an toàn điện trong sử dụng máy chụp cắt lớp điện toán (ct)

Để củng cố thêm kiến thức cho môn học, em được giao đề tài “An toàn điện trong sử dụng máy chuẩn chụp cắt lớp điện toán CT”.. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ MÔ TẢ MÁY CT CT là một trong những biệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Giáo viên hướng dẫn: Ths.Phạm Mạnh Hùng

Sinh viên thực hiện: Đỗ Thị Trang 20124986 ĐTTT 03 – K57

Hà Nội 11/2015

MỤC LỤC

A LỜI NÓI ĐẦU 3

B TỔNG QUAN VỀ MÁY CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN (CT) 4

I.LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ MÔ TẢ MÁY CT 4

II.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 5

III.SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG MÁY CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN CT 10

IV.CÁC ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA KỸ THUẬT CHỤP CT 12

1.Ưu nhược điểm của CT so với X-quang thông thường 12

2.So sánh CT và MRI 13

V.CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN CT 13

C AN TOÀN ĐIỆN KHI SỬ DỤNG MÁY CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN (CT) 14

I.NGƯỠNG TÁC ĐỘNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ TÁC HẠI 14

1.Dòng điện: 14

2.Cường độ dòng điện 14

3 Điện thế 15

4.Điện trở của cơ thể 15

5.Đường dẫn điện 16

6.Thời gian tiếp xúc 16

II.NGUY CƠ RÒ ĐIỆN 17

III CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 17

1.Khắc phục tình trạng rò điện từ dây dẫn 17

2.Khắc phục tình trạng dây điện trở bong lớp cách điện 17

IV.MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHÁC 18

1.Tránh việc kết hợp với nguồn dòng rò thành một mạch điện kín 18

2.Sử dụng thiết bị chống dòng rò 18

KẾT LUẬN 21

A LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khi mà nền kinh tế đã phát triển, trình độ nhận thức của con người đượcnâng cao thì nhu cầu chăm sóc và bảo vệ sức khoẻ ngày càng được quan tâm hơn Cùngvới sự phát triển của khoa học kỹ thuật, trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riênglĩnh vực thiết bị y tế chăm sóc sức khỏe con người luôn được đầu tư và quan tâm mộtcách thích đáng Một trong những bộ phận nhỏ được ứng dụng vào y tế đó là hệ thốngthiết bị chẩn đoán hình ảnh Hệ thống này đang được dần trang bị cho các bệnh việnnhằm phục vụ nhu cầu khám và chữa bệnh Các thiết bị đó ngày càng hoàn thiện về tínhnăng và sự tiện dụng Một trong những thiết bị đó là máy chụp cắt lớp điện toán (CLĐT)gọi tắt là CT Đây có thể coi là một trong những thiết bị mới và hiện đại nhất trong hệthống thiết bị chẩn đoán hình ảnh ở nước ta Việc sử dụng đúng cách những tiến bộ này

là điều rất quan trọng nhằm đảm bảo sự an toàn cho bệnh nhân cũng như đội ngũ cán bộ

y tế Đó cũng chính là những gì được đề cập đến trong môn học “An toàn bức xạ và an

toàn điện trong y tế’’.

Để củng cố thêm kiến thức cho môn học, em được giao đề tài “An toàn điện trong

sử dụng máy chuẩn chụp cắt lớp điện toán (CT)” Trong bài tiểu luận này, em tìm hiểu

một cách khái quát về máy cũng như một số tình huống mất an toàn điện khi sử dụng

B TỔNG QUAN VỀ MÁY CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN (CT)

I LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ MÔ TẢ MÁY CT

CT là một trong những biện pháp chẩn đoán hình ảnh hiệu quả và được sử dụng phổ biến

ở các Bệnh viện từ tuyến tỉnh trở lên

CT là từ viết tắt của từ Computed Tomography Tomography được tạo từ hai từ trong

tiếng Hy Lạp : tomo nghĩa là lát, miếng và graphy là mô tả Vậy có thể hiểu CT là “chụp

ảnh các lát cắt bằng tính toán”, CT có khả năng tạo hình ảnh “xuyên qua” cơ thể bệnh

nhân CT còn có tên gọi khác là CAT (Computed axial tomography)

Máy CT là hệ thống mô phỏng bằng laze để định vị chính xác vị trí, tư thế và tọa độ khi chụp ảnh Có thể chụp cắt lớp toàn cơ thể đồng thời mô phỏng kết quả chụp Khả năng thực hiện nhiều thăm khám phức tạp: CT sinh thiết, CT toàn cơ thể, CT phức tạp

