Lời nói đầu Tối ngày 8 tháng 11 năm 1895, sau khi rời phòng thí nghiệm một quãng, sực nhớ quên chưa ngắt cầu dao điện cao thế dẫn vào ống tia cathode, Wilhelm Conrad Röntgen quay lại phòng và nhận thấy một vệt sáng màu xanh lục trên bàn tuy phòng tối om Với đầu óc nhạy bén, đầy kinh nghiệm của một nhà vật lý học, việc này đã lôi cuốn ông và 49 ngày sau ông liên tục ở lỳ trong phòng thí nghiệm, mỗi ngày ông chỉ ngừng công việc nghiên cứu ít phút để ăn uống, vệ sinh và chợp mắt nghỉ ngơi vài giờ N.
Lời nói đầu Tối ngày tháng 11 năm 1895, sau rời phịng thí nghiệm qng, sực nhớ quên chưa ngắt cầu dao điện cao dẫn vào ống tia cathode, Wilhelm Conrad Rưntgen quay lại phịng nhận thấy vệt sáng màu xanh lục bàn phịng tối om Với đầu óc nhạy bén, đầy kinh nghiệm nhà vật lý học, việc lôi ông 49 ngày sau ông liên tục lỳ phịng thí nghiệm, ngày ơng ngừng cơng việc nghiên cứu phút để ăn uống, vệ sinh chợp mắt nghỉ ngơi vài Nhờ thế, ơng tìm tính chất thứ tia bí mật mà ơng tạm đặt tên tia X mang lại cho ông giải Nobel vật lý vào năm 1901 Tia X có khả xuyên qua nhiều vật chất nên thường dùng chụp ảnh y tế, nghiên cứu tinh thể, kiểm tra hành lý hành khách an ninh hàng không cửa Tia X phát thiên thể vũ trụ, nhiều kính viễn vọng thiên văn học hoạt động vùng phổ tia X Nguồn phát tia X thành phần quan trọng máy phát tia X Rất nhiều yếu tố chất lượng điều chỉnh thông qua nguồn phát tia Vì việc nghiên cứu nguồn phát tia X có ý nghĩa quan trọng trình phát triển loại máy X quang 7.1.4 Nguồn phát tia máy X quang mạch điều khiển Độ tương phản phân giải định phát tia X đặc tính Đặc biệt, kỹ thuật làm mờ động bị ảnh hưởng thông số máy phát tia Điện áp ống tia U (giá trị đỉnh khoảng kV), cường độ dịng tia I (tính mA) thời gian phát tia T (tính s) xác định liều chiếu tạo ảnh D D = k0.Un.I T (7.27) Hệ số k0 phụ thuộc vào đối tượng chiếu xạ, điện áp, lọc trước nguồn xạ, hình dạng hệ thống X quang thiết bị mang ảnh Khi chùm tia X khơng đồng nhất, việc tính tốn xác liều phát xạ D khơng thể thực theo phương trình (7.27) Số mũ n hàm điện áp ống tia, với điện áp 150 kV giá trị xấp xỉ Khi giá trị điện áp ống tia giảm giá trị số mũ n tăng, 50 kV giá trị khoảng Điện áp đỉnh ống tia xác định phổ chùm tia X đặc điểm ảnh tạo Do giá trị điện áp ống tia lựa chọn tùy theo định y khoa xác định thủ tục cần thiết: a Đối tượng cần kiểm tra? b Độ tương phản cần thiết cho việc chuẩn đốn? (Ví dụ chụp vùng xương ngực gồm xương sống, để chẩn đoán cấu trúc xương cần điện áp ống tia 66 kV, trái lại chụp X-quang ngực cần điện áp 125 kV để chẩn đoán cấu trúc phổi.) Điện áp đỉnh ống tia đóng góp chủ yếu cho việc tạo ảnh Do đó, phát tia cần cung cấp điện áp ống tia với độ gợn sóng thấp để giữ tỉ lệ xạ lượng thấp Lý tưởng tạo điện áp chiều (DC) để loại bỏ tác động lũy thừa n Năng lượng