báo cáo tìm hiểu về bóng X quang_ chẩn đoán hình ảnh

Liều lượng X quyết định bởi các tham số có sẵn: - Trị số điện áp cao thế - kV - Trị số dòng điện bóng X-Quang – mA - Thời gian chụp – s  Việc ấn định khoảng thời gian phát tia và điều k

ĐỀ TÀI:

PHÂN TÍCH CÁC MẠCH BẢO HIỂM và BÁO HIỆU TRONG THIẾT BỊ CHỤP X-Quang

Môn: Công Nghệ Chẩn Đoán Hình Ảnh 1

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Phú Đăng

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Hiếu Đoàn Thị Bích Ngọc Nguyễn Văn Thắng

Mục lục

a, Chức năng

b, Thành phần cấu tạo

c, Thông số kĩ thuật

d, Nguyên lý hoạt động

1 Mạch thời gian cơ điện

2 Mạch thời gian điện tử

3 Mạch thời gian loại tự động

9-12

a, Chức năng

b, Thành phần cấu tạo

c, Thông số kĩ thuật

d, Nguyên lý hoạt động

Nôi dung chi tiết

 Khi tiến hành các xét nghiệm chụp X-Quang, người sử dụng phải kiểm soát được liều lượng tia X sao cho phùi hợp với từng đối tượng và bệnh lý Liều lượng X quyết định bởi các tham số có sẵn:

- Trị số điện áp cao thế - kV

- Trị số dòng điện bóng X-Quang – mA

- Thời gian chụp – s

 Việc ấn định khoảng thời gian phát tia và điều khiển sao cho tia được phát và ngừng lại đúng trong khoảng thời gian đó là một yếu

tố quan trọng đảm bảo hình ảnh chụp được rõ ràng,chức năng này được thực hiện bởi mạch thời gian.Có 3 loại mạch thời gian được ứng dụng:

- Mạch điều khiển phát tia X theo mAs

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

- Mạch thời gian tự động

Trong bài báo cáo này chúng ta sẽ tìm hiểu về về mạch điều khiển mAs; mạch điều khiển thời gian chụp tự động; và đồng thời đưa ra giải pháp với mạch chống quá dòng(mA)

II Mạch điều khiển mAs

a, Chức năng:

 Điều khiển thời gian phát tia để điều khiển liều lượng tia X

 Đặc trưng cho mật độ tia tại vị trí vật thể Tác dụng của tia X lên vật thể là không đổi khi tích số dòng điện qua bóng và thời gian là một hằng số: mAs = mA.sec

b, Thành phần cấu tạo:

 Mạch chỉnh lưu: biến đổi dòng xoay chiều AC thành dòng một chiều DC

 Mạch là: tạo điện áp ổn định cho điện áp đầu ra do điện áp đầu ra vẫn có sự mấp mô và độ gợn sóng

 Mạch nghịch lưu: biến điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều

có f khác nhau, hoạt động theo nguyên lý độ rộng xung

 Mạch chỉnh lưu cao thế:

 Mạch tích phân: tạo ra điện áp tỷ lệ với mật độ quang Q thực

 Mạch so sánh: phát ra tí hiệu ra lệnh ngừng phát tia

c, Thông số kĩ thuật:

 Mạch đóng cắt tia X theo đại lượng Q đã được ứng dụng:

Q=I.T, trong đó I: là dòng cao thế (mA)

T: là khoảng thời gian phát tia (s)

Q: là mật độ quang (mAs)

 Nguồn điện 380-400 VAC ; +/- 10%, 3Ø + 3N

 Tần số 50/60 Hz

 Dòng điện tức thời 100A/pha

 Dòng điện cuộn thứ cấp cao thế từ 60 – 140 KV

 Tần số cao thế tầm 8000 kHz

 Dòng điện chờ 5A trên 1 pha

 Nguồn điện tức thời tối đa 63 kVA khi phát tia tại 40 KW

d, Nguyên lý hoạt động:

 Khi đóng mạch phát tia, trong mạch chỉnh lưu cao thế sẽ có dòng cao thế theo thời gian thực I thực, dòng này tạo ra một điện áp trên điện trở R mắc giữa hai nửa cuộn thứ cấp cao áp, điện áp này được đưa vào một mạch điện tích phân theo thời gian, tại lối ra của mạch tích phân sẽ hình thành một điện áp, trị số điện áp này tỉ lệ với một đại lượng mà nó phản ánh được cả hai đại lượng I và T chính là

Q thực được tính theo biểu thức:

Q thực = ∫

0

t E

I thực (t )dt

vào một đầu của mạch so sánh, đầu ra của mạch so sánh là một điện áp tham chiếu mà trị số của nó tỷ lệ với giá trị đã xác định (Q đặt

) Ngay khi Q thực đạt tới giá trị Q đặt thì mạch so sánh sẽ phát tín hiệu

ra lệnh ngừng phát tia Như vậy trong mạch đóng cắt tia X theo Q thì thời gian phát tia t E và dòng cao thế I thực có thể thay đổi nhưng mật độ quang vẫn đạt yêu cầu

e, Ưu điểm và nhược điểm:

 Ưu điểm: Khắc phục nhược điểm của loại máy đóng cắt tia X theo khoảng thời gian

 Nhược điểm:

- Khi tiến hành các ca chụp, người vận hành phải căn cứ vào thể trạng của người bệnh (già, trẻ, gầy, béo, ) và cơ quan nội tạng (đường ruột, phổi, xương,…) mà định ra các chỉ số dòng cao thế (mA) và thời gian (s) cần thiết

 Như vậy các tham số này được xác định dựa trên cơ sở kiến thức và kinh nghiệm của người vận hành là chính, do vậy kết quả đem lại mang tính chủ quan, hình ảnh trên phim không phải lúc nào cũng đạt chất lượng mong muốn

 Hiện nay máy X-Quang ứng dụng mạch điều khiển bằng

mAs còn gọi là kỹ thuật 2 điểm ngày càng phổ biến và

thay thế dần các loại máy X-Quang đóng cắt tia X thuần túy

III Mạch điều khiển thời gian chụp tự động

a, Chức năng:

 Điều khiển liều lượng tia X thâm nhập vào phim nhằm mục đích tạo ra ảnh chụp có độ rõ nét và chính xác cao nhất

 Nếu thời gian phát tia càng dài thì lượng tia X đến vật thể càng nhiều và ngược lại Đảm bảo tạo ra liều tia X chính xác theo yêu cầu

b, Thành phần cấu tạo:

 Mạch chỉnh lưu: biến đổi dòng xoay chiều AC thành dòng một chiều DC

 Mạch là: tạo điện áp ổn định cho điện áp đầu ra do điện áp đầu

ra vẫn có sự mấp mô và độ gợn sóng

 Mạch nghịch lưu: biến điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có f khác nhau, hoạt động theo nguyên lý độ rộng xung

 Mạch cảm biến: biến đổi chùm tia X thành tín hiệu điện, các loại cảm biến như là:

- Đèn nhân quang: ổn định độ sáng của ảnh khi soi Thường được sử dụng kết hợp với hệ thống X-Quang truyền hình, bố trí tại lối ra của thiết bị tăng sáng (đèn tăng quang) Dòng điện cảm ứng tỷ lệ với cường độ sáng của hình ảnh

- Buồng Ion: khá phổ biến, thường được bố trí trước phim, có kích thước bao trùm vùng xét nghiệm, bề dày khoảng

6-10mm và không tạo ra bóng trên phim (trong suốt với tia X) Hai mặt đối diện của buồng Ion là hai tấm điện cực tạo thành

tụ điện có chất điện môi là không khí Hiệu điện thế giữa hai tấm điện cực rơi vào khoảng 300-1000V DC Dòng điện cảm ứng từ vài chục đến vài trăm pA

 Mạch tích phân: tạo điện áp tỷ lệ với liều lượng tia X

 Mạch so sánh: phát ra tín hiệu ra lệnh ngừng phát tia

c, Thông số kĩ thuật:

 D thực: Liều lượng tia X thâm nhập vào phim

 D đặt: Liều lượng tia X cần thiết

 i c: dòng đi ra từ buồng Ion

 i b: dòng đi ra từ đèn nhân quang

 Nguồn điện 380-400 VAC +/- 10%, 3Ø + 3N.

