.000 - 3.000 Có thể buồn nôn và nôn mửa trong ngày đầu tiên

Ủ bệnh khoảng hai tuần, tiếp theo là cảm giác khó chịu, kém ăn, tiêu chảy, sút cân nhẹ

Có thể tử vong trong vòng 2 - 6 tuần nhưng những cá nhân khoẻ nhất có thể hồi phục được

3.000 - 6.000 Buồn nôn và nôn mửa, có thể tiêu chảy trong những giờ đầu tiên

Ủ bệnh ngắn, tiếp theo là kém ăn, khó chịu toàn thân, xuất huyết, sụt cân, nổi cục trên da, tiêu chảy, sưng họng

Một số ca tử vong ngay trong những tuần đầu, tỷ lệ tử vong tổng cộng là 50% trong số các cá nhân nhận khoảng 3,5 Sv

> 6.000 Buồn nôn, nôn mửa, và tiêu chảy trong những giờ đầu

Ủ bệnh ngắn, tiếp theo là tiêu chảy, xuất huyết, nổi cục ở da, sưng họng, sốt vào cuối tuần đầu tiên

Sụt cân nhanh và tử vong ngay trong tuần thứ hai với tỷ lệ tử vong tổng cộng có thể tới 100% số cá nhân bị chiếu xạ

1.4 Các vấn đề an toàn khi sử dụng tia X

tuy vậy, thật kỳ lạ, nó cũng có thể chữa trị bệnh đó trong một số trường hợp Đó là vì các tế bào đang trong giai đoạn phân chia nhanh đặc biệt nhạy cảm với bức xạ, mà các khối u ung thư chính là tổ chức tế bào đang phân chia rất nhanh đến mức không thể kiểm soát được, nên các tế bào ung thư nhạy cảm với bức xạ hơn là các tế bào thường Theo các chuyên gia y tế, tia X có vai trò hết sức quan trọng trong điều trị bệnh ung thư có mật độ cao, thuật ngữ gọi là xạ trị Các loạt X-Quang khác nhau có lượng sóng khác nhau Ví dụ, tia X dùng trong nhũ đồ Nhũ đồ là cách tốt nhất để phát hiện sớm ung thư vú trước khi khối u đủ lớn để sờ thấy được Nhũ đồ là một dạng X-Quang đặc biệt dành cho tuyến vú Lượng sóng của tia X dùng trong nhũ đồ rất nhỏ, có lượng sóng ít hơn trong chụp X-Quang các hình ảnh xương, ngực, bụng…

Còn nhiều bệnh khác có thể điều trị bằng bức xạ, đáng chú ý là các bệnh về da, nhưng vì nó luôn có các nguy hại bức xạ đi kèm nên các phương pháp khác thường được thử trước Các nguông bức xạ hở cũng được dùng trong chuẩn đoán và điều trị Việc đưa một lượng dung dịch phóng xạ vào cơ thể qua miệng hoặc qua mạch máu sẽ dẫn đến sự hấp thụ một hoạt độ phóng xạ vào các bộ phận khác nhau của cơ thể Tùy thuộc vào chất phóng xạ được sử dụng và dạng chất đã dùng, hoạt độ phóng xạ đó có thể phân bố đều khắp cơ thể hoặc tập trung trong các cơ quan nhất định

Trong các ứng dụng điều trị, mục đích là đưa ra một liều đã định trước đến một cơ quan xác định đồng thời giảm liều gây ra cho toàn bộ cơ thể đến mức thấp nhất

Các phép thử chuẩn đoán bao gồm việc quan sát hành vi của các nhân phóng xạ bằng cách hoặc là đo độ phóng xạ bị bài tiết hặc là đo bức xạ ở ngoài cơ thể Ví dụ, chức năng của tuyến giáp có thể đo được bằng cách cho uống dung dịch iodine-131 và

đo độ hấp thụ iodine bởi tuyến giáp

1.4.2 Các nguyên tắc cơ bản và tổ chức bảo vệ an toàn

Bảo vệ an toàn bức xạ trong lĩnh vực y tế có những vấn đề riêng biệt vì sức khỏe

và sự hồi phục của bệnh nhân là quan trọng nhất Khi một lượng hoạt độ lớn được đưa vào người bệnh nhân thì nó có thể gây nguy hại bức xạ đáng kể cho các nhân viên y tế, các bệnh nhân khác và khách thăm

Các biện pháp bảo vệ bức xại được thảo luận trước đây như che chắn, khoảng cách và bao kín có thể không áp dung được theo cách bình thường Tuy nhiên, theo nghĩa thông thường, bệnh nhân đó vẫn phải được chăm sóc thích hợp mà không gây tổn hại quá mức cho những người khác

Các nguyên tắc bảo vệ an toàn bức xạ cơ bản trong y tế là:

+ Việc khám và điều trị bệnh bằng bức xạ chỉ được thực hiện khi chúng đem lại lợi ích hơn các phương pháp khác

