máy x quang tăng sáng truyền hình xm 1550

MỤC LỤC 1 1 ỜI NÓI ĐẦU Các thiết bị y tế là công cụ đắc lực không thể thiếu được của các thầy thuốc trong các bệnh viện từ tuyến huyện, tuyến tỉnh, đến tuyến trung ương. Trong những năm gần đây, công nghệ chẩn đoán hình ảnh đã có những bước phát triển vượt bậc với sự xuất hiện của các kĩ thuật chẩn đoán hình ảnh mới như CT, MRI. Bên cạnh sự xuất hiện của các kĩ thuật chẩn đoán hình ảnh mới, kĩ thuật chẩn đoán hình ảnh xuất hiện đầu tiên là X quang cũng không ngừng phát triển và ngày càng hoàn thiện hơn. Máy X-quang nói chung và máy X-quang tăng sáng truyền hình nói riêng, giúp chẩn đoán để đưa ra các phương pháp điều trị thích hợp giúp việc hồi phục sức khỏe của người bệnh được nhanh chóng . Thiết bị X quang là thiết bị tạo ảnh về cấu trúc bên trong của đối tượng nghiên cứu trên cơ sở ứng dụng tính chất lý hóa của tia Rơnghen (tia X). Thiết bị X quang được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực: thăm dò địa chất, kiểm tra chất lượng sản phẩm, trong nghành hải quan… Trong y tế, nó là một công cụ chủ yếu để chẩn đoán và điều trị bệnh. Thiết bị X quang là loại thiết bị khá đắt tiền so với thiết bị khác trong bệnh viện. ngoài ra các thiết bị phục vụ nó cũng khá tốn kém như: phòng đặt máy, buồng tối, bìa tăng quang, catxet… do đó đòi hỏi kỹ thuật viên, bác sĩ sử dụng vận hành phải được trang bị những kiến thức cơ bản để có khả năng làm chủ thiết bị. Đối với kỹ thuật viên, kỹ sư làm công tác làm bảo dưỡng, sửa chữa lại càng phải có hiểu biết cao hơn về phân tích mạch, đo đạc, vận hành thành thạo. Hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều máy X-quang của nhiều nước sản xuất với nhiều mẩu mã chủng loại khác nhau. Trong đề tài này tôi đề cập tới máy X-quang tăng sáng truyền hình XM-1550 đây là loại máy được sử dụng rộng rãi tại các cơ sở y tế từ trung ương đến địa phương. Về cấu tạo cơ bản giống với máy X-quang tăng sáng truyền hình khác. có nhiều tính năng thay thế cho 2 2 phép bác sĩ có thể thực hiện các kỹ thuật x-quang can thiệp vào bệnh nhân bằng quan sát trên màn hình kết hợp thao tác trên bệnh nhân.kỹ thuật vi xử lý được ứng dụng làm cho các quá trình xử lý của máy được tự động hóa,độ chính xác,an toàn, tin cậy được cải thiện đáng kể so với các máy X-quang thế hệ cũ. Mạch điện được thay thế nâng cấp thường dùng các loại IC tích hợp lớn có vi điều khiển làm cho mạch điện có cấu tạo gọn nhẹ hơn và kích thước khối lượng của máy giảm đi rất nhiều và điều quan trọng hơn là tốc độ xử lý của mạch nhanh hơn, độ ổn định và có độ chính xác cao. Chính vì vậy tôi đã tìm hiểu làm đề tài máy X-quang tăng sáng truyền hình XM-1550. Đề tài này gồm 3 phần chính: Phần 1: Cơ sở chụp X-quang tăng sáng truyền hình. Phần 2: Sơ đồ khối và chức năng của máy XM-1550. Phần 3: Vận hành bảo dưỡng và cách khắc phục một số hỏng hóc thông thường. Đồ án được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thạc sỹ Phạm Phúc Ngọc - giảng viên Bộ môn Điện tử Y sinh Khoa Điện