ống tia (P = kUI) chuyển thành xạ tiêu điểm số cho kích thước tiêu điểm Khi kết hợp với tham số khác hệ thống, độ phân giải không gian đối tượng kiểm tra Một số đối tượng chuyển động miêu tả sắc nét với thời gian phơi sáng T đủ ngắn Để giảm thiểu hoàn toàn ảnh mờ, người ta thực cách đưa vào tính tốn hình phim, làm mờ động làm mờ hình Chuyển động cơ, đặc biệt tim phổi, lên tới tốc độ 200mm/s [7.38] Động mạch đập tương tự, chí cịn nhanh chuyên khoa nhi Liều phát xạ tỷ lệ thuận với cường độ ống tia I thời gian phát tia T Do đó, giá trị Q (tính theo mAs) lựa chọn cho phù hợp với đối tượng cần đo Việc tái lập thông số máy phát tia góp phần cải thiện chất lượng hình ảnh Độ dung sai 10-20% rtrong thông số máy phát điện nằm giới hạn chấp nhận chất lượng ghi hình thái học quan chức Giá trị dung sai từ 1-5% cần thiết cho kiểm tra đặc biệt CT, DSA Các quy định liên quan đến “vệ sinh xạ” cần tuân theo cách xác Điều có nghĩa mức định y khoa xạ cần phải áp dụng quy trình chụp X quang chẩn đốn Vì vậy, máy phát phải cung cấp giá trị điện áp ống tia mong muốn cách nhanh chóng đạt tiêu chuẩn hết mức Một liều chiếu xạ cho hình ảnh đạt yêu cầu, nguồn phát cần chuyển sang chế độ tắt với thời gian trễ nhỏ Nguồn điện theo tiêu chuẩn IEC/DIN 6822: P = kUI (k đặc trưng cho mức độ hình thức gợn sóng) Bức xạ tia X cứng: 110 – 150 kV Bình thường: 40 – 125 kV Bức xạ tia X mềm: 25 – 49 kV Hình 7.58: Phạm vi hoạt động điện áp cài đặt máy X quang Những vấn đề vệ sinh xạ chất lượng hình ảnh dẫn đến phát triển hệ thống điều khiển tự động với nhiều loại hình chụp chiếu khác, ví dụ: chụp X quang răng, chụp chiều chuyển động, kỹ thuật gián tiếp để thực việc kiểm tra nhanh chóng an tồn cho bệnh nhân người chụp chiều Hình 7.58 cho thấy dải điện áp làm việc nguồn phát Cường độ dòng tối thiểu 0.1 mA chụp X quang tối đa 1200 mA với chụp X quang Dịng điện định cơng suất tối đa nguồn phát và/hoặc loại ống tia Hiện cơng suất chiếu lên đến 100 kW Cơng suất cao làm ảnh mờ giảm chất lượng hình ảnh Cơng suất 100 kW phù hợp với phim tốc độ cao với độ phân giải tốt Hình 7.59 cho thấy sơ đồ khối nguồn phát với thành phần chẩn đốn Hình 7.59: Sơ đồ khối xử lý điều khiển máy phát với thành phần 7.1.4.1 Mạch nguồn Tỷ lệ liều chiếu cần thiết để tạo ảnh phụ thuộc vào điện áp ống tia U cường độ dòng ống tia I Mạch nguồn có nhiệm vụ biến đổi dịng điện áp vào thành “thông số kỹ thuật” Các phần sau giải thích hoạt động thiết kế mạch nguồn khác Máy phát điện thông thường từ đơn xung đến 12 xung Hình 7.60 cho thấy mạch điện máy phát xung từ nguồn điện pha, ví dụ: điện áp 480V biến đổi thành điện áp ống tia 40-150 kV Tổng nội trở R đường dây (U0) ống X quang đóng vai trị định, ta thấy hình 7.61 Các tính mạch điện thơng thường: Nguồn cung cấp nguồn pha (110 220 V) ba pha (220 – 480 