+ Tại bất kỳ nơi nào có thể, mọi việc khám và điều trị bằng bức xạ phải được tiến hành trong các đơn vị đặc biệt (khoa, phòng, ban ) chuyên về bức xạ hoặc trong các buồng bệnh chuyen biệt

+ Liều xạ sử dụng cho bệnh nhân phải được giảm đến mức thấp nhất có thể bằng cách dùng những kỹ thuật tốt nhất hiện có và phải thưch hiện các biện pháp để gaimr đến mức thấp nhất có thể liều xạ trên các bộ phận khác của cơ thể

+ Luôn đặc biệt cân nhắc trước khi chỉ định chiếu xạ cho phụ nữ có thai và trẻ em + Cần thực hiện các biện pháp thông thường để giảm liều trên các cơ quan sinh dục,

ví dụ đối với tia X là hạn chế kích thước trường chiếu và trang bị các tấm che chắn

+ Mọi phép chẩn trị sử dụng bức xạ phải được tiến hành theo cách cho phép giảm đến mức thấp nhất liều bức xạ gây cho những người khác

Tổ chức và bảo vệ an toàn bức xạ ở tất cả các cơ sở y tế sử dụng bức xạ đều phải tuân thủ theo các quy định của nhà nước về an toàn và kiểm soát bức xạ quốc gia sở tại Nói chung, trách nhiệm cao nhất về đảm bảo an toàn bức xạ trong một cơ sở y tế sử dụng bức xạ thuộc về người quản lý cơ sở đó Thẩm quyền của người quản lý được thực hiện thông qua người phụ trách an toàn của cơ sở dựa trên sự ủy quyền Người phụ trách an toàn bức xạ của một cơ sở thường có trách nhiệm tổ chức thực hiện các biện pháp bảo đảm an toàn theo quy định trong quá trình sử dụng bức xạ tại cơ sở đó

Điều quan trọng là tất cả các nhân viên có thể chiếu xạ trong quá trình làm việc cần được hướn dẫn về bản chất của các mối nguy hại bức xạ và các biện pháp đề phòng cần thực hiện

Các tính chất nguy hại của bức xạ và các phương pháp bảo vệ tùy thuộc vaopf từng loại nguồn bức xạ, có thể chia làm 2 loại:

- Bảo vệ an toàn đối với các nguồn bức xạ kín

- Bảo vệ an toàn đối với các nguồn bức xạ hở

Các nguồn kín ở đây bao gồm không chỉ các nhân phóng xạ được bao kínphats ra bức

xạ β hoặc γ mà còn cả các thiết bị phát bức xạ như các máy phát tia X, máy gia tốc điện tử, các máy phát nơtron Về cơ bản sự khác biệt giữa nguồn kín và nguồn hở ở chỗ, không kể khi xảy ra tai nạn, còn thì không có vấn đề nhiễm bẩn phóng xạ đối với loại thứ nhất

1.4.3 Những yêu cầu kỹ thuật về thiết bị bức xạ

a Yêu cầu chung đối với các thiết bị phát tia X và các thiết bị xạ trị chứa nguồn phóng xạ kín dùng để khám và chữa bệnh:

- Phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế hoặc Việt Nam

- Phải có các tài liệu đi kèm với thiết bị như đặc trưng kỹ thuật, hướng dẫn vận hành, bảo dưỡng kể cả hướng dẫn về an toàn và phải được dịch sang tiếng Việt

- Phải có cơ cấu kiểm soát tự động chùm tia

- Phải giới hạn sự chiếu xạ trong khu vực được khám và chữa bệnh của người bệnh

b Yêu cầu đối với thiết bị phát tia X hay thiết bị xạ trị dùng nguồn kín để khám bệnh:

- Thiết bị phát tia X và các phụ kiện kèm theo phải đảm bảo mức chiếu xạ thấp, hợp lý, phù hợp với yêu cầu thu nhận thông tin

- Các thông số đặt tại thiết bị phát tia X như: Điện áp cao áp (kV), dòng điện cao

áp (mA), thời gian phát tia (s), mAs, điểm hội tụ, khoảng cách hội tụ, kích thước trường chiếu, tấm lọc phải được chỉ rõ và chính xác

- Trong chế độ chiếu, máy phải được trang bị bộ hạn chế thời gian

c Các yêu cầu đối với thiết bị bức xạ để chữa bệnh:

- Thiết bị bức xạ phải được trang bị các phương tiện để kiểm soát các thông số vận hành như: loại bức xạ, năng lượng, vật điều chỉnh chùm tia (như tấm lọc) khoảng cách chiếu trị, kích thước trường chiếu, định hướng chùm tia và thời gian chiếu trị hoặc liều đã định