tử Viễn Thông. Mục đích của đồ án là nghiên cứu nguyên lý hoạt động của máy và phân tích hoạt động trên sơ đồ chức năng của máy. Trong quá trình làm đồ án, bản thân tôi nhận được sự giúp đỡ to lớn của thầy Phạm Phúc Ngọc đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thiện đồ án. Cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy! Hà nội ngày 6 tháng 9 năm 2012. Người thực hiện: Trịnh Quang Nội 3 3 Chương 1 CƠ SỞ CHỤP X-QUANG TĂNG SÁNG TRUYỀN HÌNH 1.1 TỔNG QUAN 1.1.1 Tia X Tia x được một nhà vật lý người đức tên là Roentgen (1845-1923) phát minh năm 1895 .Bản chất tia X là loại bức xạ điện từ có bước sóng trung bình khoảng 8-10 cm.tia X phát ra do các điện tử có có vận tốc lớn được phóng ra từ điện cực âm và đập vào điện cực dương động năng của chúng bị biến đối 99% biến thành nhiệt năng và một phần nhỏ thành bức xạ tia X Từ nguyên lý trên đây để phát sinh ra tia X cần có : + một nguồn điện tử:được tạo nên từ phía điện cực âm của một tóc đèn,khi có một nguồn điện có hiệu điện thế rất lớn chạy qua .Hiệu điện thế này có được nhờ một biến áp nâng lên hàng vạn vôn.Một máy X quang thông thường có công suất từ 45-70 kv ,các máy có công suất lớn điện áp có thể từ 50-120 kv .Chất lượng của tia X tức là sức đâm xuyên của tia X phụ thuộc vào hiệu điện thế của dòng điện .Số lượng tia X được tạo ra phụ thuộc vào cường độ dòng điện đi qua .Đường đi của các điện tử từ cực âm sang cực dương nằm trong một bóng thủy tinh chân không. +cực dương còn gọi là đối cực nơi phát sinh ra tia X .được cấu tạo bằng một bảng kim loại chịu nhiệt cao có tác dụng hãm các điện tử đã được gia tốc . Những tính chất cơ bản của tia X: -Xuyên qua vật chất -Tia X làm phát sáng chất huỳnh quang đặt trong bóng tối -Tia X trực tiếp làm đen phim ảnh giống như ánh sáng -Tia X có tác dụng sinh học -Nó đựơc tạo ra bởi một đèn chân không năng lượng cao 4 4 Tuy nhiên, có những vấn đề mà Roentgen chư khám phá ra,và phải mất 50 năm sau các nhà khoa học mới đánh giá đầy đủ là tia X có thể nguy hiểm nếu không sử dụng hợp lý và có thể gây ra bệnh ung thư Lọc tia mềm :không có tác dụng tạo ảnh gây hại cho cơ thể . Qua nhiều năm thiết bị X quang đã không ngừng được hoàn thiện -cải thiện chất lượng hình ảnh -nâng cao độ tương phản giữa các mô khác nhau -cải thiện kích cỡ độ phân giải -lọc tia cứng Giảm tới mức thấp nhất liều lượng tới người bệnh. 1.1.2 Ống tia X Ống tia x đơn giản là một điốt ống chân không kín bằng thuỷ tinh bao gồm một catốt khi nung nóng phát ra các electron và một anốt chặn các tia electron đó. Catốt được nung bằng sợi đốt, một anốt và một ống thuỷ tinh chân không kín . Điện áp V F nguồn sợi đốt sinh ra dòng I F chạy xuyên qua lõi sợi đốt, đốt nóng tấm kim loại của catốt. Electron trong catốt được nung nóng bứt ra khỏi tấm kim loại của catốt đi vào trong chân không. Điện áp anốt V A đủ lớn để các electron này tạo thành dòng tia I B . Điện áp V A trên ống tia là rất lớn, có thể lên đến trên 100 kV. Điện áp cao này đẩy electron tới vận tốc