THIẾT KẾ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỖ TRỢ HỌC TẬP VÀ GIẢNG DẠY MÔN CNCĐHA

Thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong y học là một trong những lĩnh vực then chốt của ngành kỹ thuật điện tử y sinh; bao gồm những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt về vật lý ứng dụng, y sinh học hiện đại và công nghệ thông tin.

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài:

THIẾT KẾ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỖ TRỢ HỌC TẬP VÀ GIẢNG DẠY MÔN CNCĐHA

QUANG AN

ĐẶNG QUỐC KHÁNH

LÊ XUÂN MINH

Lớp ĐTYS - K49

Giảng viên hướng dẫn: NCS.ThS NGUYỄN THÁI HÀ

Ks VŨ TRƯỜNG MINH

Cán bộ phản biện:

Hà Nội, 6-2009

LỜI NÓI ĐẦU

Chuyên ngành KT Điện tử Y Sinh còn khá mới mẻ, việc học tập và giảng dạy chủyếu dựa vào tài liệu sách vở vì thế còn gặp nhiều khó khăn, không mang lại hiệuquả cao Cùng sự phát triển bùng nổ của công nghệ thông tin, việc ứng dụng các bàihọc và giáo án điện tử vào đào tạo với các mô phỏng sinh động, thực tế sẽ mang tới

sự đam mê tìm hiểu và yêu thích môn học

Phần mềm mô phỏng được thiết kế và hoàn thành bằng chương trình biên tậpMacromedia Flash Professional 8 Các movie clip mô phỏng được thực hiện bằngđiều khiển timeline, bằng lập trình AS2 (ActionScript); sử dụng các Component(như Button, Tree, Window, Quizz) có sẵn, các hàm và đối tượng XML trong Flash.Chương trình mô phỏng đã đạt được các mục đích cơ bản, đó là: thực hiện môphỏng cấu tạo, nguyên lý hoạt động các máy X quang chẩn đoán tiêu biểu: máy Xquang thường quy, X quang tăng sáng truyền hình, X quang chụp răng, chụp hộp

sọ, máy X quang chụp vú; nguyên lý hoạt động của bóng X quang và mô phỏng quátrình chỉnh lưu Thực hiện tạo một cơ sở dữ liệu hình ảnh (thư viện ảnh) về các bộphận cũng như các máy X quang hiện đang được sử dụng Thiết lập hỗ trợ vui họccho người sử dụng bằng các câu hỏi trắc nghiệm kiến thức

Chương trình nhỏ gọn được đóng gói dưới 1 file chạy exe kèm theo các data; có thể

dễ dàng sử dụng hoặc chia sẻ qua Internet Với ưu điểm nhỏ gọn, hướng phát triểntiếp theo của đề tài này sẽ là xây dựng những ứng dụng liên quan đến Web Trênnền tảng có sẵn của chương trình, có thể hoàn thiện thêm cho giáo án các môn họckhác trong nhiều chuyên ngành hỗ trợ học tập và giảng dạy Do vậy, khả năng ứngdụng và phát triển của đề tài là rất tốt và phù hợp

Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thái Hà, trưởng bộ môn CNĐT & KTĐT Y Sinh và thầy Vũ Trường Minh đã tận tình hướng dẫn và cho nhóm chúng

em nhiều ý kiến quí báu trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.

Chúng em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn CNĐT và KTĐT

Y Sinh, khoa Điện tử viễn thông, trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình dạy

bảo và tạo điều kiện để chúng em hoàn thành đồ án.

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN QUANG TUYẾN

1.1 Giới thiệu chung

Thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong y học là một trong những lĩnh vực then chốt củangành kỹ thuật điện tử y sinh; bao gồm những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đạitrong nhiều lĩnh vực, đặc biệt về vật lý ứng dụng, y sinh học hiện đại và công nghệthông tin Những thiết bị chẩn đoán hình ảnh ngày nay đã trở nên phổ biến, từnhững máy siêu âm đơn giản có mặt ở những phòng khám đến những thiết bị CT,MRI hiện đại ở những bệnh viện lớn Tất cả đều có một đặc điểm chung, đó lànhững thiết bị phức tạp, hiện đại và là sự phức hợp của nhiều lĩnh vực cho nênngười sử dụng muốn hiểu rõ về nó, cũng không phải dễ dàng có thể tiếp thu và làmchủ được nó

Công nghệ chẩn đoán hình ảnh (CNCĐHA) là công nghệ chế tạo các thiết bị hoặc

hệ thống thiết bị để tạo ra hình ảnh của các cơ quan và bộ phận của cơ thể conngười nhằm phục vụ cho công việc chẩn đoán bệnh trong y tế

Chẩn đoán hình ảnh trong y tế thường sử dụng các kỹ thuật sau đây:

- Chẩn đoán quang tuyến: sử dụng máy X quang chẩn đoán (X ray machine)

- Chẩn đoán quang tuyến cắt lớp điện toán CT (Computed Tomography Scanner)

- Chẩn đoán siêu âm: sử dụng máy siêu âm chẩn đoán (Ultrasound Diagnostic Scanner)

- Chẩn đoán cộng hưởng từ: sử dụng máy cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging System-MRI)

1.2 Nguyên lý chẩn đoán quang tuyến

Công nghệ chẩn đoán quang tuyến là công nghệ tạo ảnh nhờ ứng dụng tia X Chùmtia X khi di xuyên qua một đối tượng hay vật thể (ví dụ là cơ thể người bệnh) sẽ bịsuy giảm Sự suy giảm này không đồng đều mà khác nhau, phụ thuộc vào khả nănghấp thụ tia X của vật chất và được đánh giá bằng công thức Lamber-Beer:

µ ,P

S

I Io

Hình 1.1 - Minh hoạ của nguyên lý chẩn đoán quang tuyến.

Trong đó

I: Năng lượng chùm tia tới

I 0 : Năng lượng chùm tia sau khi đi qua đối tượng hay vật thể

s: Bề dày của đối tượng

ρ: Mật độ vật chất trung bình của đối tượng

µ: Hệ số suy giảm khối lượng, hệ số này thể hiện cấu trúc vật chất của các đối tượng và phụ thuộc vào năng lượng bức xạ.

Chùm tia X sau khi đi qua đối tượng, sẽ tác động vào một vật hiện hình (có thề làphim, màn huỳnh quang, bóng tăng sáng …), từ đó tạo ra hình ảnh tổng thể của toàn

bộ thể tích được tia X chiếu qua

1.3 Tia X và những đặc trưng của chúng

Tia X được dùng để chụp ảnh các cơ quan của cơ thể, xương và vật thể lạ có bêntrong cơ thể Các bác sĩ sử dụng tia X để quan sát bên trong cơ thể mà không cầnphải thực hiện giải phẫu

Tia X được W.C Roentgen khám phá ra vào năm 1895, 1 năm sau được ứng dụngvào chụp ảnh và cho đến nay nó đã có những đóng góp to lớn trong y học cũng nhưkhoa học kỹ thuật, như để kiểm tra vật liệu, xác định cấu trúc tinh thể Nhờ vào pháthiện này, Roentgen đã nhận được giải Nobel vật lý vào năm 1901 với hình ảnh bàntay được chụp với tia X (Hình 1 )