- Các thiết bị chiếu xạ dùng nguồn phóng xạ phải tự động trở về vị trí an toàn khi

có sự cố, nguồn vẫn được duy trì che chắn bảo vệ cho tới khi cơ cấu kiểm soát chùm tia được tái khởi động từ tủ điều khiển

- Ngoài ra, thiết bị xạ trị từ xa (teletherapy) còn phải cần:

Có hai hệ thống tự trả về vị trí an toàn khi có sự cố để chấm dứt chiếu xạ

Có khóa liên động an toàn hoặc phương tiện để chấm dứt chiếu xạ khi máy hoạt động trong điều kiện khác với điều kiện đã định sẵn từ tủ điều khiển

- Khóa liên động an toàn phải đảm bảo sao cho khi bảo dưỡng máy, nếu tạm ngắt khóa liên động thì thiết bị vẫn vận hành được dưới sự kiểm soát trực tiếp của nhân viên bảo dưỡng nhờ có dụng cụ, mã hoặc chìa khóa thích hợp

- Các nguồn đồng vị phóng xạ dùng để xạ trị từ xa hoặc áp sát được kết cấu đúng theo định nghĩa về nguồn kín

- Khi tính toán, thiết kế chiều dày tường, sàn, trần, cửa ra vào của phòng đặt thiết

bị bức xạ phải chú ý các thông số của thiết bị (điện thế, cường độ dòng điện, hoặc hoạt

độ phóng xạ của nguồn), hệ số sử dụng thiết bị, hệ số chiếm cứ của từng khu vực bên ngoài phòng đặt thiết bị nhằm đảm bảo giữ liều giới hạn hàng năm đối với dân chúng ở ngoài phòng là 1mSv

- Thiết bị được che chắn để sao cho liều giới hạn hàng năm đối với nhân viên vận hành máy không vượt quá 20mSv

b Bố trí thiết bị bức xạ

- Mỗi phòng chỉ đặt một thiếtbị bức xạ: Trường hợp phòng đã đặt hai quang thì hai máy không được hoạt động đồng thời trong cùng một thời điểm Thiết bị bức xạ phải đặt sao cho lúc sử dụng, tia chiếu không hướng vào tủ điều khiển, cửa ra vào, cửa sổ hoặc khu vực đông người

máyX Tủ điều khiển thiết bị bức xạ phải đặt ngoài, sát phòng đật thiết bị, phải có phương tiện quan sát bệnh nhân, có phương tiện thông tin giữa người điều khiển và bệnh nhân Riêng trường hợp thiết bị phát tia X làm việc ở điện áp nhỏ hơn 150KV, tủ điều khiển có thể đặt trong phòng đặt thiết bị nhưng phải có bình phong chì

c Trong phòng đặt thiết bị xạ trị phải lắp dụng cụ kiểm xạ tự động để báo động về tình trạng bất thường khi sử dụng thiết bị

d Đường đi vào nơi đặt thiết bị xạ trị từ xa phải thiết kế đi dích dắc

e Cửa ra vào phòng xạ trị từ xa phải có khóa liên động để:

+ Chỉ khởi động được thiết bị xạ trị khi cửa ra vào đã đóng hoàn toàn

+ Tự động chấm dứt chiếu xạ khi cửa bị mở bất ngờ

f Tín hiệu cảnh báo:

+ Đặt ở phía trên cửa ra vào phòng thiết bị bức xạ một đèn đỏ, phát sáng khi thiết bị bức xạ bắt đầu hoạt động

+ Đặt trên cửa ra vào phòng thiết bị bức xạ một biển cảnh báo bức xạ

1.4.5 Yêu cầu chung với khoa lắp đặt thiết bị bức xạ

a Khoa lắp đặt thiết bị cần bố trí cách biệt khỏi các khoa khác để người vào khoa khác không phải đi qua khoa này Ở lối vào khoa này phải có biển cảnh báo bức xạ

b Việc bố trí các phòng trong khoa theo nguyên tắc: liều phóng xạ giảm dần từ trong ra ngoài hoặc từ dưới lên trên nếu khoa có nhiều tầng (kho dược chất phóng xạ, phòng pha chế dược chất phóng xạ ở trong cùng) Các phòng có nguồn phóng xạ hở được bố trí kề cận nhau để tránh nhiễm bẩn phóng xạ diện rộng

c Yêu cầu đối với các phòng có nguồn phóng xạ hở

+ Phải được thông khí tốt

+ Chiều dày của tường, sàn, trần, cửa ra vào của phòng phải được tính toán như đối với phòng đặt thiết bị bức xạ để che chắn bức xạ nhằm đảm bảo giữ liều giới hạn hàng năm đối với dân chúng ở ngoài phòng là 1mSv Tường không gồ ghề, phải phủ một lớp không thấm nước,để tẩy xạ

+ Sàn của phòng cần phủ lớp nhẵn không thấm nước, có lối thoát nước ra rãnh thoát nước dành cho nước thảiphóng xạ