V) Một biến áp tự động biến áp bước cho phép điều chỉnh thay đổi nguồn cung cấp ( bù dòng tay tự động ), thiết lập giá trị tham chiếu Uref điện áp ống U = U0 – I.Ri (7.28) Điện áp không tải U0 dễ dàng đạt khoảng 200 kV Nội trở đạt xấp xỉ 100 kΩ Hình 7.60 Mạch nguồn: nguốn điện pha cho xung Trước kia, điện áp ống tia điều chỉnh theo cơng thức (7.28) hình 7.61 phụ thuộc vào cưởng độ dịng ống tia, sau điều chỉnh trước chiếu cách điều chỉnh dịng dây Katot xác tốt Sự phụ thuộc lẫn điện áp ống tia dịng ống tia sử dụng thực tế để điều chỉnh điện áp ống tia cách thay đổi cường độ dịng ống tia thơng qua cường độ dòng dây katot để thiết lập cố định nội trở Ri điện áp không tải U0 Phương pháp điều chỉnh dịng ống tia kết hợp với nội trở Ri và/hoặc điện áp không tải U0 Sự tái thiết lập điện áp ống tia đảm bảo cung cấp dòng ổn định Nó cải thiện nhờ sử dụng biến áp tự ngẫu với động điều chỉnh, (hoặc) điều khiển dòng ống tia điện tử Sau q trình kiểm sốt hoạt động khoảng 100 ms, thay đổi nhanh chóng điện áp cung cấp chuyển thành điện áp ống tia Chuyển mạch bật tắt xảy nguồn cung dẫn đến biến đổi điện áp cao trung bình thiết bị chuyển mạch điện thyristor( hình 7.60 ) Quá trình chuyển mạch sang bật thường yêu cầu trễ lên đến 20 ms (trễ pha), điện áp ống giả định chuẩn tức khơng có thay đổi đột ngột điện áp Các máy phát điện cao bao gồm thùng chứa đầy dầu Nó chứa máy biến ( lõi sắt biến áp, cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp), thiết bị chỉnh lưu điện áp cao thế, biến áp dây tóc cho Katot ống tia X quang, thiết bị chuyển mạch điện áp cao, ổ cắm điện cho cáp điện áp cao Tất máy phát điện cao Siemen trang bị thêm thiết bị đo để ghi lại giá trị thực tế điện áp ống tia cường độ dòng ống tia Hình 7.61 Đường nội trở máy phát điện thông thường phạm vi hoạt động xác định U01, U1, I1 Với Ri nhỏ điện áp không tải U02, thông số hoạt động khác U2, I1 U1, I2 Máy phát điện cao cụm ống X quang thường thiết kế hai cực để vật liệu cách nhiệt chịu nửa giá trị điện áp ống U/2 Các tiêu chí lượng, gợn sóng điện áp ống, khối lượng chi phí dẫn đến việc thiết kế máy phát điện với số xung khác nhau: Máy phát điện đơn xung cung cấp xung điện áp ống với chu kì điện áp nguồn cung cấp Chúng có cơng suất thấp (P < 2kW) thường định cho X quang hay máy di động Máy phát điện xung cung cấp hai xung điện áp ống với chu kì qua chỉnh lưu cầu, có lượng thấp trung bình (P ≤ 50 kW) Máy phát điện xung cung cấp sáu xung điện áp cho ống tia với chu kì thơng qua ba chỉnh lưu cầu, cho công suất vừa (P ≤ 100 kW) Máy phát điện 12 xung cung cấp mười hai xung điện áp cho ống tia chu kì thơng qua hai chuyển mạch sáu xung, cho công suất cao (P ≤ 150 kW) Số lượng xung điện áp ống lớn hiệu suất liều tạo ảnh tăng Điều có nghĩa thời gian phơi sáng ngắn vịng mờ giảm Hơn xạ lượng