Chụp CT (chụp cắt lớp vi tính có sự trợ giúp của máy tính) là một phương pháp kiểm tra bằng X-quang tiên tiến có sử dụng kỹ thuật chụp X-quang và máy tính để thu được các hình ảnh của cơ thể

Hình 1: Máy CT Somatom của Siemens

Tia X khi đi ngang qua nội tạng sẽ cho hình ảnh trên phim Hình ảnh ấy tùy thuộcvào cấu trúc các mô của cơ quan mà tia X đi ngang qua và thường không rõ nét ở chiềusâu, vì thế cần phải chụp bổ sung trực diện hoặc hai bên Hơn nữa việc đọc phim cũngtùy vào năng lực chuyên môn của người chụp và tính chất bất thường của bệnh lý Vì thế

thuật chụp cắt lớp phân tầng (tomography, theo tiếng Hy Lạp tomos = vết cắt, graph =ghi lại) đã phát triển thêm để phân lập hình ảnh nội tạng bị bệnh Tuy có tiến bộ nhưngvẫn chưa thỏa mãn được nhu cầu chẩn đoán sớm bằng hình ảnh

Ngoài ra tia X còn có những hạn chế như không thể dựng tia X quá 25% và phim quang thiếu độ nhạy cần thiết tương ứng với độ dày các mô Từ đó ý tưởng sử dụng máy

X-vi tính hỗ trợ chụp cắt lớp được hình thành để giải quyết vấn đề Và chỉ trong vòng 6năm, nó đã trở thành một sự kiện mang tính cách mạng trong lĩnh vực chẩn đoán hìnhảnh y khoa

Máy CT là dụng cụ chuẩn đoán vô giá cho bác sĩ X quang Việc phát triển và đưa nóvào phục vụ bác sĩ có tầm quan trọng như việc phát hiện ra tính chất gián đoạn Snook củamáy biến thế, Ống Coolidge tạo ra tia X quang, màng nhăn Potter-Bucky

Máy chụp cắt lớp điện toán không sử dụng phương pháp tạo ảnh thông thường

Không có ảnh tạo thông thường từ các thụ quan Trong máy CT, có ống chuẩn trực chùm tia X hướng tới bệnh nhân Cường độ chùm bức xạ được điều khiển bởi máy tính Sau

khi tín hiệu được phân tích từ bộ thu nhận tia X Máy tính sẽ khôi phục lại hình ảnh vàhiển thị trên máy theo dõi bệnh nhân Ảnh được chụp để lưu lại và đánh giá Máy tínhxây dựng lại mặt cắt ngang cơ thể, kết cấu cơ thể được hoàn thành với sự phân chia racác phần bằng nhau (thuật toán phỏng theo của máy tính)

Sự khác nhau về đặc điểm hoạt động và chất lượng ảnh là một bước tiến lớn của máy

CT so với hầu hết các thiết bị thông thường trong lĩnh vực X quang

II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Khi chụp bụng bằng phương pháp X quang thông thường ảnh lập tức được tạo ra trên phim từ thụ quan Ảnh tương đối kém và tương phản (hình 2a) Ảnh không được như chờđợi bởi vì sự chồng chéo của các bộ phận giới hạn của ổ bụng Sự phân bố của bức xạ làm giảm tính rõ nét của các bộ phận nhỏ của ảnh

Để có hình ảnh tốt hơn khi phẫu thuật cấu trúc ổ bụng ví dụ như quả thận Phươngpháp chụp X quang truyền thống có thể được sử dụng.Trong kỹ thuật chụp X quang, cácphần của thận sẽ rõ hơn bằng cách làm mờ các mô ở trên và dưới, thêm vào đó sự tươngphản của kết cấu sẽ tăng lên Song ảnh vẫn còn mờ và chưa rõ

Hình 2a: So sánh hai phương pháp X quang truyền thống và CT

Phương pháp chụp X quang thông thường là chiếu X quang theo trục dọc, từ đó mặtphẳng của ảnh đặt song song với trục dọc cơ thể và kết quả của mặt cắt dọc và hình ảnhvòng Máy CT là loại máy tịnh tiến theo chiều dọc hay là máy tác động ảnh theo chiềungang Các ảnh tạo ra vuông góc suốt chiều dài cơ thể ( hình 2b)

Hình 2b: Phương pháp tạo ảnh thông thường cho ảnh song song với chiều dài cơ thể.