cao. Gần 1% các electron trên khi tới anốt va chạm với các nguyên tử và sinh ra các tia X. Sau đó các tia X đi xuyên qua ống vào trong không khí. 99% các electron còn lại tạo thành năng lượng nhiệt. Để hiểu các tia X được sinh như thế nào đầu tiên phải xem xét đến các dòng tia điện tử. Điện tử được thoát ra khỏi catốt đốt nóng nhờ chuyển động nhiệt đem đến cho chúng năng lượng đủ lớn để thoát ra khỏi lực liên kết nguyên tử đi vào trong ống chân không. Giá trị của năng lượng đó gọi là chức năng làm việc E H giá trị này phụ thuộc vào kim loại làm catốt . Giá trị của 5 5 dòng tính bằng ampe sinh ra bởi bởi sự chuyển động nhiệt, I B nhận được từ việc nghiên cứu cơ học lượng tử như sau: I B =C 0 ACT 2 e -11600 T w / E (1.1) ở đây AC là diện tích catốt tính theo m 2 , và C 0 là hệ số vật chất của catốt. Giá trị của C 0 đối với vật chất khác nhau sẽ có giá trị khác nhau. (I) Khi điện áp V A còn đủ thấp tạo ra không gian tích điện hình thành xung quanh catốt ở trong ống chân không, dòng điện tử được theo cơ sở của vật lý lượng tử tính theo công thức sau: I BE =2,33(10 -6 ) AC d V A 2 2/3 (ampe) (1.2) ở đây d là khoảng cách tính theo m từ catốt tới anốt, và AC là diện tích catốt tính theo m 2 . Trong một ống tia x được thiết kế phù hợp, d đủ nhỏ sao cho I B <I BE đối với tất cả các điện áp anốt của ống tia x quang y tế. Bởi vậy I B là dòng giới hạn của ống; điều này nghĩa là I B tương ứng với giới hạn trên của dòng trong ống tia X. Dòng I BE cho phép tính theo phương trình trên được gọi là định luật Langmuir-Childs và mô tả dòng trong các điốt cung cấp nguồn điển hình , ở đây V A là điện áp đủ thấp để hình thành không gian tích điện xung quanh catôt của ống. 1.1.3 Sự hấp thu tia X Ảnh X quang y tế được hình thành bằng cách chiếu các tia x tới bề mặt của cơ thể và đo cường độ mà nó xuyên qua là bao nhiêu. Điều này có nghĩa là tổng số các tia X bị hấp thu bởi cơ thể được đo bằng độ chênh lệch giữa năng lượng bức xạ đầu vào và đầu ra. Sự hấp thu tia X là kỹ thuật cơ bản để phân biệt giữa các cơ quan trong cơ thể dới sự quan sát của tia X . Thí dụ, các mô xương, hấp thu nhiều tia X hơn sợi cơ và vì vậy có thể dễ dàng phân biệt ra chúng . Việc định lượng cường độ tia X bị hấp thu bao nhiêu bởi các mô khác 6 6 nhau được xác định theo định luật Lambert. ông nhận thấy rằng với các tia X, bề dày vật chất hấp thu ngang bằng với kích thước của cường độ bức xạ ϑ. Nói một cách khác, phân số của năng lượng tia x bị hấp thu tỷ lệ với bề dày vật chất hấp thu nó. Định luật Lambert được bắt đầu bởi công thức toán học sau: ds d µρ ϑ ϑ −= (1.3) ở đây ρ là mật độ khối lượng trung bình , s là khoảng cách xuyên qua vật chất, và µ là hằng số tỷ lệ được gọi là hệ số suy giảm khối có đơn vị đo là cm 2 /g. Ký hiệu dϑ đặc trưng sự thay đổi khác nhau của cường độ tia X theo khoảng cách. Để giải phương trình 1.5 ta lấy tích phân 1.5 sẽ cho kết quả: ϑ=ϑ 0 e - µρ s (w/m 2 ) (1.4) ở đây ϑ 0 là cường độ tia x tới mô và ϑ là cường độ tia x ló ra từ mô ở bề