thấp giảm Các gợn thực tế điện áp ống bắt nguồn từ tích tụ dung sai kĩ thuật bất đối xứng nguồn áp ba pha Nó chiếm tới: 100% với máy phát đơn hai xung Khoảng 25 % (lý thuyết 13.4%) với máy phát sáu xung Khoảng 10 % (lý thuyết 3.4 %) với máy phát mười hai xung Các gợn sóng hay xung [7.46] điện áp ống tỷ lệ với giá trị điện áp đỉnh: w= [(U- Umin)/U] ·100% Máy phát điện chiều Khi điện áp ống tia tuần hồn đồng có tác động đáng kể đến chất lượng hình ảnh, hệ thống điện áp thiết kế đặc biệt để kiểm soát biến động điện áp cung cấp dòng ống khơng tác dụng lên điện áp ống tia Hình 7.62 cho thấy nguyên lý mạch máy phát điện chiều Các chức đặc biệt: Các máy phát điện cao kết nối trực tiếp đến dòng cung cấp Hai ống tia điện tử điện áp cao (triode hay tetrode) phục vụ cho chuyển đổi điện áp ống tia bật tắt, điều chỉnh thơng qua đóng mạch điều khiển vòng lặp [7.39 7.40] Điện áp ống tia chuyển đổi bật tắt vào thời điểm Điện áp ống tia đặt sẵn giá trị tham chiếu Uref hoàn tồn độc lập với dịng ống tia với thay đổi Thời gian đáp ứng hoàn toàn cho hệ thống điện áp ống điện tử khép kín xấp xỉ 20 us Hệ thống điều khiển điện áp phức tạp kiểm định giá trị điện áp cho tất kĩ thuật chiếu chụp, với yêu cầu khắt khe bao gồm chất lượng hình ảnh độ tái lập Tốc độ điều chỉnh cao cho phép phân chia nhanh thành 500 khung hình/s nhiều – khơng phụ thuộc vào điện áp ống – đáp ứng nhanh chóng điện áp phù hợp với chất lượng hình ảnh Các gợn thực tế điện áp 1% Kết điện áp chiều tạo gần phẳng Những lợi nguồn phát chiều có nhờ vào hệ thống lớn, tiêu thụ điện hiệu chi phí tương đối cao Hình 7.62: Sơ đồ mạch nguồn phát chiều Máy phát tần số cao (máy phát đa xung) Đây loại nguồn phát bao gồm ưu điểm nguồn phát chiều có kích thước nhỏ chi phí thấp Khả tái lập tính ổn định điện áp ống tăng cường mạch điều khiển vòng lặp đóng nhanh chóng độc lập với thay đổi điện áp ống dịng ống Hình 7.63 mạch điện máy phát tần số cao với đặc điểm: Nguồn cung cấp pha ba pha (220 - 440 V) Được kiểm sốt khơng điện áp chiều trung gian Uz Biến tần tạo một dòng điện cao tần từ điện áp chiều mạch trung gian Uz Điện áp ống cỏ thể bật tắt thời điểm Điện áp ống đặt sẵn điện áp tham chiếu Uref độc lập với dòng ống tia thay đổi Thời gian đáp ứng hoàn toàn 250 us Dễ dàng thực cách tăng tần số hoạt động f Điều cho phép giảm tiết diện lõi thép A số vòng dây n máy biến áp (U ~ A.n.f) Các phương pháp kiểm soát điện áp ống thể hình 7.64 Điện áp ống thực tế đo Uact so sánh với điện áp tham chiếu Uref Bộ điều khiển kích hoạt xung kích thích với cổng Thyristor giá trị điện áp ống khơng trạng thái cân Hình 7.63: Sơ đồ mạch máy phát điện tần số cao Thời gian đáp ứng mạch điều khiển phụ thuộc vào tần số kích hoạt Nó vào khoảng 250 us, chậm so với nguồn phát chiều nhanh nhiều so với nguồn áp thông thường