CT cho ảnh theo chiều ngang.

Sự chính xác cho bởi phương pháp tạo ảnh theo mặt cắt ngang là một quá trình phứctạp và nó phụ thuộc vào sự hiểu biết về vật lý, điều hành máy móc, và khoa học máy tính.

Về cơ sở nguồn gốc bằng cách nào đó có thể giải thích nếu bạn cân nhắc kỹ cấu trúc cơbản của hệ thống CT Một hệ thống CT đơn giản nhất gồm có một ống chuẩn trực chùmtia X và một bộ phát hiện đơn ( hình 2c) Nguồn phát tia X và bộ phát hiện được kết nốivới nhau với mục đích di chuyển đồng bộ Khi nguồn và bộ phát hiện kết hợp với nhautạo ra sự quét hay sự tịnh tiến, ngang qua bệnh nhân, qua cấu trúc bên trong cơ thể chùmtia X bị suy giảm theo mức độ khác nhau tuỳ theo mật độ khối lượng và số nguyên tử của

Hình 2d : Các dạng tia X

Khi chiếu tia X qua cơ thể, do các loại tế bào khác nhau có mật độ vật chất khácnhau, nên chúng sẽ hấp thụ tia X ở mức độ khác nhau Cơ sở của sự hấp thụ này chính làtương tác giữa tia X và các chất trong tế bào Kết quả là tia X bị suy giảm cường độ.Trong cơ thể người, xương là cấu trúc đặc nhất so với các mô khác nên chúng sẽ hấp thụtia X nhiều nhất Trong y tế, người ta thường dùng chì (Pb) để ngăn chặn tia X, vì chúnghấp thụ tia X khá tốt

Tia X sau khi đi qua cơ thể sẽ được phát hiện bằng đầu dò (detector) Đầu dò sẽ cótác dụng chuyển năng lượng tia X nhận được thành tín hiệu điện Đầu dò được dựng cóthể là đầu dò sử dụng khí hiếm Xenon ở áp suất cao (khoảng 25 atm) (hình2e), hoặc đầu

dò bán dẫn (solid-state detector) (hình 2f)

Hình 2e: Đầu dò khí xenon

Hình 2f : Cấu tạo của đầu dò bán dẫn

Đầu dò bán dẫn gồm một lớp phát quang (scintillator) ghép với một photodiode Tia

X sẽ tác dụng lên lớp phát quang tạo ra ánh sáng Ánh sáng này sẽ được photodiodechuyển thành tín hiệu điện Lớp phát quang được dựng gồm vật liệu CdWO4, nguyên tốYtri (Yttrium), nguyên tố gadoli (gadolinium) thuộc họ Lanthan, và những vật liệu kháctuỳ theo nhà sản xuất Đầu dò bán dẫn có nhiều ưu điểm hơn đầu dò Xenon như: hệ sốhấp thụ tia X tốt hơn, bề mặt đầu dò phẳng nên góc thu nhận rộng hơn đầu dò Xenon vốn

có bề mặt cong Trong các thiết bị CT thế hệ mới, người ta dựng nhiều dãy đầu dò; vìvậy, khả năng ứng dụng trong chẩn đoán của CT được mở rộng rất nhiều lần

Tín hiệu điện thu được từ đầu dò được đưa đến máy tính để xử lý Máy tính sẽ dựngcác thuật toán để tái tạo hình ảnh của phần cơ thể được chụp và hiển thị ảnh lên mànhình Máy tính phải rất mạnh để thực hiện tái tạo ảnh song song với quá trình thu dữ liệu,nhằm giảm thời gian trễ giữa lúc kết thúc thu tín hiệu và hiển thị ảnh Tín hiệu thu được

sẽ được khuyếch đại, lượng tử hoá (số hoá), lọc và sau đó mới được xử lý Dữ liệu thuđược là dữ liệu thụ (raw data) Dữ liệu thụ sẽ được hiệu chỉnh trong quá trình tiền xử lý