Hình 1.2 - Bàn tay chụp với tia X - Giải Nobel vật lý 1901

Nguyên tử tấm đích Tungsten

Tia X

Anốt (+)

Tia X Catốt

Hình 1.3 - Nguyên lý tạo tia X

Mối quan hệ giữa vận tốc và động năng của điện tử theo công thức sau:

v e : vận tốc của điện tử

1.3.2 Đặc trưng cơ bản

- Tia X không nhìn thấy bằng mắt thường

- Tia X có thể đâm xuyên qua hầu hết mọi vật chất nhờ có năng lượng rất cao vàbước sóng cực ngắn

- Khi xuyên qua vật chất, tia X bị hấp thụ Sự hấp thụ khác nhau với các loại vậtchất khác nhau Với cơ thể người, cường độ chùm tia X bị suy giảm khi xuyên qua

cơ thể; sự suy giảm này không đồng đều mà phụ thuộc vào độ hấp thụ của các tổchức trên đường đi của tia X; do vậy, chùm tia khi ra sẽ mang thông tin về các tổ

chức cơ thể Nhờ tính chất này mà tia X được dùng để tạo ảnh đối tượng cần thămkhám.

- Ngoài tác dụng tạo ảnh quang tuyến, tia X có hại cho sức khỏe Nếu liều lượng tiavượt quá mức độ cho phép, tia X có thể phá hủy tế bào cơ thể và gây ra một sốbệnh Do đó phải hạn chế tới mức tối thiểu tác hại bằng cách sử dụng các phươngtiện bảo vệ, che chắn

- Tia X mềm là những tia nằm trong vùng có bước sóng dài, có năng lượng và khảnăng đâm xuyên thấp, không có tác dụng tạo ảnh mà chỉ làm tăng liều tia vô ích trên

cơ thể người bệnh Ngược lại gọi là tia X cứng

1.4 Ảnh X quang

1.4.1 Đặc điểm ảnh X quang

Ảnh X quang là ảnh được tạo ra nhờ ứng dụng tia X Ảnh X quang là ảnh xếpchồng, nó là kết quả xếp chồng lên nhau của hình ảnh của những đối tượng nằmtrên đường đi của tia X Vì vậy ảnh X quang có những đặc trưng sau:

- Ảnh X quang có chiều sâu, nghĩa là ta có thể hình dung ra hình ảnh của các đốitượng nằm trên các mặt phẳng khác nhau

- Do chùm tia X được phát ra theo dạng hình nón nên những bộ phận nào nằm gầnnguồn phát tia thì sẽ được phóng đại lớn hơn so với các bộ phận nằm xa hơn, do đóảnh X quang sẽ bị biến dạng Mặt khác, vì phim hoặc màn huỳnh quang nằm xanguồn hơn so với đối tượng nên ảnh thu được sẽ có kích thước lớn hơn thật

- Ảnh X quang bị biến dạng theo hướng phát xạ, khi trục của đối tượng nằm vuônggóc với trục của chùm tia thì ảnh thu được ít bị biến dạng nhất

- Khi chiếu, ảnh X quang di chuyển ngược so với chiều di chuyển của tiêu điểmphát xạ, ngược với chiều di chuyển của bóng

Hình 1.4 - Mô phỏng chụp X quang

1.4.2 Chất lượng của ảnh X quang

Ảnh X quang mà ta thu được là ảnh đen trắng, nó là một tập hợp của vô số điểmảnh Chất lượng của ảnh X quang phụ thuộc vào những yếu tố chính sau đây:

- Độ tương phản màu sắc (hay còn gọi là độ đối quang)

- Độ phân giải

- Độ sắc nét

 Độ tương phản màu sắc (độ đối quang)

Trong quá trình tạo ảnh X quang, lượng thông tin dùng để chẩn đoán chính là độ đốiquang của hình ảnh của các bộ phận trên phim thu được Để tạo ảnh X quang cóchất lượng cao có nghĩa là độ tương phản thích hợp nhất với từng đối tượng khácnhau thì ta cần phải thay đổi năng lượng của chùm tia X bằng cách thay đổi cácthông số kVp, mA, s sao cho phù hợp

Độ đối quang của ảnh X quang là sự thể hiện trên màn hình của sự suy giảm nănglượng của chùm tia X khi đi xuyên qua các bộ phận khác nhau của đối tượng Sựsuy giảm này có được là do khả năng hấp thụ tia X của vật chất, nó được đánh giábởi công thức Lamber – Beer như đã đề cập đến ở trên

Độ đối quang của ảnh X quang chỉ có được khi chùm tia X đi qua những đối tượngliền kề có những trị số S, ρs, µ khác nhau Trong thực tế, khi chụp ảnh X quang củanhững bộ phận là mô mềm như não, dạ dày, thận, mạch máu …để tăng cường độ

đối quang, người ta sử dụng chất cản quang để thay đổi độ đối quang một cách thíchhợp Có 2 loại chất cản quang, đó là:

- Chất cản quang dương tính: làm tăng độ hấp thụ tia X của đối tượng (Ví dụBaSO4)

- Chất cản quang âm tính: làm giảm độ hấp thụ tia X của đối tượng (Ví dụ CO2)

 Độ phân giải

Độ phân giải là một chỉ tiêu định lượng đánh giá chất lượng ảnh, nó là số cặp vạchđen, trắng có cùng độ rộng trên 1mm ảnh Số lượng cặp vạch đen - trắng càng nhiềuthì ảnh càng rõ nét, khả năng phân biệt các chi tiết trên ảnh càng cao

Độ phân giải của ảnh phụ thuộc chủ yếu vào các cấu kiện và các thiết bị ghi ảnhnhư: phim, bìa tăng quang, màn huỳnh quang …

 Độ sắc nét

Độ sắc nét là một chỉ tiêu trong tạo ảnh X quang Độ sắc nét liên quan tới đườngbiên của chi tiết trong ảnh Một ảnh được coi là sắc nét khi có thể phân biệt rõđường biên giữa các bộ phận khác nhau nằm trong vùng thăm khám Độ sắc nét phụthuộc vào các yếu tố sau đây:

- Hình học: Ảnh càng gần với vật thật thì khoảng cách giữa tiêu điểm của bóng Xquang và màn hình càng lớn Mặt khác, tia càng tập trung nghĩa là chùm tia đượcphát ra từ một tiêu điểm nhỏ thì ảnh cũng sẽ sắc nét hơn trường hợp tiêu điểm ảnhlớn, muốn vậy thì công suất phát xạ phải lớn và bóng phải có khả năng chịu nhiệtcao

- Chất liệu của màn hình: cụ thể là chất lượng của màn huỳnh quang, tấm bìa tăngquang và phim

- Trạng thái của đối tượng chụp: Nếu đối tượng cố định trong khi chụp thì ảnh thuđược sẽ nét Ngược lại khi đối tượng chuyển động trong khi chụp thì ảnh thu được

sẽ bị nhoè

1.4.3 Các thông số chủ yếu quyết định chất lượng ảnh X quang.

Những thông số chủ yếu quyết định chất lượng ảnh X quang là:

- Điện áp cao thế kVp.