dày s. Các giá trị của µ theo đơn vị cm 2 /g cho bởi hình 1.3, minh hoạ các giá trị quan hệ đối với xương và mô. Mật độ tiêu biểu của các mô sinh học là giá trị xác định tuỳ thuộc vào các mô khác nhau. Nó là giá trị biểu kiến chỉ ra rằng để nghiên cứu xương bác sỹ nên sử dụng điện áp anốt thấp, thường là 60 kV, vì điều này làm cho nó dễ dàng phân biệt nó với cơ. Theo một cách khác ,nếu bác sỹ mong muốn làm mờ xương để phân biệt mô cơ nằm dưới từ lớp mỡ, thì nên sử dụng điện áp anốt cao thường là 200 kV. Hơn nữa các giá trị µ là xấp xỉ bằng nhau. Vì vậy, thật khó để nhận được các giá trị lớn của độ tương phản giữa các mô mềm khi sử dụng x quang. Rõ ràng cường độ tia X phát ra từ nước là lớn hơn nhiều so với từ xương. Điều này có nghĩa là xương hấp thu năng lượng tia x nhiều hơn nước. Hơn nữa sự khác nhau về cường độ tia X trên phim sẽ tạo ra ảnh có tính chất tương phản tốt. 1.1.4 Độ tương phản mô 7 7 Độ tương phản của ảnh trên phim giữa 2 mô được xác định trong các điều kiện của các cường độ tương đối của các tia x thu đợc trên phim. ϑ 1 là cường độ của các tia x thu được từ mô 1 và ϑ 2 là cường độ của các tia x thu được từ mô 2. Độ tương phản giữa 2 mô đợc xác định bởi phương trình : C 12 =10log ϑ ϑ 2 1 (dB) (1.5) ở đây nhân với 10 vì tỷ số ϑ 1 /ϑ 2 là tỷ số năng lượng. Kết hợp với công thức (15.6) ta được: C 12 =10 log e e s s 2 22 1 11 0 0 ρμ ρμ − − ϑ ϑ (dB) ở đây s 1 là bề dầy của mô 1 và s 2 là bề dầy của mô 2 .Biến đổi phương trình này ta có : C 12 =10 (log e) ( s 2 22 ρμ - s 1 11 ρμ ) Hoặc C 12 =4,3429 ( s 2 22 ρμ - s 1 11 ρμ ) (dB) (1.6) Từ phương trình này chúng ta kết luận rằng độ tương phản giữa 2 mô phụ thuộc vào hệ số suy giảm khối, mật độ và bề dầy của chúng. Thực tế C 12 tăng cùng với sự chênh lệch giữa các tham số trên. 1.2. ỨNG DỤNG X- QUANG, LỊCH SỬ CHỤP, CHIẾU X- QUANG Thiết bị X quang là thiết bị tạo ảnh về cấu trúc bên trong của đối tượng nghiên cứu trên cơ sở ứng dụng tính chất lý hoá của tia Rơnghen (tia X). Thiết bị X quang được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực: thăm dò địa chất, kiểm tra chất lượng sản phẩm, trong ngành hải quan Trong y tế, nó là một công cụ chủ yếu để chẩn đoán và điều trị bệnh. Thiết bị X quang là loại thiết bị khá đắt tiền so với thiết bị khác trong bệnh viện. 8 8 Ngoài ra các thiết bị phục vụ nó cũng khá tốn kém như: Phòng đặt máy, buồng tối, bìa tăng quang, catxet do đó đòi hỏi kỹ thuật viên, bác sĩ sử dụng và vận hành phải được trang bị những kiến thức cơ bản, để có khả năng làm chủ thiết bị. Đối với kỹ thuật viên, kỹ sư làm công tác bảo dưỡng sửa chữa lại càng phải có hiểu biết cao hơn về phân tích mạch, đo đạc, vận hành thành thạo. Trải qua hơn một thế kỷ phát triển, thiết bị chụp X quang có nhiều thế hệ và cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật nói chung, nó càng ngày càng có nhiều chức năng chẩn đoán phức tạp hơn, đáp ứng yêu cầu thực tiễn một cách hiệu quả. 1.2.1. Chiếu và chụp X quang Có hai phương pháp thăm khám bằng tia X