+ Bề mặt bàn làm việc với nguồn phóng xạ phải làm từ vật liệu bằng phẳng, không hấp thụ chất phóng xạ, không có vết rạn, kẽ nứt, dễ tẩy xạ

+ Chậu rửa có vòi được điều khiển bằng chân hay khuỷu tay hoặc tự động + Phải trang bị tủ hút loại dành riêng cho công việc với chất phóng xạ có phát sinh khí

+ Phải sử dụng kẹp (panh) hoặcxi lanh được che chắn để giảm liều ở tay

d Phải được trang bị tối thiểucác dụng cụ đo:

+ Máy chuẩn liều dược phẩm phóng xạ

+ Máy đo suất liều với độ nhạy thích hợp

+ Máy phát hiện nhiễm bẩn bề mặt, đủ nhạy với bức xạ phát ra

e Các nguồn phóng xạ hở phải được bảo quản trong kho riêng biệt có khóa Nơi dùng để bảo quản các nguồn phóng xạ hở như hốc tường, tủ cần có nhiều ngăn để khi sắp xếp hoặc lấy các chất phóng xạ ở các ngăn này nhân viên không bị chiếu bởi các ngăn khác Mỗi ngăn có cửa mở riêng, có nhãn ghi rõ tên và hoạt độ của mỗi đồng vị phóng xạ ở bên trong Các đồng vị phóng xạ phải được chứa trong bao bì chắc chắn (lọ

thủy tinh, lọ bằng chất dẻo, hộp kim loại) Khi xuất, nhập đồng vị phóng xạ phải ghi nhật ký theo dõi

f Phải có phòng lưu bệnh nhân đã sử dụng thuốc phóng xạ Phòng phải được che chấn để đảm bảo suất liều ngoài phòng không vượt quá giới hạn liều hàng năm cho dân chúng (lmSv/ năm) Mỗi phòng chỉ lưu một bệnh nhân, trường hợp có nhiều bệnh nhân trong một phòng thì phải có bình phong chì di động được để che chắn sao cho bệnh nhân này không bị ảnh hưởng bức xạ từ bệnh nhân kia

Phải có bình phong chì di động dùng che chắn cho nhân viên khi tiếp xúc với bệnh nhân

Bệnh nhân chỉ được xuất viện khi hoạt độ chất phóng xạ trong cơ thể giảm xuống dưới mức quy định

g Khi có sự nhiễm bẩn phóng xạ phải tiến hành tẩy xạ Các khu vực nhiễm bẩn phóng xạ phải được tẩy xạ từ ngoài vào trong để làm giảm tối thiểu sự lan rộng nhiễm bẩn Người phụ trách an toàn bức xạ phải có mặt khi tiến hành tẩy xạ

CHƯƠNG II

KỸ THUẬT MÁY X QUANG

Máy X quang là thiết bị sử dụng tia X – nguồn năng lượng bức xạ từ bóng X quang để chuẩn đoán và điều trị Tia X sau khi đi qua đối tượng sẽ mang thông tin về đối tượng hay nói cách khác là bị điều chế theo không gian Cho chùm tia X này tác dụng vào vật hiện hình (phim X quang) thì tia X bị hấp thụ không đồng đều vì vậy nó cho phép ghi lại hình ảnh các bộ phận của cơ thể trên đường đi của tia X Như vậy ảnh

X quang là sự thể hiện mật độ tia X trên thiết bị mang ảnh

2.1 Phân loại máy X quang

2.1.1 Phân loại theo chức năng: Gồm 2 loại

- Máy X quang chuẩn đoán dùng để chuẩn đoán bệnh và thực hiện các xét nghiệm chuyên khoa sâu

- Máy X quang điều trị (được chia làm 2 loại X quang điều trị nông và X quang điều trị sâu)

2.1.2 Phân loại theo cách chỉnh lưu điện áp

- Máy X quang nửa sóng là loại máy X quang không có chỉnh lưu cao áp vì thế bóng phát tia chỉ làm việc ở một nửa chu kỳ dương của nguồn điện áp cung cấp

- Máy X quang cả sóng là loại máy có chỉnh lưu cao áp cả hai nửa chu kỳ

- Máy X quang có chỉnh lưu cao áp ba pha

2.2 Các đặc tính kỹ thuật của máy X quang

- Điện áp nguồn cung cấp và sai số cho phép

- Điện trở nguồn cung cấp cực đại

- Công suất của máy ở chế độ chiếu và chế độ chụp

- Điện áp cao thế cực đại

- Dòng cao thế cực đại

- Thời gian phát tia

- Kiểu anode quay và tốc độ quay

- Kiểu chỉnh lưu điện áp

- Phạm vi xét nghiệm

2.3 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của các khối trong máy X quang truyền thống 2.3.1 Sơ đồ khối

Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng thể máy X quang truyền thống