- Dòng cao thế mA

- Thời gian phát tia s

- Khoảng cách từ nguồn phát tia tới ảnh SID (Source Image Distance)

Chúng ta sẽ xem xét ảnh hưởng của các thông số trên trong các trường hợp sau đây:

- Khi tia X có năng lượng thấp: khả năng thâm nhập sẽ thấp nên sẽ tăng liều tích lũytrên đối tượng Do đó, để có mật độ tia X đủ lớn để tạo ảnh thì phải tăng lượngphôtôn X (tăng mAs) Khi đó thì độ tương phản của ảnh thu được sẽ tăng

- Khi tia X có năng lượng cao: khả năng thâm nhập cao nên sẽ giảm liều tích luỹtrên đối tượng Ngoài ra, chúng ta có thể giảm mAs vì nhiểu phôtôn X thâm nhậptới được phim, nhưng độ tương phản của ảnh thu được bị giảm

Do đó, để tạo ảnh X quang có chất lượng cao ta không sử dụng phôtôn X có nănglượng quá thấp (bằng cách sử dụng các bộ lọc sơ bộ) và quá cao (bằng cách hạn chếtrị số của điện áp cao thế kVp)

Ảnh X quang thu được phải đạt được các chỉ tiêu: mật độ đối quang đủ lớn, giảmthiểu méo dạng, độ tương phản cao, độ sắc nét cao

Chương 2 MÁY X QUANG

2.1 Giới thiệu và phân loại

2.1.1 Giới thiệu về mày X quang

Máy X quang là một hệ thống thiết bị tạo ảnh quang tuyến, trong đó bao gồm cácthiết bị chủ yếu:

- Thiết bị tạo tia X: bao gồm bóng X quang, khối tạo điện áp cao thế một chiều

- Thiết bị điều khiển các tham số: điện áp cao thế (kVp), dòng cao thế (mA), thờigian phát tia (s) và các thiết bị bảo đảm an toàn

- Hệ thống thiết bị tăng sáng - truyền hình

- Các hệ thống thiết bị phụ trợ gồm:

- Thiết bị định dạng chùm tia X: hộp chuẩn trực

- Thiết bị định vị bệnh nhân: bàn bệnh nhân và cột/giá treo bong

- Thiết bị lưu ảnh: phim Xquang, cassette, tấm tăng quang, màn huỳnh quang

- Thiết bị rửa tráng phim

- Thiết bị bảo vệ hạn chế tia bức xạ thứ cấp: lưới, quả nén

Dưới đây là một số hình ảnh các máy X quang tiêu biểu:

Hình 2.1 - Hình ảnh phòng và máy X quang chụp mạch xóa nền

Hình 2.2 - Máy X quang chụp vú

Hình 2.4 - Máy X quang chụp răng

2.1.2 Phân loại

Máy X quang có thể dùng chiếu chụp cho tất cả các cơ quan, ứng dụng rất đa dạngtrong thực tế và được phân loại theo rất nhiều phương thức Sự phân loại tất nhiênchỉ có tính chất tương đối để định hướng phạm vi ứng dụng

2.1.2.1 Phân loại theo chức năng chính

- Máy X quang chiếu, chụp chung (đa năng)

- Máy chụp ảnh X quang

- Máy X quang chụp mạch và chụp mạch can thiệp

- Máy X quang chuyên dụng: chụp vú, chụp sọ não, chụp xương, …

2.1.2.2 Phân loại theo công suất

Phân loại theo công suất chủ yếu dựa trên trị số dòng cao thế cực đại của máy tươngứng với một giá trị điện áp cao thế (thông thường là 80kVp):

- Máy X quang công suất nhỏ: dòng cao thế < 200mA

- Máy X quang công suất trung bình: dòng cao thế từ 200mA - 500mA

- Máy X quang công suất lớn: dòng cao thế > 500mA

2.1.2.3 Phân loại theo công nghệ

- Máy X quang truyền thống (Conventional Xray machine): sử dụng trực tiếp nguồnđiện lưới (50/60Hz) để tạo điện áp cao thế

- Máy X quang cao tần (HF Xray machine): biến đổi nguồn cấp điện lưới thànhnguồn cấp điện cao tần có tần số trên 8kHz Hiện nay đa số máy X quang ứng dụngtần số đổi tần từ 30 - 50kHz

- Máy X quang tăng sáng truyền hình (Image Intensifier Television System Xraymachine): ứng dụng bóng tăng sáng và hệ thống TV

- Máy X quang số hóa: ứng dụng kỹ thuật số trong khâu thu nhận và xử lý, lưu trữảnh

2.1.2.4 Phân loại theo khả năng cơ động

- Máy X quang cố định

- Máy X quang di động

2.1.2.5 Phân loại theo nguồn cấp điện

- Máy X quang sử dụng nguồn điện lưới

- Máy X quang sử dụng nguồn điện ắc quy

2.2 Máy X quang thường quy

Trong lĩnh vực y tế, máy X quang giữ một vai trò quan trọng trong chẩn đoán vàđiều trị Máy X quang giúp cho bác sĩ chẩn đoán bệnh một cách dễ dàng, chính xác

và nhanh chóng Nó được sử dụng rộng rãi và phổ biến trên khắp cả nước, bất cứbệnh viện lớn hay nhỏ, từ trung ương đến địa phương

2.2.1.1 Thiết bị tạo tia X – bóng X quang

Bóng X quang là một trong những bộ phận chủ yếu trong máy X quang, nó hoạtđộng dựa trên nguyên lý biến đổi năng lượng từ động năng của chùm tia điện từ bức

xạ ra từ catốt sang năng lượng tia X bức xạ từ anốt

Bóng X quang ảnh hưởng quyết định đến chất lượng ảnh Các yêu cầu đối với bóng

X quang là:

- Khả năng thâm nhập -độ cứng của tia X có thể thay đổi trong dải rộng bằng cáchthay đổi điện áp cấp cho bóng để thích hợp được cho nhiều đối tượng và phươngpháp thăm khám

- Mật độ bức xạ -liều lượng tia X có thể điều khiển trong dải rộng thông qua dòngbóng

- Kích thước của điểm hội tụ và sự phân bố năng lượng tại điểm hội tụ phải tạođược độ tương phản và độ phân giải cao

Hiện nay có hai loại bóng X quang được dùng đó là :

- Bóng X quang Anốt cố định

- Bóng X quang Anốt quay

Hình 2.6 - Bóng X quang và hộp chuẩn trực

Bóng X quang là một loại dạng đặc biệt của bóng điện tử chân không Bóng Xquang gồm các bộ phận chủ yếu sau:

a Nguồn bức xạ điện tử - Catốt

Bao gồm sợi đốt và một điện cực phụ (điện cực Wehnelt) dùng làm giá đỡ sợi đốt

và tạo khe hội tụ nhằm tập trung toàn bộ số lượng điện tử bức xạ từ catốt về phíaanốt Sợi đốt thường được chế tạo bằng hợp kim của Wonfram và Thori vì chúng cónhiệt độ nóng chảy cao và hiệu suất bức xạ điện tử lớn Dây đốt thường có dạnghình xoắn ốc để tăng tiết diện bức xạ điện tử

Có 2 loại Catốt:

- Catốt đơn: gồm có một sợi đốt và một khe bức xạ

- Catốt kép: gồm có hai sợi đốt (thường gọi là tóc nhỏ và tóc to) được đặt trong haikhe bức xạ tương ứng với hai kích thước nhỏ và to Hai khe này có nhiệm vụ để tạo

ra hai điểm hội tụ nhỏ và lớn tại bề mặt Anốt

b Nguồn bức xạ tia X -Anốt

- Anốt cố định

Có chức năng hứng chùm tia điện tử bắn ra từ catốt, và bức xạ ra tia X Anốt gồmmột tấm vonfram dày khoảng 2mm, hình chữ nhật hoặc tròn và có diện tích lớn hơndiện tích điểm hội tụ Tấm vonfram này được gắn vào một giá đỡ bằng đồng dày đểtản nhiệt nhanh

Diện tích trên anốt mà chùm điện tử hội tụ vào gọi là điểm hội tụ, đó chính là nguồnphát xạ ra tia X Điểm hội tụ thường có dạng hình chữ nhật, diện tích khoảng 1-2mm2 (với tiêu điểm nhỏ) và 5-10mm2 (với tiêu điểm lớn)

Điểm hội tụ nhỏ được sử dụng khi yêu cầu công suất bức xạ thấp (dòng cao thế

-mA thấp), được sử dụng đối với những đối tượng có độ hấp thụ tia X thấp, những

bộ phận có kích thước nhỏ chẳng hạn như: người gày, trẻ em, hệ thống tuần hoàn …Khi đó người ta sử dụng dòng cao thế mA thấp và thời gian phát tia dài

Điểm hội tụ lớn được sử dụng khi yêu cầu công suất bức xạ cao (dòng cao thế mAcao), chúng được sử dụng để chụp xương hoặc đối với những đối tượng có kích

thước lớn, độ hấp thụ tia X cao Khi đó người ta sử dụng dòng cao thế mA cao vàthời gian phát tia ngắn.

Bề mặt của anốt nằm chéo với trục dọc của bóng nên chùm tia X bức xạ ra sẽ vuônggóc với trục của bóng Góc giữa bề mặt chứa chấm hội tụ của anốt với đường thẳngđứng gọi là góc đích (target angle) Sự thay đổi của góc đích sẽ làm thay đổi kíchthước thực cũng như kích thước hiệu dụng của điểm hội tụ Do đó sẽ làm thay đổivùng bức xạ hiệu dụng của bóng Góc đích càng nhỏ, điểm hội tụ sẽ càng nhỏ, ảnh

X quang thu được khi đó cũng sắc nét, tuy nhiên công suất bức xạ sẽ thấp

Trong bóng X quang anốt cố định, chùm tia điện tử luôn bắn vào một điểm cố địnhtrên mặt anốt, do đó làm nhiệt độ tại điểm này tăng lên đáng kể Điều này hạn chếcông suất phát xạ của bóng.Vì vậy, hiện nay loại bóng X quang có anốt cố định chỉđược dùng trong các thiết bị X quang công suất nhỏ, thường là loại máy X quang diđộng hoặc máy X quang răng với dòng cao thế tối đa khoảng 50mA

200 tuỳ theo loại bóng Kích thước của điểm hội tụ nhỏ từ 0,6-0,8mm và của điểmhội tụ lớn là từ 1-2mm

Bia Tungsten Anốt quay

Sợi đốt nhiệt catốt Dòng electron Tia X6.3V

AC

Vì có Anốt quay trong quá trình hoạt động cho nên khả năng tải nhiệt của bóng tănglên đáng kể Loại máy X quang Anốt quay được dùng trong hầu hết các hệ thốngmáy X quang hiện đại, từ loại công suất nhỏ như các máy di động (dòng cao thếkhoảng 100mA) đến trung bình (dòng cao thế 300-600mA) và lớn (dòng cao thếkhoảng 800mA.

2.2.1.2 Thiết bị định dạng chùm tia - Collimator

Hộp chuẩn trực (Collimator) được sử dụng nhằm tăng độ đối quang (độ tươngphản), độ phân giải, để nâng cao chất lượng ảnh và giảm liều tia tác động vào cơ thểbệnh nhân Hộp chuẩn trực là một thiết bị đặt giữa bóng X quang và bệnh nhân,nhằm giới hạn chùm tia để có được kích thước vùng thăm khám phù hợp nhất Hộpchuẩn trực gồm các tấm chì gắn với các cơ cấu điều khiển bằng tay hoặc động cơđiện, tạo ra khe hở để cho tia X đi qua Khe hở này có thể là hình chữ nhật hoặchình tròn, nhưng loại hình chữ nhật phổ biến hơn

Kích thước của chùm tia cần chọn càng nhỏ càng tốt sao cho nó vẫn bao trùm đượcvùng cần thăm khám.Việc giảm kích thước chùm tia dẫn tới giảm liều tia và giảmlượng phát xạ thứ cấp do đó làm tăng độ đối quang và chất lượng ảnh X quang thuđược

Tấm Tấm

Hộp chuẩn trực

Catốt Anốt

Ống tia X

Bộ chuẩn trực tia X

Tấm chắn

Vật thể Detector

Hình 2.8 - Hình vẽ minh hoạ vị trí đặt Collimator

2.2.1.3 Thiết bị định vị bệnh nhân

Giường bệnh nhân trong máy X quang phải đảm bảo những yêu cầu sau:

- Có kết cấu vững chắc, chịu được trọng tải cao

- Có sự cơ động, có thể di chuyển theo mặt phẳng thẳng đứng và di chuyển từ ngoàivào trong hoặc ngược lại

- Mặt của bàn phải trong suốt với tia X

2.2.1.4 Thiết bị thu nhận ảnh

Có 2 chế độ tạo ảnh đối với máy X quang: chụp và chiếu

- Khi chụp thì ảnh sẽ được ghi trên phim X quang, để tăng hiệu suất phát quang củatia X người ta dùng một cặp bìa tăng quang, chúng được đặt trong cassette

- Khi chiếu thì ảnh X quang được ghi nhờ màn huỳnh quang trong máy X quangthường quy hoặc nhờ bóng tăng sáng trong hệ thống máy X quang tăng sáng truyềnhình

b Bìa tăng quang

Bìa tăng quang có hình dạng như một tấm bìa dày, được sử dụng để làm tăng hiệusuất chuyển đổi tia X thành hình ảnh Bìa tăng quang thường có màu trắng và chứacác hạt muối vonfram canxi, các hạt muối này sẽ phát sáng màu xanh là màu nhạycảm nhất đối với phim X quang

Khi tia X đi qua tấm bìa tăng quang sẽ làm cho chúng phát sáng (tia X bị chuyểnthành ánh sáng), cường độ sáng phụ thuộc vào cường độ chùm tia X, hiệu suất sửdụng tia X tăng lên gấp nhiều lần là do:

- Khả năng hấp thụ tia X của tấm tăng quang cao hơn phim từ 20-130 lần

- Mỗi phôtôn tia X khi tác động vào tấm tăng quang sẽ tạo ra nhiều phôtôn ánhsáng, mỗi phôtôn sáng này lại tác động vào các hạt muối AgBr khiến cho chúng trởthành màu đen khi phim được rửa, hiệu suất chuyển đổi được tăng cường khoảng 60lần

Nhược điểm của tấm tăng quang là khi các hạt muối Wonfram Canxi phát quang,chúng cũng tạo ra sự phát quang thứ cấp từ những hạt muối lân cận, do đó sẽ làmgiảm độ sắc nét của ảnh