Độ gợn thực tế phụ thuộc vào yếu tố kĩ thuật (công suất), khả lọc phẳng C, giá trị điện áp chiều mạch trung gian Uz Các gợn chiếm 13% với cơng suất trung bình (30 – 50 kW) 4% cới máy công suất lớn (50 – 100 kW) Máy phát tần số cao tạo nhiều xung điện áp ống chu kỳ đường dây điện áp Con số phụ thuộc vào tần số bắn hệ thống biến tần Điều dẫn đến tên ‘nguồn phát đa xung’ Nó cung cấp tỷ lệ liều mà tốt so với máy phát điện 12 xung thơng thường Vì vậy, xạ lượng thấp mức thấp a Sơ đồ mạch b Biểu đồ thời gian xung kích thích, dịng điện xoay chiều i(t) điện áp ống U Hình 7.64: Điều khiển điện áp ống biến tần Nhờ có linh kiện điện tử tần số cao mà thể tích nguồn phát giảm khoảng 80%, yêu cầu không gian giảm khoảng 85% khối lượng 75% so với nguốn phát chiều tương ứng Các kiểu thiết kế 10 Bởi nguồn phát có tuổi thọ lâu dài nên cần đặc biệt ý đến nhu cầu ngày tăng chất lượng hình ảnh Khuyến nghị dung sai nhỏ 5% với điện áp ống, dòng ống thời gian phơi sáng Tuy nhiên với nguồn phát có dung sai tốt khoảng 10-20% sử dụng nhiều năm Hình 7.65 thể mạch đo lường điều khiển vòng lặp nguồn phát đại đáp ứng yêu cầu tính ổn định tuần hồn điện áp ống dòng ống Các nguồn phát điện chiều sử dụng lĩnh vực nhỏ nghiên cứu phóng xạ mà trọng tâm gợn cực thấp, nhanh chóng kiểm sốt điện áp ống, độ rộng xung nhỏ ms, tốc độ khung hình 120 khung hình giây Các nguồn phát tần số cao công nghệ khuyến nghị Nguồn phát cao áp ống tia lắp ráp hộp để đảm bảo tăng công suất lên tới 50 kW Đây phương pháp thiết kế “nguồn phát đơn tank” không cần day điện cao áp Kích thước trọng lượng tương đương tia X thông thường Một tiêu điểm 1.0 cho 50 kW đạt cách sử dụng đĩa anode CALOREX quay tốc độ cao (xem phần 7.1.1) Hai cụm nguồn phát đơn tank kết nối với nguồn điều khiển để tránh đốm phim hiệu ứng Bucky Với nguồn phát công suất cao 50-100 kW chia rời ống tia nguồn phát cao áp Thơng thương có tới bốn ống X quang khác kết nối với nguồn phát hoạt động chế độ chia sẻ thời gian Hình 7.65: Mạch điện tử điều khiển điện áp ống U dòng ống tia I nguồn phát 11 Tính nguồn phát tần số cao không phù hợp với biện pháp thông thường mà phù hợp với biện pháp nong mạch, kể nong mạch trừ kĩ thuật số (DSA) Do giải pháp tiết kiệm với phương pháp can thiệp 7.1.4.2 Mạch sợi đốt Điện áp ống tia U xác định độ tương phản độ phân giải hình ảnh qua kích thước điểm hội tụ Cường độ dòng ống tia xác định đầu cho phép P(t) điểm hội tụ: I = P(t)/U (7.29 ) Cường độ ống tia tính thơng qua cường độ dịng dây tóc Katot IF hàm tính trực tiếp từ đầu điện áp ống tia Hình 7.67b cho thấy mối quan hệ I = f(If) với điện áp chọn khác Có dải giá trị cường độ dịng sợi đốt: Đốt nóng sơ khoảng 2-4 A để làm sợi đốt nóng lên mà khơng phát dịng ống tia I Đốt chiếu X quang 0.1 đến mA, số trường hợp lên đến 25 mA Đốt phát xạ I ≤ 