đó là chiếu và chụp. Hai phương pháp này khác nhau về nguyên tắc, có những ưu nhược điểm nhất định và bổ sung cho nhau. a. Chụp X quang Hình ảnh được ghi lại trên phim dùng cho việc chẩn đoán. Phương pháp này có những ưu điểm sau: - Có thể đạt được độ phân giải cao nhờ áp dụng những tham số kỹ thuật thích hợp như trị số điện áp kV, dòng điện mA - Có thể thay đổi độ đối quang trong phạm vi rộng bằng cách sử dụng cường độ chiếu xạ thích hợp. - Không bị gò bó bởi thời gian. - Giảm liều tia đối với người bệnh do thời gian chụp rất ngắn. - Giảm liều tia đối với người vận hành do có thể đứng ngoài khu vực ảnh hưởng của tia. - Cuối cùng, có thể lưu trữ ảnh lâu dài, tiện lợi cho việc theo dõi, đánh giá sự tiến triển của căn bệnh b. Chiếu X quang 9 9 ảnh X quang được ghi nhận và đánh giá bởi người vận hành. Những ưu điểm của phương pháp này như sau: - Việc chẩn đoán nhanh chóng tức thời. - Có thể định vị người bệnh ở tư thế thích hợp nhất sao cho hướng chiếu và kích thước chùm tia X tạo được ảnh tốt nhất. - Có thể điều chỉnh tức thời công suất phát xạ phù hợp với từng đối tượng thăm khám. - Thích hợp với việc quan sát những tổ chức động như sự co bóp của tim và các mao mạch lớn. - Thích hợp với việc quan sát và thực hiện các thủ thuật như tháo lồng, bó xương, lấy dị vật. Như vậy có thể nói hai phương pháp trên có những ưu nhược điểm nhất định so với nhau, chúng được ứng dụng trong những thăm khám các đối tượng khác nhau và trong các hoàn cảnh khác nhau tuỳ theo chỉ định của thầy thuốc, chúng song song tồn tại và hỗ trợ nhau. 1.2.2. Công dụng và hạn chế a. Công dụng Trong ngành y tế, máy X quang được ứng dụng phổ biến tại các bệnh viện từ tuyến huyện đến trung ương. Nó là thiết bị chủ yếu dùng trong việc chẩn đoán thông qua việc đọc, đánh giá hình ảnh trên phim. Máy có thể được dùng để chẩn đoán những bệnh thuộc các bộ phận sau: - Xương: rạn, gẫy, viêm khớp, các khối u - Sọ não: chấn thương, nhiễm trùng, khối u - Lồng ngực: lao, nhiễm trùng hô hấp, các bệnh về tim - ổ bụng: chấn thương, tắc ruột, sỏi thận, tiết niệu - Mô mềm: ký sinh trùng, sự vôi hoá b. Hạn chế 10 10 [...]... Mỏy X quang ó v vn l mt thit b chn oỏn hỡnh nh quan trng trong y t 1.3 MY X- QUANG TNG SNG TRUYN HèNH 1.3.1 Mỏy X quang tng sỏng T 60 nm v trc, ngi ta khỏm X quang bng phng phỏp chiu X quang v chp X quang Trong thi gian ú, cỏc tin b v k thut ó cho phộp ch to nhng mỏy phỏt in v búng X quang ngy cng mnh v tinh xo Nhng s ci tin cũn tng i chm trong phm vi cỏc b phn tip nhn nh mn hunh quang chiu X quang, ... ng trong catxet b Thnh phn Mỏy X- quang tng sỏng truyn hỡnh XM- 1550 cú s khi nh sau: Lăng kính Bóng X- Quang Bệnh nhân Thiết bị tăng sáng Thiết bị thu ảnh Thiết bị x lý tín hiệu Thiết bị cao thế Thiết bị tự động điều khiển ánh sáng ống nhân quang Thiết bị quan sát Hỡnh 2-1 S khi ca mỏy X- quang tng sỏng truyn hỡnh 21 21 + Khi cao th: To ra in ỏp cao t 40 150 KV t vo hai cc ca búng X- quang Nh in th... 2.2.1 Búng X quang Hỡnh 2-2 Ngun bc x tia Rnghen (tia