Hình 2.9 - Minh họa cassette và tấm tăng quang

c Cassette

Cassette là một hộp chứa phim và hai tấm tăng quang, hai tấm này dính vào hai mặtcủa hộp Cassette Hai mặt cassette gắn với nhau bởi bản lề và có khoá để cố định.Cassette ngăn không cho ánh sáng chiếu vào phim nhưng vẫn cho tia X truyền qua

để tới phim Cassette đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng ảnh Xquang

2.2.1.5 Khối cao thế

Khối cao thế trong máy X quang có chức năng cung cấp điện áp cao thế cho bóng Xquang Điện áp cao thế cung cấp cho bóng X quang là điện áp một chiều, có dảiđiện áp từ 40-150kV Dòng điện cao thế do khối cung cấp phải đảm bảo công suấtlớn nhất tương ứng với từng loại máy

Khối cao thế bao gồm:

2.2.2 Các tham số chính trong máy X quang

Có 3 thông số chính trong máy X quang là:

- Điện áp cao thế -kVp

- Dòng điện cao thế mA

- Thời gian phát tia

2.2.2.1 Điện áp cao thế

Điện áp cao thế cung cấp cho bóng X quang là một trong những thông số quyết địnhkhả năng thâm nhập và công suất phát xạ tia X Dải điện áp cao thế trong các loaimáy X quang chẩn đoán nằm trong dải từ 40-150kVp Điện áp cao thế được đưa ra

từ phía thứ cấp biến áp cao thế Để tránh hiện tượng phóng điện trong không khí dođiện áp cao, biến áp cao thế được đặt trong thùng chứa dầu cách điện cao thế thùngcao thế) Để thay đổi điện áp cao thế trong máy X quang truyền thống người ta chỉ

có thể thay đổi trị số điện áp của nguồn cấp điện cho cuộn sơ cấp của biến áp caothế

Điện áp cao thế là một trong nhứng thông số quyết định chất lượng của ảnh Xquang thu được

có hai biến thế sợi đốt riêng biệt để cung cấp điện áp cho mỗi sợi đốt.

Nguồn điện cung cấp để nuôi sợi đốt phải thoả mãn những tiêu chí sau:

- Thay đổi trị số điện áp cho phù hợp với các dòng cao thế khác nhau

- Giữ ổn định khi có sự thay đổi về trị số hoặc tần số nguồn diện lưới

- Loại trừ được hiệu ứng điện tích không gian

- Dòng cao thế là một trong những thông số quyết định chất lượng ảnh X quang

2.2.2.3 Thời gian phát tia

Thời gian phát tia là một trong những tham số quyết định mật độ tia, trong máy Xquang người ta có thể điều khiển thời gian phát tia bằng cách sử dụng mạch điềukhiển thời gian

2.3 Máy X quang tăng sáng truyền hình

2.3.1 Giới thiệu chung

Nhiều hệ thống máy X quang chẩn đoán được chế tạo để có thể thực hiện cả hai

phương thức xét nghiệm là chụp (radiologie) và chiếu (scopy) Khi chiếu, hình ảnh

được cảm nhận tức thời đặc biệt là những hình ảnh của những bộ phận vận độngnhư tim, mạch, thuốc cản quang… Tuy nhiên, chất lượng ảnh chụp chiếu X quangnói chung thấp hơn so với chụp ảnh X quang Việc thăm khám thường thực hiệnchiếu X quang để kiểm tra sơ bộ và định vị vùng cần phải chụp, sau đó chụp để cóhình ảnh chất lượng cao và lưu trữ được lâu dài

Đa số máy X quang thế hệ cũ được trang bị màn huỳnh quang để chiếu, nền mànhuỳnh quang là một tấm bìa cứng, trên đó phủ một lớp sơn mỏng màu trắng (bằngchất dioxít Titan) để phản chiếu ánh sáng phát ra từ màn về phía người quan sát Kế

đó là một lớp mỏng khác được chế tạo từ một hợp chất lân quang gồm muối phát ca-đi-mi và kẽm Bên ngoài lớp lân quang phủ một lớp màng mỏng trong suốtbằng cellulo để bảo vệ lớp lân quang và ngăn ngừa các tia hồng, tử ngoại Mànhuỳnh quang được ép chặt với một tấm kính chì, có độ dầy 1.8 - 2mm, để ngăn tia

sun-X, bảo vệ người quan sát Khi chùm photon tia X đập vào màn huỳnh quang thì lớplân quang sẽ phát ra ánh sáng có mầu xanh ánh vàng là loại màu dễ nhận biết nhấtđối với mắt người Tuy nhiên màn huỳnh quang có rất nhiều nhược điểm:

- Hiệu suất phát quang thấp, chỉ có 7% số lượng photon X được biến đổi thành ánhsáng, do vậy cường độ phát sáng rất yếu chỉ vào khoảng 1-1,5mC/m2 (mC -miliCandella: đơn vị đo độ sáng)

- Chất lượng ảnh kém: độ phân giải và độ tương phản thấp

- Liều lượng tia X cao, thời gian chiếu dài gây hại cho bệnh nhân và bác sỹ

- Màn huỳnh quang dễ bị hỏng, biến dạng do thời tiết nóng ẩm

Do những nhược điểm trên màn huỳnh quang ngày càng ít được sử dụng và dầnđược thay thế bởi một hệ thống tăng sáng truyền hình trong các máy X quang chẩnđoán hiện đại

2.3.2 Cấu trúc hệ thống tăng sáng - truyền hình

Hệ thống tăng sáng truyền hình gồm các thành phần chính sau:

- Khối thiết bị tăng sáng

- Khối thiết bị thu hình

- Khối thiết bị xử lý tín hiệu

- Khối thiết bị theo dõi

Hình 2.10 - Sơ đồ khối hệ thống tăng sáng truyền hình trong máy X quang

2.3.2.1 Khối thiết bị tăng sáng

Khối thiết bị tăng sáng bao gồm bóng tăng sáng, hệ thống quang học và các mạchđiện phụ trợ (mạch cấp nguồn, mạch điều khiển trường nhìn, …)

a Bóng tăng sáng (Image Intensifier)

* Nguyên lý hoạt động

Bóng tăng sáng hoạt động như sau:

- Khi chùm tia X, chứa những thông tin về đối tượng thăm khám dưới dạng điều chếmật độ theo không gian, rời khỏi bệnh nhân và va đập vào huỳnh quang tại màn ảnhvào của bóng tăng sáng, màn ảnh này hấp thụ photon X và bức xạ photon ánh sáng

- Những photon ánh sáng va đập vào catốt của bóng, đây là loại catốt quang, nó hấpthụ photon ánh sáng và bức xạ điện tử

- Chùm điện tử được gia tốc trên quỹ đạo từ catốt đến anốt bởi một trường tĩnh điệnvới hiệu điện thế khoảng 25-30kV đặt giữa anốt và catốt Trên đường bay của chùmđiện tử có một số thấu kính tĩnh điện - là những điện cực có điện thế dương so vớicatốt, để gia tăng gia tốc và chủ yếu để hội tụ chùm tia điện tử vào màn huỳnhquang tại màn ảnh ra của bóng tăng sáng Tại đây chùm điện tử được chuyển đổithành ánh sáng tạo ra hình ảnh nhìn thấy được của đối tượng thăm khám.