 Tần số 50/60 Hz

 Dòng điện tức thời 100A/pha

 Dòng điện cuộn thứ cấp cao thế từ 60 – 140 KV

 Tần số cao thế tầm 8000 kHz

 Dòng điện chờ 5A trên 1 pha

 Nguồn điện tức thời tối đa 63 kVA khi phát tia tại 40 KW

d, Nguyên lý hoạt động:

 Hình 1.16 là sơ đồ của loại mạch thời gian chụp cả hai loại cảm biến (buồn Ion và Đèn nhân quang)

 Các dòng điện i c và i b tỷ lệ với liều lượng tia X, từ Buồng Ion hoặc Đèn nhân quang được đưa tới lối vào của một mạch tích phân, tại lối ra của mạch tích phân sẽ tạo điện áp tỷ lệ với liều lượng tia thực D thựcmang thông tin về mật độ chùm tia X đã bị suy giảm sau khi xuyên qua đối tượng

 Tín hiệu trên sẽ được so sánh với tín hiệu D đặt (liều lượng tia X cần thiết) tại mạch so sánh

 Khi hai tín hiệu đó bằng nhau, mạch so sánh phát ra tín hiệu ra lệnh ngừng phát tia

e, Ưu, nhược điểm:

 Ưu điểm:

- Kết quả xét nghiệm phản ánh tình trạng bệnh lý đúng hơn và không phụ thuộc vào quan điểm riêng của người sử dụng

- Kiểm soát được liều lượng tia X đi vào cơ thể của bệnh nhân

 Nhược điểm: cấu trúc phức tạp, giá thành cao

 Mạch này còn được gọi là kỹ thuật 1 điểm được ứng dụng

hầu hết trong các hệ thống X-Quang chẩn đoán hiện đại

như chụp/ chiếu tăng sáng - truyền hình, chụp mạch, chụp mạch xóa nền…

IV Mạch chống quá dòng (mA)

- Máy X quang là một hoặc tổ hợp thiết bị đắt tiền, do vậy nếu

vì 1 sơ xuất nào đó trong thiết kế dẫn tới những trục trặc không kiểm soát được, có thể gây ra sự huỷ hoại những linh kiện hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu đồng

- Mặt khác, bản thân máy X quang chứa đựng một nguy cơ đối với con người và môi trường xung quanh vì nó là thiết bị phóng xạ và điện cao thế

 Vì vậy, trong máy X quang, người ta thường áp dụng hàng loạt biện pháp kiểm soát và đảm bảo an toàn do các mạch điện khác nhau đảm nhiệm.Tùy theo công suất và mức độ phức tạp của máy mà số lượng và giải pháp có thể khác nhau.Trong mục này, chúng ta sẽ đề cập đến mạch phòng ngừa quá dòng(mA)

a, Chức năng:

 Khi có sự trục trặc đối với bóng hoặc cáp cao thế như bóng bị lọt khí, cáp bị dò điện thì dòng điện qua bóng và mạch chỉnh lưu

sẽ tăng quá giới hạn, chính vì vậy chúng ta cần đưa ra một mạch chống quá dòng (điều khiển dòng cao thế mA) để:

- Ngăn ngừa việc quá dòng cho bóng

- Bảo vệ bệnh nhân khi chụp

- Bảo vệ các bộ phận khác của máy

b, Nguyên lý hoạt động:

 Chống quá dòng bằng các mạch điều khiển:

- Máy X-Quang truyền thống:

+ Bộ ổn áp: cấp cho biến thế sợi đốt được ổn định (ổn áp sắt

từ và ổn áp điện tử)

+ Mạch bù tần số:

Giảm ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lưới điện tới điện áp nguồn sợi đốt