X) Tia X Catt Ant e Búng X quang cú th xem nh dng c bit ca it chnh lu chõn khụng Trờn hỡnh 2-2 minh ho cu trỳc n gin ca mt búng X quang Búng X quang gm cỏc b phn ch yu sau: - Ngun bc x in t (catt) 27 27 - Ngun phỏt x tia X (ant) l vt cn trờn ng i ca chựm tia in t Din tớch ni chựm tia in t bn vo gi l im hi t - ú chớnh l ngun phỏt x tia X - V thu... c trng k thut XM- 1550- TX III B 120 kV v 4mA 25 Cỏc k thut vn hnh Cỏc h s k thut chp Xquang Cỏc h s k thut chp nh hunh quang chớnh x c Phộp nghim hunh quang t ng: Chp X- quang tng quỏt: Chp X- quang nhanh: Phộp nghim hunh quang bng tay: K thut b tr: in th búng: 40-125/ 150kV (1kV/ bc) Tớch s dũng- thi gian: 2- 250mAs (27 bc) in th búng: 40-120(c gii hn n 110 kV v chn trong gii hn bc x cho phộp ti... cp vi cng chựm tia X Yu t chuyn hỡnh 14 14 chng 50 - 100 cd/m2 vi cng 1mR/s Nú ph thuc vo bn cht ca mn v thay i vi cht lng ca tia X 1.3.2 Vụ tuyn truyn hỡnh X quang Cỏc hỡnh nh hot ng trờn mn X quang cú th truyn i c xa S phỏt trin ca vụ tuyn truyn hỡnh trong ngnh X quang i ụi vi vic hon thnh búng tng sỏng Vụ tuyn truyn hỡnh X quang l mt phng phỏp ging dy tt: vic truyn hỡnh X quang i mt khong ngn,... thut, vic ng dng tia X c nõng lờn mt tm mi T ch ch l X- quang thụng thng, n nay cỏc k thut tng sỏng, truyn hỡnh ó cho phộp bỏc s cú th thc hin cỏc k thut X- quang can thip vo bnh nhõn bng quan sỏt trờn mn hỡnh kt hp thao tỏc trờn bnh nhõn K thut vi x lý c ng dng lm cho cỏc quỏ trỡnh x lý ca mỏy c t ng hoỏ, chớnh x c, an ton, tin cy c ci thin ỏng k 20 20 Chng 2 S KHI V CHC NNG CA MY XM- 1550 2.1 Thnh phn... 5 4 3 2 1 8 7 6 17 17 1.4 S lc v vic ng dng vi x lý trong thit b X- quang Vic ng dng k thut s v mch vi x lý (microprocessor) trong h thng iu khin l mt tin b mi trong cụng ngh ch to mỏy X quang trong nhng nm gn õy Microprocessor thng c ng dng trong cỏc mỏy X quang cao tn Nh ng dng Microprocessor, mỏy X quang tr nờn a nng, quỏ trỡnh chp nhanh chúng, chớnh x c v tin cy hn Hn na, mỏy ngy cng tr nờn gn nh... - V bờn ngoi: bao quanh búng X quang, cú ba nhim v: + Ch cho tia X bc x qua ca s 32 32 + Hp th tia X theo cỏc hng cú hi cho ngi bnh v mụi trng xung quanh + Chng in git V ngoi c ch to t nhụm, hp kim nhụm hoc thộp, b mt trong ca v c trỏng mt lp chỡ dy hp th tia X, hn ch s phỏt x tia X ra xung quanh (tr ca s) ti mc cho phộp khụng gõy nguy him cho bnh nhõn v cho mụi trng xung quanh m bo cỏch in, ngi... - . đoán hình ảnh quan trọng trong y tế. 1.3 MÁY X- QUANG TĂNG SÁNG TRUYỀN HÌNH 1.3.1. Máy X quang tăng sáng Từ 60 năm về trước, người ta khám X quang bằng phương pháp chiếu X quang và chụp X quang. . Nam có rất nhiều máy X- quang của nhiều nước sản xuất với nhiều mẩu mã chủng loại khác nhau. Trong đề tài này tôi đề cập tới máy X- quang tăng sáng truyền hình XM- 1550 đây là loại máy được sử dụng. kĩ thuật chẩn đoán hình ảnh xuất hiện đầu tiên là X quang cũng không ngừng phát triển và ngày càng hoàn thiện hơn. Máy X- quang nói chung và máy X- quang tăng sáng truyền hình nói riêng, giúp