- Màn ảnh ra có kích thước rất nhỏ so với kích thước màn ảnh vào, mặt khác khi vađập vào màn ảnh ra chùm điện tử có động năng rất lớn nên số lượng photon ánhsáng do 1 điện tử tạo ra sẽ tăng gấp nhiều lần số photon ánh sáng tại màn ảnh vào.Nhờ hai yếu tố này cường độ sáng của ánh sáng tại màn ảnh ra được khuếch đại lênhàng nghìn lần

- Vỏ bóng tăng sáng được chế tạo bởi thủy tinh hoặc kim loại như Ti-tan, thép

không rỉ, nhôm Vỏ bóng phải chịu được áp lực cao vì trong bóng phải hút hết

không khí Độ dãn nở của vỏ bóng phải đồng nhất với độ dãn nở của các đầu điệncực xuyên qua vỏ để tránh bị lọt khí.

- Màn ảnh vào: là một màn huỳnh quang - gồm một lớp mỏng chất lân quang phủ

lên phía trong bề mặt của bóng tăng sáng, bề dày khoảng 0,1 - 0,2mm Vật liệu chếtạo lớp lân quang là hợp chất CsI:Na (I-ốt Xê-di hoạt hóa Na-tri) vì có hiệu suấtchuyển đổi từ photon X sang photon ánh sáng cao hơn so với các vật liệu khác Bềmặt bóng có dạng cong nhằm giảm thiểu sự méo dạng ảnh Màn ảnh vào hình tròn

có đường kính tứ 6 - 23 inch, trong đó phổ cập từ 6 - 14 inch

- Catốt quang: là loại catốt trong suốt, thường được chế tạo bởi một lớp mỏng hỗn

hợp Antimon và Cesium (khoảng 10 - 30mm) Khi nhận ánh sáng, catốt quang bức

xạ điện tử Số lượng điện tử bức xạ từ catốt quang tỷ lệ thuận với cường độ ánhsáng nhận được từ màn ảnh vào Độ bền của catốt quang quyết định tuổi thọ củabóng tăng sáng Để kéo dài tuổi thọ bóng tăng sáng, cần duy trì nhiệt độ ổn định tạikhoảng 250C và độ chân không khoảng 10-6mbar

- Thấu kính hội tụ: là những cặp điện cực tích điện dương so với catốt, bố trí dọc

theo quỹ đạo điện tử từ catốt đến anốt, có tác dụng gia tốc cho điện tử và hội tụchùm điện tử vào màn Khi thay đổi điện thế tại các điên cực (thấu kính hội tụ), sẽthay đổi điểm hội tụ và kích thước ảnh (còn gọi là trường nhìn) tại màn ảnh cửa sổ

ra, khi đó ảnh sẽ được phóng to hoặc thu nhỏ Những bóng tăng sáng hiện nay cóloại có một trường nhìn, có loại có hai hoặc ba trường nhìn (ví dụ: trường nhìn9/7/5”, 12/9/7”)

Hình 2.12 - Điện cực hội tụ vòng đồng tâm và hai loại trường nhìn

- Anốt: có cấu trúc hình trụ rỗng, được bố trí trực tiếp phía trước màn ảnh lối ra Để

chùm tia điên tử bức xạ từ catốt quang có động năng lớn, anốt được cấp điện thếdương từ 25 - 30kV

- Màn ảnh lối ra: là một màn huỳnh quang, hình tròn, đường kính 0,5” hoặc 1”

được chế tạo bới hợp chất lân quang - muối sun-phat Cd Zn phủ lên bề mặt phíatrong vỏ thủy tinh Chùm tia điện tử va đập vào màn ảnh lối ra sẽ được chuyển đổithành photon sáng - loại ánh sáng có bước sóng phù hợp với sự nhậy cảm của phim

X quang

* Hệ số khuếch đại cường độ sáng: đánh giá độ khuếch đại cường độ sáng

Hệ số khuếch đại cường độ sáng = hệ số thu nhỏ x hệ số thông lượng

Hệ số thông lượng - độ tăng trưởng của photon sáng do động năng của chùm điện

tử và hiệu suất của màn huỳnh quang lối ra.

Số lượng photon sáng sinh ra

Hình 2.13 - Hệ thống quang học gồm các thấu kính và gương tách thành 3 ảnh

c Mạch điều khiển và nguồn cấp điện

Mạch điều khiển có chức năng:

- Cung cấp điện áp cho các điện cực bóng tăng sáng, rơ le điều khiển và đèn báo

- Điều khiển trị số điện áp cấp cho các điện cực hội tụ

2.3.2.2 Khối thiết bị thu ảnh (TV Camera)

Thiết bị thu ảnh có chức năng biến đổi hình ảnh tại lối ra bóng tăng sáng thành tínhiệu thị tần Thiết bị thu ảnh thường bao gồm:

- Linh kiện thu ảnh

- Mạch xử lý tín hiệu

a Linh kiện thu ảnh

Chủ yếu gồm hai loại là ống thu ảnh và CCD camera

- Ống thu ảnh

Ống thu ảnh Vidicon hầu hết được sử dụng trong thiết bị tăng sáng truyền hìnhtrước đây, hoạt động theo nguyên lý quang dẫn; tức là khi có ánh sáng chiều vào thìtrở nên dẫn điện

Nguyên lý hoạt động ống Vidicon: Khi có ánh sáng chiếu vào lớp quang dẫn, nó

sẽ bức xạ điện tử với số lượng tỷ lệ với cường độ sáng, còn bản thân lớp quang dẫntrở nên tích điện dương Khi chùm tia điện tử từ catốt đập vào bề mặt lớp quang

dẫn, nó sẽ trung hòa điện tích dương này tạo thành dòng điện kín mạch Đây làdòng cần để thiể hiện hình ảnh Cường độ dòng điện phụ thuộc cường độ sáng tạicác điểm khác nhau trên bề mặt cửa sổ vào.

Cấu tạo ống thu ảnh gồm ba bộ phận chính: cửa sổ vào, nguồn phát tia điện tử; các

điện cực gia tốc và điều khiển.

Hình 2.14 - Cấu tạo ống thu ảnh Vidicon

- Cửa sổ vào: là nơi nhận hình ảnh từ cửa sổ ra bóng tăng sáng Đường kính cửa sổvào thông thường có kích thước 0,5” hoặc 1”

- Nguồn phát tia điện tử: catốt

- Các điện cực gia tốc và điều khiển chùm điện tử phát ra từ catốt; các điện cực nàyđược cấp điện áp DC

b CCD camera (Charge Couple Device)

Trong nhiều hệ thống tăng sáng truyền hình hiện nay, CCD camera được sử dụngthay cho ống vidicon

CCD camera thường có đường kính 0,5”, bao gồm vài trăm nghìn đi-ôt quang đượcsắp xếp theo chiều ngang và dọc Mỗi một đi-ôt quang là một ảnh điểm và được nốivới các mạch điều khiển gồm xung nhịp và mạch xử lý tín hiệu Cường độ tín hiệu

do mỗi đi-ốt quang tạo ra tỷ lệ với cường độ sáng từ màn ảnh ra của bóng tăng sáng

Nguyên lý cấu trúc của CCD camera: tín hiệu điều khiển sẽ quét qua từng đi-ốttheo hàng ngang và dọc suốt bề mặt CCD camera.