2.3.2 Nguyên lý hoạt động của các khối

2.3.2.1 Nguồn cung cấp chính: Nguồn cung cấp chính thường lấy từ nguồn 1

pha, 2pha hoặc 3 pha qua các thiết bị bảo vệ để cung cấp điện áp cho biến thế nguồn Biến thế nguồn cung cấp điện áp cho tất cả các khối chức năng trong hệ thống máy

2.3.2.2 Khối điều khiển

- Khái niệm chung: Khi tiến hành xét nghiệm chuẩn đoán X quang, người vận hành phải kiểm soát được liều lượng tia X sao cho phù hợp với từng đối tượng và bệnh

lý để đạt được ảnh có chất lượng tốt nhất và đảm bảo an toàn cho người bệnh Liều lượng tia X được quyết định bởi các tham số sau:

- Trị số điện áp cao thế - kVp

- Trị số dòng cao thế - mA

- Khoảng thời gian phát tia- s

Vì vậy trong bất kỳ chủng loại máy x quang nào, dù loại truyền thống hay cao tần,

dù đơn giản hay phức tạp đều cần phải có các mạch điện để điều khiển, đo lường và chỉ thị các tham số cơ bản trên.Dưới đây, sẽ đề cập đến những vấn đề chung, cơ bản về các loại mạch điều khiển tham số chính trong máy X quang truyền thống

a Mạch điều chỉnh điện áp cao thế

Trong mỗi máy X quang truyền thống đều sử dụng nguồn điện lưới thường có 1 hoặc 2 biến thế - gọi là biến thế nguồn trong đó một biến thế dùng trong chức năng chụp còn một biến thế dùng trong chức năng chiếu

Biến thế nguồn là loại biến thế tự ngẫu được chế tạo phù hợp với chức năng chụp

và chiếu.Trong chế độ chụp việc điều khiển trị số kV phải được điều khiển trước khi phát tia vì: Công suất tiêu hao điện rất lớn khoảng từ 10kw đến 150kw tùy từng loại máy X quang, vì vậy biến thế nguồn dùng cho các loại máy X quang này là loại công suất lớn ( tối đa tới khoảng 90A) Trong chế độ chiếu thời gian thực hiện kéo dài, để có hình ảnh tốt khi di chuyển bóng phát tia qua các bộ phận dầy mỏng khác nhau của cơ thể cần phải điều chỉnh kV kịp thời Mặt khác dòng điện cao thế trong chế độ chiếu rất nhỏ cỡ vài mA nên biến thế nguồn dùng cho chế độ chiếu có công suất nhỏ để làm được việc này thường biến thế nguồn trong chế độ chiếu người ta dùng một biến thế tự ngẫu hình xuyến để áp dụng trong chế độ chiếu

b Mạch điều khiển dòng cao thế

Tham số thứ 2 cần thiết phải xác định trong tạo ảnh X quang là trị số dòng điện cao thế, thường viết tắt là mA Trị số mA phụ thuộc vào số lượng điện tử bức xạ từ bề mặt catốt của bóng X quang Được xác định bởi nhiệt độ catốt và phụ thuộc vào công

suất điện tiêu hao trên sợi đốt Điện áp sợi đốt của bóng X quang thường sử dụng từ 8 – 12V do một biến áp hạ thế cung cấp Biến áp này được bố trí trong thùng dầu cao thế

để cách ly với môi trường không khí nhằm chống phóng điện và để tỏa nhiệt Mạch thường gồm các thành phần sau:

- Bộ ổn áp: Do trị số điện áp nguồn cung cấp thường không ổn định, do các nguyên nhân khác nhau, do mối quan hệ giữa dòng cao thế và dòng sợi đốt bóng X quang cần thiết phải ổn định điện áp sợi đốt bóng X quang, thường sử dụng 2 loại: ổn

- Mạch lựa chọn dòng cao thế: mạch này được mắc nối tiếp giữa nguồn ổn áp và các mạch bù tần số, hiệu ứng diện tích không gian nhằm thực hiện chức năng lựa chọn giá trị dòng cao thế mong muốn

c Mạch điều khiển thời gian

Thời gian phát tia X là một trong những tham số quyết định mật độ tia X chức năng này được thực hiện bởi mạch thời gian Nhiều loại mach thời gian được nghiên cứu và chế tạo trong quá trình phát triển công nghệ chế tạo máy X quang

Về phương thức xác định thời khoảng phát tia X, có thể phân tích mạch thời gian

ra làm các loại sau đây:

+ Mạch điều khiển phát tia X theo khoảng thời gian (s)

+ Mạch điều khiển phát tia X theo mAs

+ Mạch thời gian tự động

Hầu hết mạch thời gian loại này đều hoạt động dựa trên cơ sở thời gian phóng và thời gian nạp điện của tụ điện Khoảng thời gian phát tia được xác định giữa 2 thời