1600 mA, việc thiết lập xác điểm dốc I = I(f) cần thiết để độ lệch 1% Thời gian chuyển tiếp từ đốt chiếu X quang lên đốt phát xạ quay trở lại trình chụp quan trọng Việc giảm I(f) từ đốt phát xạ giá trị đốt nóng sơ hay đốt chiếu làm tăng tuổi thọ Katot Đốt phát xạ giữ khơng đổi suốt q trình phơi sáng (tải không đổi) giảm nhờ mạch điều khiển vịng kín kV mA Việc giảm nhiệt đốt phát xạ dựa sở nhiệt độ tiêu điểm khơng đổi suốt q trình phát xạ Nếu nhiệt độ đốt phát xạ cao thời gian phát xạ ngắn nhất, q trình làm mờ động tối thiểu Hình 7.66 cho thấy thấy biểu đồ theo thời gian điện áp ống U dịng ống I liên tục giảm Dịng dây tóc I(f) kiểm sốt giá trị suất liều suốt trình chiếu X quang nhờ chế độ điều khiển tự động Hình 7.67 cho thấy sơ đồ chức mạch dây tóc thơng thường với ba điểm điều khiển Hình 7.67b minh họa liên kết dòng sợi đốt IF1, IF2, dòng ống tia I1, I2 điện áp không tải U01, U02 để lựa chọn điện áp ống Ul 12 Dịng dây tóc điều chỉnh kĩ thuật ba điểm: R1: kVp thấp, mA cao R2: kVp thấp, mA thấp R3: kVp cao, mA thấp Dịng sợi đốt theo dõi rơle dòng hr để bảo vệ khối ống X quang Việc thiết lập xác dịng sợi đốt hồn tồn cần thiết mạch lặp kín kiểm sốt kV ảnh hưởng tới bật chiếu xạ Thiết lập khơng xác khơng thể điều chỉnh với thời gian chiếu xạ ngắn qn tính sợi a) Hệ thống điểm cân 13 b) Sự liên kết dòng sợi đốt IF1, IF2, dịng ống tia I1, I2 điện áp khơng tải U01, U02 để lựa chọn điện áp ống Ul Hình 7.67: Mạch dây tóc thơng thường Dịng dây tóc dòng điện xoay chiều hoạt động tần số sở Do nhiệt độ Katot thay đổi thay đổi hai tần số, kết xuất gợn dịng ống khoảng 10% suốt q trình phơi sáng Gợn siêu áp đặt gợn khác điện áp ống kết gây nên gợn tương đối cao suất liều Do tượng biến tần cho dây tóc hoạt động tần số cao tránh thay đổi nhiệt độ Hình 7.68 sơ đồ mạch dây tóc cao tần với điều chế xung tần số cao vịng lặp kín điều khiển dịng Giá trị dịng dây tóc IF = f (U, I) lưu trữ nhớ máy tính nguồn phát để phù hợp với tiêu điểm Các giá trị thực IF bị sai vài % sai số sản xuất Katot Đây điều quan trọng nguồn chiều nguồn cao tần điện áp ống dộc lập với dòng ống nhờ hệ thống điều khiển vịng lặp kín nhanh Ngồi việc điều chỉnh thông số mAs đảm bảo giá trị liều xác Hơn nữa, việc điều chỉnh mạch lặp điều biến xung tần số điều khiển dòng bù lại sai số giá trị thực tế khoảng 50 ms lần bật Bằng cách dòng ống điều chỉnh độc lập với điện áp ống Các gợn xuất dòng ống tạo điện áp ống chịu ảnh hưởng đặc tính khơng gian Chế độ hoạt động đòi hỏi thay đổi dòng ống theo thời gian thực dễ dàng Tốc độ thay đổi dòng ống phụ thuộc vào thời gian nhiệt dây tóc dao động từ 50 đến 200 ms 14 7.1.4.3 Khởi động tốc độ cao Máy anot quay cung cấp cho đẩu lớn so với Anot tĩnh Điều giúp cải thiện chất lượng hình ảnh Việc khởi động tốc độ cao khiến cho động khơng đơng Đặc