Xung nhịp dịch chuyển dọc

Xung nhịp dich chuyển ngang Dịch chuyển theo chiều ngang

Tín hiệu ra

Dịch chuyển theo chiều dọc

Đi-ôt quang (1 ảnh điểm)

Hình 2.15 - Nguyên lý cấu trúc của CCD camera

c Ưu điểm của CCD camera so với ống thu ảnh vidicon

- Gọn, nhẹ, ít tiêu hao năng lượng

- Không bị méo dạng hình học

- Không bị quầng sáng, độ tương phản cao

- Hội tụ đồng đều và không bị nhiễu do các hài bậc cao

2.3.2.3 Mạch xử lý tín hiệu

Mạch xử lý tín hiệu thường bao gồm các thành phần:

- Mạch khuếch đại tín hiệu thị tần: để đảm bảo tỉ số tín hiệu / nhiễu lớn

- Mạch quét: điều khiển quét toàn bộ bề mặt ảnh theo hàng ngang (còn gọi là quétdòng) và theo hàng từ trên xuống dưới (còn gọi là quét mành)

- Mạch dập tia quét ngược: trong quá trình điều khiển chùm tia điện tử quay trở về

vị trí xuất phát ngăn không cho đập vào cửa sổ vào → không có ánh sáng trên màn

2.3.2.4 Khối thiết bị xử lý tín hiệu

Tín hiệu ảnh, từ thiết bị thu ảnh sẽ được truyền đến thiết bị quan sát (monitor); tạiđây hình ảnh sẽ được tái tạo Trong quá trình truyền dẫn, tín hiệu ảnh phải được xử

lý bằng khối thiết bị xử lý tín hiệu để:

- Đạt được biên độ và tỷ số tín hiệu / can nhiễu đủ lớn bảo đảm ảnh rõ nét

- Việc quét ảnh tại thiết bị thu ảnh và thiết bị quan sát phải đồng bộ để ảnh tái tạokhông bị nhấp nháy

- Tín hiệu ảnh và các xung đồng bộ sẽ được trộn thành tổ hợp tín hiệu thị tần trướckhi gửi đến thiết bị quan sát

Cấu tạo khối

Thiết bị xử lý tín hiệu thường bao gồm ba cụm mạch chính sau:

- Tạo các loại xung

- Tạo các tín hiệu thị tần tổ hợp

- Cấp nguồn

Chức năng: tạo ra tín hiệu dùng để cung cấp và điều khiển các thiết bị thu ảnh và

thiết bị quan sát

2.3.2.5 Khối thiết bị theo dõi (TV Monitor)

Nhiệm vụ của khối thiết bị quan sát là tái tạo hình ảnh thu được tại thiết bị thu ảnh,nghĩa là biến đổi tín hiệu thị tần thành hình ảnh quan sát được tại màn ảnh bónghình

Cấu tạo

Cấu trúc của thiết bị quan sát thực chất tương tự như cấu trúc của máy thu hình vôtuyến ngoại trừ khối cao tần Bao gồm: bóng hình và các mạch điện thuộc khối tiềnkhuếch đại, tầng đồng bộ, tầng khuếch đại thị tần, khối tạo các xung quét dòng, quétmành và khối tạo điện áp cao thế

Hình 2.16 - Sơ đồ khối thiết bị theo dõi

Chức năng

- Khuếch đại tín hiệu thị tần đủ lớn để điều khiển cường độ chùm tia điện tử trongbóng hình

- Tách xung đồng bộ từ tổ hợp tín hiệu thị tần

- Tạo các xung quét dòng và mành

- Xóa các tia quét ngược

- Tạo nguồn DC cao thế để nuôi bóng hình

2.3.3 Máy Xquang TV số hóa

2.3.3.1 Khái niệm

Máy X quang ứng dụng kỹ thuật số, gọi tắt là máy X quang số hóa, là một hệ thốngthiết bị X quang tăng sáng truyền hình trong đó việc xử lý và lưu trữ ảnh được thựchiện dưới dạng số

Nhờ ứng dụng kỹ thuật số hình ảnh không chỉ được lưu trữ mà còn được xử lý vàđánh giá theo những phương thức khác nhau nhằm giảm nhiễu và nâng cao chấtlượng

2.3.3.2 Cấu tạo

Hệ thống X quang số hóa tương tự như hệ thống X quang tăng sáng truyền hìnhthông thường; tuy nhiên để có thể lưu trữ và tái hiển thị hình ảnh thì cần có thêmkhối thiết bị sau:

- Khối chuyển đối tín hiệu tương tự sang số (ADC)

- Khối lưu trữ

- Khối chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự (DAC)

Hình 2.17 - Mô phỏng hệ thống X quang TV số hóa

2.3.3.3 Khối chuyển đổi tín hiệu ADC

Chức năng của một khối ADC là biến đổi trị số biên độ tức thời của tín hiệu thị tầndạng tương tự thành một con số tỷ lệ với nó Quá trình biến đổi theo các bước sau:

- Quét (Scanning)

- Lượng tử hóa (Quantization)

- Mã hóa (Coding)

Hình 2.18 - Các bước trong quá trình biến đổi tín hiệu ADC

Ứng với mỗi dòng quét trên bề mặt thiết bị thu ảnh (TV camera) sẽ có một đường

2.3.3.4 Khối lưu trữ

Bao gồm các bộ nhớ tạm thời và bộ nhớ lâu dài

- Bộ nhớ tạm thời hay bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM - Random Access Memory)

chỉ có tác dụng khi máy đang hoạt động Đặc điểm của bộ nhớ RAM là tốc độ truycập rất cao, với dung lượng từ vài chục MB đến hàng trăm MB

- Bộ nhớ lâu dài để lưu trữ dữ liệu trong và sau quá trình xử lý Bộ nhớ lâu dàithường có tốc độ thấp hơn bộ nhớ RAM rất nhiều

2.3.3.5 Khối chuyển đổi tín hiệu DAC

Chức năng của khối DAC ngược lại với khối ADC; biến đổi trị số biên độ tín hiệudưới dạng số thành giá trị tương tự để có thể hiển thị trên màn hình

2.3.4 Máy Xquang chụp mạch

2.3.4.1 Khái niệm chung

Việc chụp mạch là để phát hiện những bất thường của mao mạch như co thắt hoặctắc nghẽn Mao mạch nói chung có kích thước rất nhỏ so với các tổ chức xungquanh Về cấu trúc sinh học đó là các mô mềm nên cũng gần giống với các tổ chứcchung quanh Do vậy, để thể hiện rõ hình ảnh của mao mạch, cần tăng độ tươngphản giữa mao mạch với các tổ chức chung quanh bằng cách tiêm thuốc cản quangvào mao mạch khi chụp

Việc chụp mao mạch phải được thực hiện ở các thời điểm khác nhau trong thời gianngắn để theo dõi quá trình lan truyền của thuốc cản quang và sự thay đổi co dãn củamao mạch

Hình 2.19 - Máy X quang chụp mạch

2.3.4.2 Cấu tạo

Máy X quang chụp mạch về cơ bản không khác với máy X quang thông thườngngoại trừ các thành phần sau:

- Với các máy chụp mạch kỹ thuật tương tự: một thiết bị thay phim tự động

(automatic film changer) để có thể chụp được ít nhất 5 ảnh /s.