điểm: Thời điểm bắt đầu khi điện áp trên tụ bằng 0V, khi tia X được phát ra thì một chuỗi xung được tạo ra thông qua quá trình nạp và phóng của một tụ điện

d Các mạch an toàn trong thiết bị X quang

Hệ thống thiết bị X quang chuẩn đoán là một tổ hợp thiết bị có quan hệ hữu cơ với nhau va hoạt động như một trật tự đã được thiết kế Để đảm bảo cho những thiết bị này hoạt động an toàn và ổn định Trong thiết kế và chế tạo cần phải dự liệu trước những biện pháp kiểm soát hoạt động của những thiết bị này nhằm mục đích:

- Đảm bảo sao cho các thiết bị chỉ hoạt động trong phạm vi an toàn, ngăn cấm hoạt động khi vượt giới hạn cho phép

- Đưa ra các thông tin cảnh báo cho người sử dụng

- Đưa ra các thông báo lỗi thuộc các thành phần trong hệ thống

- Chức năng nói trên do các mạch an toàn thực hiện, tùy theo mức độ phức tạp của máy mà số lượng mạch và giải pháp có thể khác nhau nhưng nhìn chung thường bao gồm những vấn đề liên quan đến việc kiểm soát các thông số của hệ thống thiết bị trước và trong quá trình phát tia X

e Các biện pháp kiểm soát trước khi phát tia

- Ngăn cấm máy phát tia nếu các tham số lựa chọn trước như kV,mA, s hoặc mAs hoặc liều lượng tia X sẽ dẫn tới quá tải cho bóng X – quang và hệ thống bằng cách mạch đo lường, các linh kiện cảm biến, các rơ le an toàn ngắt mạch phát tia…

- Ngăn cấm nhiều bóng hoạt động cùng một lúc bằng mạch chọn bóng

- Kiểm soát nhiệt độ sợi đốt bóng X quang và ngăn cấm máy phát tia khi cathode chưa đủ nóng bằng mạch đo lường cao thế trong chế độ phát thử với kV thấp

f Các biện pháp kiểm soát trong lúc phát tia

- Cảnh báo khi bóng quá nóng bằng mạch kiểm soát sự dãn nở khoang chứa dầu cao thế bao quanh bóng

- Ngăn cấm máy hoạt động đồng thời trong cả hai chế độ chụp và chiếu bằng mạch khóa liên động giữa 2 chế độ này

- Đảm bảo sao cho máy có thể tự động chuyển đổi giữa 2 phương thức hoạt động Chiếu với dòng cao thế lớn gấp hàng chục tới hàng trăm lần( từ vài chục mA đến hàng trăm mA) bằng các mạch khóa liên động và trì hoãn…

- Phát hiện và ngăn cấm máy hoạt động khi một trong những tham số liên quan tới công suất phát xạ như kV, mA, s vượt quá giới hạn cho phép

- Các mạch an toàn nói trên phải được định kỳ kiểm tra và hiệu chuẩn sao cho chúng luôn trong trạng thái hoạt động tốt và ổn định

2.2.3.4 Khối cao thế

a Cấu tạo: Khối cao thế gồm nguồn cấp điện, biến áp cao thế và chỉnh lưu cao thế, những linh kiện này được bố trí trong thùng cao thế để đảm bảo độ cách điện và tỏa nhiệt

b Chức năng khối cao thế

- Khối cao thế trong máy X quang có chức năng cung cấp điện áp cao thế cho bóng X quang

- Điện áp cao thế là điện áp 1 chiều, có trị số có thể điều khiển trong phạm vi từ 40-150kVp

- Dòng điện cao thế do khối cung cấp phải đảm bảo công suất lớn nhất tương ứng với từng loại máy

c Biến áp cao thế

- Chức năng

+ Biến áp cao thế là loại biến thế tăng áp có chức năng biến đổi điện áp từ trị

số điện áp nguồn lên đến cỡ từ 40kV đến 150kV

+ Công suất của biến áp cao thế phải đảm bảo công suất thiết kế của máy + Tùy theo nguồn cung cấp, biến áp cao thế có thể là 1 hoặc 3 pha Biến áp cao thế gồm có các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp quấn quanh lõi chế tạo bởi các lá tôn silic Cuộn thứ cấp được chia làm 2 nửa cân xứng Điểm giữa của chúng được nối đất

để giảm độ chênh lệch điện áp giữa 2 đầu cao thế với đất

- Cách điện trong khối cao thế

+ Đối với cao thế công suất lớn, tỏa nhiệt nhiều, toàn bộ linh kiện và cấu kiện của khối cao thế được nhúng vào trong thùng chứa dầu khối cao thế Ngoài tác dụng cách điện, dầu còn có tác dụng làm mát những cấu kiện này bằng cách truyền nhiệt đối lưu từ bên trong biến thế ra môi trường xung quanh

+ Khi nạp dầu, phải hút hết khí trong thùng để dầu có thể thâm nhập vào toàn bộ các lỗ rỗng trong các linh kiện và cấu kiện sao cho không còn bọt khí Sau đó thùng cao thế được đậy kín