tính động khoảng khơng khí lớn Roto (điện áp Anot) Stato (điện áp đất) Số vòng quay phút (rpm) tần số fA là: F < fđôngbộ = 60.fA (7.30 ) Các vòng bi ống X quang chạy “khơ” chân khơng, Anot khởi động thời gian phơi sáng (tăng tốc) để kéo dài tuổi thọ Katot Quán tính đĩa Katot gây trọng lượng momen xoắn xác định thời gian tăng tốc Điều rút ngắn nhờ sử dụng tần số biến đổi fA Hình 7.69: khởi động tốc độ cao với tần số biến đổi Khởi động tốc độ cao thường sử dụng dịng tần số trực tiếp (ví dụ: 50 Hz, 3000 rpm) dòng hài bậc (150 Hz, 9000 rpm) Nó cung cấp từ nguồn pha sử dụng biến áp bão hòa Hình 7.69 cho thấy khối khởi động tốc độ cao với tần số biến đổi Thiết bị cho phép cung cấp tần số khác cho ống X quang từ nguồn Tần số đồng 15 – 20 Hz cho chiếu X quang, 50 – 180 với chụp X quang 200 – 300 Hz với trường hợp đặc biệt Mạch theo dõi số vòng quay sử dụng để bảo vệ ống tia X Nếu lỗi chuyển mạch Ngun nhân mịn ổ đỡ, trường hợp bóng tia X cần thay 15 7.1.4.4 Mạch thời gian mạch phơi sáng Liều chiếu xạ tỷ lệ thuận với thời gian phơi sáng T theo công thức 7.27 với điều kiện số cho trước, điện áp ống dòng ống điều chỉnh cố định Nguồn phát giữ điện áp ống khơng đổi thay vào thay đổi dịng ống phần mạch nguồn 7.4.1.1 mạch dây đốt 7.4.1.2 Thiết bị thời gian Thiết bị thời gian khơng cịn sử dụng thiết bị chẩn đoán ngoại trừ chụp nha khoa, chụp cắt lớp cần hạn chế thời gian đảm bảo an toàn Điều nhờ cải tiến chuyển mạch mAs hệ thống kiểm soát phơi sang tự động Chuyển mạch mAs Từ phương trình 7.27 ta cần phải thiết lập sẵn thông số mAs, Q để đạt mật độ quang thích hợp Sau thiết lập điện áp ống, dịng ống Iact tính tốn (hình 7.70) với thời gian chiếu tA (hình 7.71) Khi mAs thay đổi đạt giá trị đặt trước Qref xạ tắt Q phụ thuộc vào mAs theo công thức: tA Q I(t )dt Hình 7.70: Sơ đồ tính tốn mAs 16 Hình 7.71 thể thời gian phơi sáng theo tiêu chuẩn IEC/DIN 0750 cho thấy giá trị mAs để kích hoạt chuyển mạch thực tế ln cao so với giá trị đặt trước chút Đây việc tụ phóng điện qua bóng X quang tiếp xúc Nó góp phần tạo lượng dư ∆Q hay ∆D Giá trị ∆Q có tác động tiêu cực giá trị tham chiếu mAs thấp Tái thiệt lập mAs: thay đổi 25% giá trị mAs phơi sáng dẫn đến thay đổi rõ ràng mật độ quang học ảnh X quang Để hạn chế ảnh hưởng ∆Q ∆D độ dung sai cho chế độ làm việc khác phải tuân thủ Giá trị mAs nhỏ cho Qmin tái lập, thể cơng thức: Qmin = 10 ∆Q (7.32) Bởi thực tế chất lượng hình ảnh bị ảnh hưởng khoảng 25% tổng điện tích ∆Q tạo tụ cao áp CH, QH 0.25U.CH (7.33) (e.g.: ∆QH = 0.25.100 kV.6 nF=0.15 mAs) Hình 7.71: Thời gian phơi sáng, giới hạn phơi sáng thời gian đơn tải cho liều X quang Điện tích Q f phụ thuộc vào dòng ống tia I tần số chuyển mạch fA thể hiện: 17 Qf fA (7.34) Giá trị ∆QH ∆Qr gán cho ∆Q, ví dụ: ∆QH = 0.15 mAs > ∆Qr = 0.1 mAs; ∆Q = 10∆QH = 1.5 