- Với các máy X quang TV tốc độ yêu cầu ít nhất 25 ảnh / s, và hình ảnh được ghitrên đĩa từ

- Với các loại máy chụp mạch đều phải có một máy tiêm thuốc cản quang tự động.Máy này hoạt động đồng bộ với quá trình phát tia X

Ngoài ra để có thể chụp được ảnh mao mạch tại mọi vị trí, góc độ và bám theo

đường lan truyền của thuốc cản quang (chụp đuổi), bóng X quang và bóng tăng

sáng được lắp đặt trên một cơ cấu đặc biệt có dạng hình chữ C nên còn gọi là cánh

tay C (C arm).

2.3.4.3 Phân loại

Máy chụp mạch có hai loại: một bình diện và hai bình diện

- Máy X quang chụp mạch một bình diện: tại một thời điểm chỉ chụp được hình ảnh

- Máy X quang chụp mạch hai bình diện: có thể chụp đồng thời ảnh mao mạch tạihai góc độ khác nhau.

2.3.4.4 Ứng dụng

Những lý do chủ yếu để sử dụng máy X quang chụp mạch là việc tìm ra những vị tríhẹp hay tắc nghẽn mạch máu, nhận ra sự trương bất thường của mạch máu, và xácđịnh vị trí chảy máu nội

- Xác định nguyên nhân chảy máu như: loét dạ dày

- Giúp cho việc chuẩn bị phẫu thuật những mạch máu bị bệnh ở chân bệnh nhân, bịđau chân khi đi bộ

- Chỉ ra phạm vi và tính chất nguy hiểm của căn bệnh xơ vữa động mạch vành

- Thỉnh thoảng, những nhà phẫu thuật sử dụng kỹ thuật này để lập kế hoạch phẫuthuật như phẫu thuật cắt bỏ mạch vành hoặc quyết định phương pháp

2.3.4.5 Phương pháp chụp mạch xóa nền (DSA)

Mặc dù đã dùng thuốc cản quang để làm tăng độ tương phản giữa mao mạch với các

tổ chức xung quanh, trong một số trường hợp hình ảnh vẫn chưa rõ nét như mongmuốn nhất là hình ảnh những mao mạch rất nhỏ vì chúng bị nhiễu bóng mờ của nền

Để tạo được hình ảnh chỉ của những mao mạch đã được bơm thuốc cản quang, cầnphải xóa đi hình ảnh nền của những tổ chức xung quanh nhờ một phương pháp chụp

mạch đặc biệt gọi là chụp mạch xóa nền (Digital Subtraction Angiography - DSA).

Phương pháp chụp mạch xóa nền gồm các bước được minh họa như dưới:

Tiêm Chụp ảnh nền Chụp ảnh cản quang

Nồng độ cản quang

Time

1

4

1: ảnh chụp 2: ảnh nền 3: ảnh có cản quang 4: ảnh xóa nền = hiệu của 2 và 3

Hình 2.20 - Các bước trong quá trình chụp mạch xóa nền

Tiêm thuốc cản quang vào mao mạch và khi thuốc cản quang bắt đầu lan truyền đếnvùng mao mạch cần thăm khám thì chụp ảnh nền trong đó có hình ảnh của maomạch cần quan tâm nhưng chưa ngấm thuốc cản quang (Hình 2)

Khi nồng độ thuốc cản quang tại toàn bộ vùng mao mạch cần quan tâm đạt mức tối

đa, chụp tiếp ảnh của cùng một khu vực như ảnh nền với mao mạch đã ngấm thuốccản quang (Hình 3)

Đem hai ảnh 2 và 3 trừ đi cho nhau sẽ đạt được hình ảnh đã xóa nền

Ứng dụng

DSA là một dạng đặc biệt của X-quang để kiểm tra dòng chảy của máu ở nội mạch,đặc biệt là quá trình cung cấp máu cho não của động mạch cảnh, cho tim của động

của mạch máu như mạch bị co hẹp, tắc nghẽn, phình mạch và một số các bệnh lýnhư : nhồi máu cơ tim, đột quy, tai biến mạch máu não giúp cho người bác sĩ sớmđưa ra các phác đồ điều trị hiệu quả và kịp thời.

Ưu điểm và khuyết điểm

Ưu điểm của kỹ thuật này là giúp ta phát hiện sớm các tình trạng bất thường củadòng máu, giúp cho người bác sĩ chẩn đoán được chính xác các bệnh lý nghiêmtrọng có liên quan đến sự tuần hoàn của máu trong cơ thể, lên kế hoạch giải phẫu,xác định các vị trí tổn thương bên trong cơ thể

Cũng giống như các dạng X-Quang, CT , kỹ thuật chụp DSA cũng hoạt động dựatrên nguồn bức xạ tia X nên cơ thể chúng ta cũng sẽ hấp thụ một lượng bức xạ Tia

X có khả năng phá huỷ tế bào, và với lượng bức xạ lớn có thể gây ra ung thư chobệnh nhân

Ngoài ra, do đây là một kỹ thuật còn khá mới mẻ ở Việt Nam nên giá cả của mỗi lầnchụp DSA còn khá đắt

2.4 Máy X quang chụp răng

2.4.1.1 Giới thiệu chung

Như chúng ta đã biết, tia X được sử dụng rất rộng rãi trong y khoa, để thăm dò,chẩn đoán những cấu trúc cản tia X (như xương, răng, v.v…) bên trong cơ thể conngười mà bằng mắt thường không thể thấy được Trong điều trị răng hàm mặtkhông thể thiếu máy chụp X-quang Hàm răng gồm 2 phần: thân răng nhô lên khỏixương hàm mà ta có thể thấy được, phần còn lại là chân răng nằm trong xương hàmchỉ có thể quan sát nhờ X-quang Nhờ có X-quang, nha sĩ có thể thấy được nhiềuyếu tố như các tổn thương về răng và hàm – sâu răng, các viêm nhiễm trong hàm,răng và các viết nứt của hai hàm, cấu trúc ống chân răng, các khối u xương và cáckhối u nang… ; Hay chụp X Quang để ghi lại cấu trúc bên trong của răng và lợi- sốlượng, kích thước và vị trí các răng, vị trí các răng khôn…

Như vậy, X-quang hỗ trợ nha sĩ rất nhiều trong điều trị như cấy ghép chân răng,phục hình răng sứ, chỉnh hình răng, điều trị tuỷ, nhổ răng…

Chụp X quang răng sử dụng rất nhiều các loại thiết bị khác nhau tùy vào mục đích

sử dụng mà người ta phân làm ba loại thiết bị đó là :

- Chụp trong miệng ( Intra-Oral)

- Chụp toàn cảnh (Otho-Pan-Tomography)

- Chụp hộp sọ (Cephalometric)

2.4.2 Thiết bị chụp trong miệng

2.4.2.1 Giới thiệu về chụp trong miệng

Chụp X Quang trong miệng là ghi lại cấu trúc bên trong của một phần răng và lợi.Bệnh nhân ngậm một phim trong miệng và tia X được phát từ ngoài xuyên quavùng cần chụp và tạo ảnh trên phim Người ta thường chụp 2 hoặc 4 phim mặt trongcủa miệng khi mà bệnh nhân ngậm chặt hai hàm