Sở dĩ dữ liệu phải được hiệu chỉnh, thứ nhất là do hệ số hấp thụ tuyến tính hiệu dụng của

mô giảm theo khoảng cách so với nguồn phát Sự suy giảm này nếu không được hiệu

chỉnh sẽ dẫn đến ảnh giả (artifact), ảnh không mong muốn, trong quá trình tái tạo ảnh có

thể gây ra chẩn đoán sai Yếu tố thứ hai cần phải hiệu chỉnh là sự không đồng đồng đều

về độ nhạy của từng đầu dò và các kênh đầu dò trong trường hợp dựng đa dãy đầu dò.Nếu không hiệu chỉnh yếu tố này sẽ dẫn đến ảnh giả vòng (ring artifact or halo artifact)

Hình 2g : Sơ đồ khối của hệ thống máy quét CT

III SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG MÁY CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN CT

Hệ thống máy chụp cắt lớp điện toán bao gồm các thiết bị chính sau:

− Hệ thống ảnh

− Gantry

− Hệ thống phân phối điện áp

− Hệ thống làm việc với bệnh nhân

− Điều khiển hệ thống

Hình 4.a: Máy chụp CT

Hình 4.b: Sơ đồ khối hệ thống máy chụp cắt lớp điện toán CT scanner

Trong hình dưới là một hệ máy CT hiện đại Nó gồm một gantry, một bàn bệnh nhân

và một máy tính

Hình 4.c: Một máy CT trên thực tế.

Gantry là bộ phận trong đó có chứa ống tia X và các detector, đặt đối diện nhau trênmột vòng tròn Vòng tròn này có thể quay quanh tâm để quét một lớp trên cơ thể bệnhnhân

Bàn bệnh nhân có thể chuyển động dọc trục Sau khi quét xong một lớp, bàn lại dịchchuyển một đoạn, và một lớp khác được quét

Tín hiệu điện thu được từ đầu dò được đưa đến máy tính để xử lý Máy tính sẽ dùngcác thuật toán để tái tạo hình ảnh của phần cơ thể được chụp và hiển thị ảnh lên mànhình Máy tính phải rất mạnh để thực hiện tái tạo ảnh song song với quá trình thu dữ liệu,nhằm giảm thời gian trễ giữa lúc kết thúc thu tín hiệu và hiển thị ảnh

IV CÁC ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA KỸ THUẬT CHỤP CT

1 Ưu nhược điểm của CT so với X-quang thông thường

Ưu điểm:

- Hình ảnh rõ nét do không có hiện tượng nhiều hình chồng lên nhau

- Khả năng phân giải những mô mềm là cao hơn nhiều

- Có thể tính toán được hệ số suy giảm của từng phần tử trên ảnh một cách chính xác nên

có thể đánh giá cả về lượng và chất của đối tượng đang xét

- Nhờ ứng dụng kĩ thuật số lên có thể xử lý, tái tạo ảnh theo nhiều cách một cách nhanhchóng(dựng ảnh theo mặt phẳng, trong không gian 3 chiều…) Phương tiện lưa trữ ảnh đadạng hơn Hơn thế nữa có thể nối mạng, truyền ảnh đi xa trên mạng thông tin vụ tuyến

Nhược điểm

- Chỉ có thể chụp ở một số tư thế, khả năng linh hoạt và cơ động kém

- Thời gian chụp dài hơn, người bệnh chịu liều tia X cao hơn

- Khả năng chiếu kết hợp với các thủ thuật kém

- Chi phí đầu tư và vận hành cao

2 So sánh CT và MRI

Một ưu điểm lớn nhất của CT là cho phép khảo sát các phần xương có cấu trúc tinh tế.Phương pháp chụp cộng hưởng từ, kí hiệu MRI (magnetic resonance imaging) không tỏ

ra hữu hiệu trong trường hợp này Hình ảnh CT cho chất lượng rất tốt

CT sử dụng tia X có tác hại xấu đối với sức khoẻ của bệnh nhân Tia X có khả năng gâyion hoá tế bào, và với lượng lớn có thể gây ung thư

V CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN

CT

CT được ứng dụng rất rộng rãi trong chẩn đoán lâm sàng cũng như trong sinh thiết

CT được dựng để chẩn đoán các phần cứng của cơ thể bị tổn thương như: sọ não, cộtsống, xương … Trong tất cả các phương pháp chẩn đoán hình ảnh hiện nay thì CT chohình ảnh về các phần cứng của cơ thể rõ nhất

CT còn được dựng để chẩn đoán ung thư, giúp phát hiện sớm khối u Chụp CT cótiêm cản quang có thể giúp cho bác sĩ đánh giá sự phát triển và sự di căn của khối u Các bệnh về tim mạch như tắc nghẽn mạch máu, các dị tật của tim…có thể được pháthiện bởi CT CT được dùng trong nha khoa, nhi khoa, nhãn khoa hay để thực hiện nội soi