mAs Ý tưởng đếm số lượng gói lượng ln ln chuyển đổi số xung làm việc độ rộng xung không đổi tần số chuyển đổi liên tục Tuy nhiên, điều mâu thuẫn với khái niệm mạch điều khiển điện áp ống vịng mạch khép kín mơ tả phần 7.1.4.1 Hệ thống kiểm sốt phơi sáng tự động Các khu vực đối tượng quan tâm chẩn đoán gọi vùng chẩn đốn Trong X quang khu vực nên trì mật độ quang học trung bình cụ thể Các trường đo cảm biến (buồng ion hóa, rắn dị xạ nhà nước, quang) phải phù hợp với vùng chẩn đoán cố định bệnh nhân Như vậy, hệ thống kiểm soát phơi sáng tự động phù hợp cho tất loại phơi sáng mà thiết bị cho phép kết trường đo phơi sáng, trường chuẩn trực X quang không nhỏ so với trường đo Chúng áp dụng chiếu X quang, kỹ thuật phơi sáng Bucky, kỹ thuật đổi phim, tất hoạt động gián tiếp (DSA, 35 mm 100 mm), chụp nhũ ảnh Hệ thống điều khiển tự động hoạt động tiếp xúc nguyên tắc đo suất liều (Hình 7.72) Bằng phương tiện tích hợp, tín hiệu thu tỷ lệ thuận với liều thực tế Dactual tích lũy thời điểm Một cài đặt trước giá trị liều tham chiếu Dref giúp loại bỏ cần thiết phải đoán giá trị mAs, mà phải lựa chọn nhà điều hành chế độ hướng dẫn sở kinh nghiệm cách ước tính độ suốt bệnh nhân [7 43] 18 Hình 7.72: Sơ đồ mạch phơi sáng tự động Ba loại cảm biến khác sử dụng: buồng ion hóa đặt phía trước cassette phim Một dịng tỷ lệ thuận với suất liều D tạo xạ tụ điện khơng khí tích điện với 300 1000 V Cường độ dịng điện ion hóa phạm vi picoampere (1012) Các máy dị xạ trạng thái rắn (SSRD) đặt phía sau cassette phim hay đổi phim đằng sau kết hợp hình phim tạo bóng phim đặt khác Lợi buồng ion hóa liều giữ mức thấp chút giảm hấp thu phía trước phim (ví dụ chụp nhũ ảnh, khoa nhi) Hiện hành SSRD tỷ lệ thuận với suất liều đằng sau cassette khơng để điều mặt phẳng phim Do đó, mật độ quang học khơng cịn trực tiếp tỷ lệ thuận với SSRD hành Các nhân quang hoạt động nguyên tắc ống tia điện tử Bộ nhân dòng tỷ lệ thuận với suất liều xạ hình đầu vào khuếch hình ảnh khuếch đại độ sáng hình hình ảnh đầu 19 Mục lục 7.1.4 Nguồn phát tia máy X quang mạch điều khiển 7.1.4.1 Mạch nguồn .4 7.1.4.2 Mạch sợi đốt 12 7.1.4.3 Khởi động tốc độ cao .15 7.1.4.4 Mạch thời gian mạch phơi sáng 16 20 ...7.1.4 Nguồn phát tia máy X quang mạch điều khiển Độ tương phản phân giải định phát tia X đặc tính Đặc biệt, kỹ thuật làm mờ động bị ảnh hưởng thông số máy phát tia Điện áp ống tia U (giá trị... Khi chùm tia X khơng đồng nhất, việc tính tốn x? ?c liều phát x? ?? D thực theo phương trình (7.27) Số mũ n hàm điện áp ống tia, với điện áp 150 kV giá trị x? ??p x? ?? Khi giá trị điện áp ống tia giảm... dịng tia I (tính mA) thời gian phát tia T (tính s) x? ?c định liều chiếu tạo ảnh D D = k0.Un.I T (7.27) Hệ số k0 phụ thuộc vào đối tượng chiếu x? ??, điện áp, lọc trước nguồn x? ??, hình dạng hệ thống X