+ Ở các máy X quang loại nhỏ, di động, công suất tiêu hao không lớn, nhiệt lượng tỏa ra không nhiều, người ta có thể bố trí khối cao thế và bóng X quang vào chung trong một thùng Để cách điện người ta nhúng chúng vào chất dẻo khi đang ở dạng lỏng Sau đó chất dẻo khô đi tạo thành vật liệu cách điện rắn bao quanh các cấu kiện

d Chỉnh lưu cao thế

Bóng X quang chỉ dẫn dòng theo một chiều từ anode đến cathode Vì vậy cần chỉnh lưu nguồn điện cao thế xoay chiều thành nguồn một chiều để bóng hoạt động

Có ba loại chỉnh lưu cao thế:

+ Chỉnh lưu một pha nửa sóng

+ Chỉnh lưu một pha cả sóng

+ Chỉnh lưu ba pha

Ta thấy, ứng với cùng một giá trị đỉnh của điện áp và dòng cao thế thì công suất phát xạ năng lượng tia X sẽ đạt cao nhất trong loại chỉnh lưu ba pha và thấp nhất trong loại một pha nửa sóng Mỗi loại có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng nhất định

* Chỉnh lưu cao thế một pha nửa sóng

Đây là loại chỉnh lưu đơn giản nhất, thực chất loại máy X quang nửa sóng người

ta không chỉnh lưu mà trực tiếp đưa vào hai đầu bóng, vì bóng X quang thực chất là

đèn điện tử 2 cực, chỉ nửa chu kỳ dương ở đầu anode thì mới phát tia còn đến nửa chu

kỳ sau âm ở anode thì không phát tia

Những ưu điểm cơ bản:

+ Kích thước nhỏ, khối lượng thấp

+ Đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp

Những nhược điểm cơ bản:

+ Trị số dòng cao thế lớn nhất trong kiểu chỉnh lưu này bị giới hạn trong phạm vi dưới 50mA để đảm bảo cho độ chênh lệch điện áp tối đa kV trong nửa chu kỳ dương và âm không quá lớn

+ Trị số dòng đỉnh (Iđ) và trị số dòng trung bình (Itb) của bóng X quang chênh lệch lớn (Iđ = 4 Itb) Dòng trung bình Itb là dòng quyết định công suất phát xạ tia

X và nhiệt tỏa ra trong cả quá trình phát tia Trong khi đó dòng đỉnh Iđ lại quyết định nhiệt độ của điểm hội tụ Sự chênh lệch này đã hạn chế dòng Itb của bóng X quang để sao cho dòng đỉnh của nó không quá cao làm cho điểm hội tụ quá nóng tới mức tạo ra bức xạ điển tử thứ cấp hoặc bị nóng chảy, nghĩa là phải giới hạn công suất phát tia X

+ Nếu phải dùng cáp cao thế nối giữa biến thế và bóng thì điện áp giữa ruột

và vỏ cáp ở giữa hai giá trị đỉnh do vậy cáp cao thế phải có độ cách điện cao hơn so với cáp trong các kiểu chỉnh lưu khác Để loại bỏ nhược điểm này thường không dùng cáp cao thế mà bố trí biến áp cao thế và bóng liền kề nhau trong một thùng cao thế

+ Hiệu suất thấp

- Phạm vi ứng dụng: Do những ưu điểm và nhược điểm cơ bản nói trên, ngày này loại chỉnh lưu nửa sóng chỉ được ứng dụng trong các máy X quang công suất nhỏ, di động hoặc máy X quang răng

* Chỉnh lưu cao thế một pha cả sóng

Loại chỉnh lưu môt pha cả sóng được ứng dụng nhằm khắc phục những nhược điểm cơ bản của loại chỉnh lưu một pha nửa sóng Trong loại chỉnh lưu này, cả 2 nửa chu kỳ dương và âm của dòng điện xoay chiều được sử dụng Nhờ vậy đã tăng đáng kể

công suất phát tia X, hiệu suất của khối cao thế và mở rộng phạm vi ứng dụng của các thiết bị

+ Hiệu điện thế giữa ruột và vỏ cáp luôn chỉ thấp hơn hoặc bằng một nửa kVp Nên yêu cầu về độ cách điện đối với cáp cao áp thấp hơn cho phép có thể dùng cáp cao thế nhỏ và dài hơn

- Ưu điểm của loại chỉnh lưu cao thế một pha cả sóng so với loại nửa sóng:

+ Công suất phát xạ tia X cao hơn

+ Hiệu suất sử dụng bóng X quang lớn hơn

- Nhược điểm:

+ Cấu tạo phức tạp hơn

+ Kích thước và trọng lương lớn hơn

+ Giá thành cao hơn

- Phạm vi ứng dụng: Do những ưu điểm và nhược điểm cơ bản nói trên, ngày này loại chỉnh lưu nửa sóng chỉ được ứng dụng trong các máy X quang công suất thấp và trung bình Dòng điện cao thế trong loại chỉnh lưu này có thể đạt tới 500mA và 80kVp

* Chỉnh lưu cao thế ba pha:

Mạch điện chỉnh lưu cao thế ba pha được ứng dụng để nâng cao công suất phát xạ

và rút ngắn thời gian phát xạ tia X xuống còn cỡ ms

Như đã biết, trong nguồn cấp điện 3 pha, điện áp tại các pha biến đồi không đồng

bộ Giả sử trong nửa chu kỳ dương khi điện áp trên A đạt giá trị cực đại thì phải sau đó

một thời gian, tương ứng với góa pha bằng 1200, thì điện áp trên pha B mới đạt giá trị lớn nhất, rồi sau đó mới tới điện áp trên pha C trong nửa chu kỳ âm sự biến đổi điện áp cũng diễn ra tương tự, nhưng lúc này cực tính của điện áp là âm so với điểm trung bình Do vậy, trong cả chu kỳ sẽ xuất hiện 6 đỉnh điện áp dương hoặc âm mỗi đỉnh cách nhau một pha bằng 600

2.4 Máy X quang cao tần

Máy X quang cao tần được ra đời để thay thế máy X quang truyền thống Sự khác nhau cơ bản giữa máy X quang cao tần và máy X quang truyền thống chỉ ở chỗ trong máy X quang cao tần có các bộ đổi tần (Inverter /Converter) Các bộ đổi tần sẽ biến đổi tần số từ tần số lưới điện lên tần số cao từ vài kHz đến vài chục kHz Hầu hết máy X quang cao tần đều ứng dụng công nghệ điện tử cao như: mạch vi xử lý và kỹ thuật số trong việc điều khiển tự động các thông số và hiển thị

b Mạch dao động liên tiếp tắt dần là mạch RLC mắc nối tiếp

c Mạch dao động liên tiếp duy trì

Nếu sử dụng 2 nguồn điện có cùng điện áp nhưng ngược cực tính điều khiển tại các thời điểm dòng điện chuyển hướng từ dương sang âm và ngược lại thì dao động sẽ được duy trì và trong mạch sẽ có dòng điện và điện áp xoay chiều

Mạch dao động này được gọi là mạch dao động duy trì Vì được điều khiển bởi tín hiệu từ bên ngoài nên còn gọi là mạch dao động cưỡng bức

d Mạch đổi tần

Mạch bao gồm 4 chuyển mạch điện tử và một mạch dao động liên tiếp Hiện nay hai loại chuyển mạch điện tử thường dùng là: thyristor và transitor có cực cổng cách ly IGBT Với loại thyristor tần số của mạch đổi tần đạt được khoảng 5- 15kHz, còn với IGBT trị số này từ vài chục kHz tới khoảng 100kHz

Bốn chuyển mạch điện tử được nối thành mạch cầu tựa như một cầu chỉnh lưu vẫn thường thấy trong các bộ nguồn DC, trong đó một đường chéo của cầu nối với nguồn DC, một với mạch dao động liên tiếp Mạch dao động liên tiếp gồm cuộn cảm L, cuộn sơ cấp biến thế cao áp và tụ điện C

Như vậy bằng cách thay đổi tần số của tín hiệu điều khiển sẽ thay đổi dòng điện

và điện áp trong mạch dao động liên tiếp Trong máy X quang cao tần, bộ đổi tần được ứng dụng trong các khối cao thế, khối nguồn sợi đốt và khối khởi động và điều khiển tốc độ quay anốt

2.4.2 Ưu điểm của máy X quang cao tần

Máy x quang cao tần ứng dụng bộ đổi tần, trong đó việc điều khiển trị số dòng điện và điện áp được thực hiện bằng cách thay đổi tần số lặp lại của tín hiệu điều khiển các chuyển mạch điện tử do đó có thể tự động điều khiển để duy trì các trị số này (ví

dụ kVp, mA, tốc độ quay anốt) trong quá trình phát tia X

Để lọc thành phần gợn sóng trong máy X quang cao tần có thể sử dụng tụ điện:

Ở các máy X quang truyền thống, vì tần số lưới điện rất thấp (50Hz) nên có thể giảm đáng kể độ gợn sóng thì tụ C phải có trị số rất lớn tới cỡ hàng ngàn µ F với điện

áp làm việc hàng chục kVp Những tụ điện có trị số cao như vậy thường là tụ hóa học (dung môi bằng hóa chất) với điện áp làm việc chỉ cỡ vài trăm vôn Muốn tăng trị số điện áp làm việc của tụ điện thì phải dùng các loại tụ giấy hoặc tụ dầu…nhưng chúng lại có trị số điện dung quá thấp không đủ để giảm gợn sóng xuống mức cần thiết do vậy