Gồm một tụ điện C và một cuộn cảm L mắc song song với nhau, trở kháng của chúng thay đổi theo tần số ( giả sử khi tần số lưới điện tăng thì điện áp ra của bộ ổn áp tăng => trở kháng của mạch LC và sụt áp tăng => điện áp cung cấp cho biến thế sợi đốt không đổi => dòng cấp cho sợi đốt không đổi)

+ Mạch bù điện tích không gian:

Khi bóng X-Quang hoạt động với mA cao thì xuất hiện hiệu ứng điện tích không gian (tồn tại mối quan hệ giữa mA và KV)

Gồm một biến thế bù áp T

+ Mạch đặt dòng cao thế (chọn mA):

Gồm một cái chuyển mạch và một số điện trở Trị số điện trở được lựa chọn điện áp sợi đốt thích hợp với mA đã đặt

- Máy X-Quang cao tần:

+ Trị số dòng điện cao thế yêu cầu I đặt được đưa vào bộ nhớ thông qua mạch so sánh, rồi được đưa tới bộ điều khiển cao tần cho sợi đốt bóng X-Quang thông qua biến thế nguồn sợi đốt

+ Để ổn định trị số dòng cao thế trong khi phát tia, dòng cao thế I thực được cảm nhận từ mạch cao thế và so sánh với giá trị

I đặt tại một mạch so sánh

+ Mặt khác dòng sợi đốt I Hthực cũng được cảm nhận từ mạch sợi đốt rồi so sánh với giá trị dòng sợi đốt yêu cầu I H đặt tại một

bộ so sánh khác

+ Tín hiệu từ đầu ra của mạch so sánh này, phản ánh sự thay đổi dòng cao thế và dòng sợi đốt từ đó điều khiển bộ đổi tần Làm cho dòng sợi đốt được duy trì ổn định

 Chống quá dòng bằng các mạch chỉ thị; báo hiệu mA:

- Vấn đề chỉ thị mA khi phát tia có ý nghĩa quan trọng đối với

cả người sử dụng và người bảo dưỡng, sửa chữa máy

- Đối với người sử dụng: căn cứ vào chỉ số mA có thể xác định xem máy có hoạt động đúng với yêu cầu đặt ra hay không, nhằm đảm bảo an toàn

- Đối với người sửa chữa: chỉ số mA giúp cho việc tìm kiếm, phát hiện hư hỏng trong máy như:

+ Nếu mA=0 có thể sợi đốt bị đứt hoặc trục trặc trong mạch + Nếu dòng lớn hơn trị số bình thường (quá dòng) và có âm thanh lạ như rạn vỡ phía cao thế thì cáp cao thế có vấn đề + Khi dòng quá lớn có thể bóng bị lọt khí

- Khi có những dấu hiệu quá dòng thì các mạch bảo vệ sẽ chỉ chị, báo hiệu cho người sử dụng biết để có những biện pháp

xử lý kịp thời, tránh gây tổn hại về người và của

V Tài liệu

1 Trang thiết bị y tế tập 1; Học viên kỹ thuật quân sự - Bộ môn: Điện tử y sinh; tác giả Huỳnh Lương Nghĩa – Nguyễn Phú Đăng

2 Trang thiết bị y tế tập 2; Học viên kỹ thuật quân sự - Bộ môn: Điện tử y sinh; tác giả Huỳnh Lương Nghĩa – Mai Ngọc Anh –

Lê Ngọc Sơn – Phùng Mạnh Hùng

3 Bài Giảng chẩn đoán hình ảnh –Trường Đại học Y hà nội-bộ môn chẩn đoán hình ảnh-nhà xuất bản Y học; Chủ Biên:

GS.Hoàng Kỷ, TS.Nguyễn Duy Huề, TS.Phạm Minh Thông, BS.Bùi Văn Lệnh, BS.Bùi Văn Giang

4 Kỹ thuật X Quang thông thường tập 1 – Bộ môn kỹ thuật hình ảnh khoa điều dưỡng_kỹ thuật y học Đại học Y dược thành phố

Hồ Chí Minh; Chủ biên: Nguyễn Doãn Cường – Nguyễn Văn Nam – Võ Bá Tùng

5 Advanced Concepts of Radiographic Imaging Maintenance – Level II; Presented by: DITEC, Inc