ảo dựng kỹ thuật tạo ảnh 3D với sự hỗ trợ của máy tính

Ngoài ra, CT còn dựng để trợ giúp sinh thiết như sinh thiết tuyến tiền liệt, sinh thiếtung thư vú, sinh thiết cổ tử cung…

C AN TOÀN ĐIỆN KHI SỬ DỤNG MÁY CHỤP CẮT LỚP ĐIỆN TOÁN (CT)

Hiện tượng giật điện xảy ra khi có một dòng điện đi xuyên qua cơ thể Tổn thương dođiện giật là tổn thương nghiêm trọng, nó tác động lên nhiều cơ quan, từ những sangthương nông trên bề mặt da cho đến tổn thương đa cơ qua và dẫn đến tử vong

Độ nặng của tổn thương điện giật tùy thuộc và các yếu tố:

• Loại dòng điện: một chiều/ xoay chiều

Trong trường hợp da ẩm ướt, điện trở của người sẽ thấp và dòng điện có thể truyền qua dễ dàng.Khi đó nạn nhân bị tử vong mà không bỏng da đáng kể.

Dòng ngưỡng nguy hiểm là cường độ dòng điện lớn nhất có thể gây phản xạ co cơ.Trị số này phụ thuộc vào cơ địa của mỗi người

Tác động vật lý ở các mức cường độ khác nhau của dòng điện từ 50-60 Hz được cho trong bảng sau:

Dòng điện sinh hoạt từ 110 đến 220V có thể gây tử vong

Dòng điện có điện thế càng thấp và tần số càng cao thì càng ít nguy hiểm

4 Điện trở của cơ thể

• DA khô và dày thì điện trở cao.

• Da ướt, mỏng, có vết thương (như tiêm chích, vết cắt…… ), niêm mạc cóđiện trở thấp hơn

• Dây thần kinh, mạch máu, cơ có điện trở thấp

Điện trở của da càng cao thì dòng điện phân bố ở da càng lớn, khả năng bỏng nặngphân bố ở da càng lớn tuy nhiên tổn thương các cơ quan nội tạng thì nhẹ hơn và ngượclại

Bảng 2: Điện trở của một số cơ quan trong cơ thể:

Thấp Thần kinh, máu, niêm mạc, cơ

• Dòng điện đi qua não có thể gây ngừng thở, co giật, liệt

• Dòng điện qua mắt có thể gây đục thủy tinh thể

Với dòng điện xoay chiều:

• Tay là nơi tiếp xúc nguồn nhiều nhất, sau đó là đầu Chân thường là nơi tiếp xúcđất

• Dòng điện tập trung tại điểm nguồn và đất nên tại đây tổn thương mô thường nặngnhất

• Tổn thương lan rộng trong mô say có thể hiện diện và tổn thương bề mặt chỉ làphần thể hiện bên ngoài

6 Thời gian tiếp xúc

Thời gian tiếp xúc với dòng điện có điện thế cao càng dài, nhiệt lượng sinh ra cànglớn, tổn thương mô càng nặng, nguy cơ sốc điện càng cao

II NGUY CƠ RÒ ĐIỆN

Qua một thời gian sử dụng hoặc do một nguyên nhân va đập nào đó khiến lớp vỏcách điện của thanh điện trở bị hư hại, hoặc phần dây dẫn từ phích cắm tới máy không antoàn do bị hở cũng là nguyên nhân của sự rò điện Dòng điện đi từ nguồn dẫn lên máy domáy và bộ điện trở đặt khá sát nhau

Giả sử nạn nhân có điện trở cơ thể là 300 Ω, dòng điện qua cơ thể khi đó có cường

• Luôn luôn chọn loại dây dẫn phù hợp với thiết bị điện

• Không nên sử dụng bếp nướng với công suất tối đa

• Bảo quản bếp sau khi sử dụng tại nới kín đáo, an toàn nhằm tránh các động vậtgặm nhấm

• Kiểm tra kĩ lưỡng dây dẫn ở bếp nướng một cách cẩn thận trước khi sử dụng, nếuthấy có bất kể một dấu hiệu hư hỏng nào thì cần phải thay

2 Khắc phục tình trạng dây điện trở bong lớp cách điện

2.1 Nguyên nhân