Đề tài Phân tích kĩ thuật máy chụp X-Quang số (CR&&DR)

Header Page of 113 HỌC VIỆN KĨ THUẬT QUÂN SỰ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ Y SINH **&** ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH KĨ THUẬT MÁY CHỤP X-QUANG SỐ (CR&&DR) MÔN: THIẾT BỊ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: NGUYỄN PHÚ ĐĂNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: Phạm Thị Ngọc Nguyễn Mai Chi Nguyễn Hồng Lam Lê Thùy Trang Lớp: Điện Tử Y Sinh K11 HÀ NỘI, 2016 Footer Page of 113 Header Page of 113 Mục lục: Contents Lời mở đầu: I, Khái niệm, phân loại chức máy chụp X-Quang số 1.1, Khái niệm: 1.2, Phân loại: .5 1.3, Chức máy X-Quang số: II, Cấu tạo nguyên lí làm việc máy X-Quang số: 2.1, Máy X-Quang kĩ thuật số gián tiếp CR (computed radiography) .7 2.1.1, Cấu tạo: 2.1.2, Nguyên lí hoạt động – trình thu nhận ảnh CR: 2.1.3, Ưu- nhược điểm CR:[4] 12 2.2, Máy X-Quang kĩ thuật số trực tiếp DR (Directly Radiography) 13 2.2.1, Cấu tạo: 13 2.2.2, Nguyên lí hoạt động – trình thu nhận ảnh DR 13 III, So sánh máy X-Quang số CR DR 21 IV, Vấn đề an toàn chụp X-Quang: 22 Lời kết: 25 Tham khảo: 26 Footer Page of 113 Header Page of 113 Lời mở đầu: Trong xã hội nay, y tế vấn đề quan tâm nhiều Các phương pháp y học, kĩ thuật tiến tiến hướng phát triển y tế Một vấn đề quan tâm y tế chẩn đoán hình ảnh Đây kĩ thuật quan trọng việc phát chẩn đoán bệnh cho bệnh nhân phương hướng chữa bệnh Hiện nay, kĩ thuật chụp X-Quang kĩ thuật đại có chức chụp chiếu để phát bệnh X-Quang sử dụng tia X để đâm xuyên vật thể qua chụp lại hình ảnh bên Việc giúp ích nhiều giúp chụp hình ảnh bên thể người, từ mà phát u hay dị thường thể người Hệ thống XQuang có nhiều loại máy X-Quang, kĩ thuật sử dụng máy khác Tuy nhiên đại phải kể đến X-Quang kĩ thuật số Và kĩ thuật X-Quang kĩ thuật số kĩ thuật cho hình ảnh chất lượng tốt nhất, tối ưu hóa chức máy X-Quang đảm bảo an toàn cao cho bệnh nhân Với kĩ thuật chụp chiếu đại, máy X-Quang kĩ thuật số sử dụng rộng rại toàn giới Footer Page of 113 Header Page of 113 I, Khái niệm, phân loại chức máy chụp X-Quang số 1.1, Khái niệm: * Khái quát chụp X-Quang số: - Tia X: nhà bác học người Đức Roentgen phát vào năm 1895, với phát minh ông nhận giải thưởng Nobel vào năm 1901 Tia X sinh từ thay đổi quỹ đạo electron chuyển động có gia tốc đến gần hạt nhân, quỹ đạo tia X thay đổi, phần động năng(là phần lượng vật thể có chuyển động) electron bị lượng chuyển thành xạ điện tử, phát tia X.[1] Bản chất tia X dạng sóng điện từ có bước sóng khoảng 0,01 đến 10nm tương ứng với dãy tần số từ 30 Petahertz đến 30 Exahertz lượng 120 eV đến 120 KeV Bước sóng ngắn tia tử ngoại dài tia gamma - Tính chất tia X:[1] + Tính truyền thẳng đâm xuyên: Tia X truyền thẳng có khả xuyên qua vật chất, qua thể người Sự đâm xuyên dễ cường độ tia tăng Chính độ xuyên sâu tia X cao nên người ta dùng để chụp phần cứng như: răng, xương, không dùng chụp mô, + Tính bị hấp thụ: sau xuyên qua vật chất cường độ chùm tia X bị giảm xuống phần lượng bị hấp thụ Đây sở phương pháp chẩn đoán X-Quang liệu pháp X-Quang -> nguyên lí chụp X-Quang: chùm tia X sau truyền qua vùng thăm khám thể suy giảm bị hấp thụ cấu trúc Sự suy giảm phụ thuộc vào độ dày, mật độ cấu trúc mà qua Cuối cùng, chùm tia tác dụng với phận thu nhận xử lí ảnh để kết quả, phận thu nhận xử lí ảnh điểm khác biệt lớn kỹ thuật máy chụp X-Quang.[1] - Máy chụp X-Quang: thiết bị sử dụng phổ biến chẩn đoán hình ảnh, phương pháp tạo ảnh sử dụng tia X (tia Roentgen) để xây dựng tái tạo lại hình ảnh cấu trúc bên thể để cung cấp thông tin có giá trị việc chẩn đoán điều trị bệnh.[1] Footer Page of 113 Header Page of 113 - X-Quang kỹ thuật số phát triển đại X-Quang thường thời đại X-Quang số hệ thống thu nhận xử lý ảnh, điểm đại XQuang thường dạng kĩ thuật số, hình ảnh X-Quang số dễ xử lí, hiển thị, quản lí thông tin, lưu trữ, in ấn, chí truyền tải qua mạng nội internet, hệ thống máy tính, thiết bị phụ trợ, cổng giao tiếp phần mềm tiện ích (PACs - Picture Archiving & Communications systems) [2] * Sự khác X-Quang thường X-Quang số: [7] Đặc Tính X-Quang cổ điển X-Quang kỹ thuật số Cấu trúc Sử dụng phim để thu ảnh Phải có trình rửa phim Đảm bảo phòng rửa phim phim không bị nhiễm sáng Có khoảng phô xạ hẹp nên hình ảnh dễ bị sáng hay tối Gặp hạn chế việc lưu trữ bảo quản Chỉ hội chuẩn chỗ Sử dụng tạo ảnh phosphor lưu trữ (đối với CR) bảng cảm ứng (đối với DR) Hình ảnh xây dựng phần mềm Khoảng phô xạ rộng, hiệu chỉnh hình ảnh sau chụp Lưu trữ dễ dàng CD, DVD hay truyền thông mạng internet Có khả hội chuẩn qua mạng Nhanh cần in phim máy in phim khô Đặc điểm Thời gian An toàn Giá thành Cần nhiều thời gian cho công đoạn rửa phim phòng tối An toàn rửa phim, chất thải sau rửa phim Rẻ Hạn chế chất thải Đắt 1.2, Phân loại: X-Quang số có kỹ thuật phổ biến X-quang bán số (computed radiography) X-Quang số (direct radiography): - X-Quang bán số: máy phát tia X-Quang bình thường phim/bìa tăng quang thay tạo ảnh (Imaging plate) có tráng lớp Phosphor lưu trữ (storage) kích thích phát sáng (photostimulable luminescence) Tấm tạo ảnh tia X chiếu lên tạo nên tiền ảnh (latent image), sau tạo ảnh phát Footer Page of 113 Header Page of 113 quang lần quét tia laser máy Kỹ thuật số hóa (digitizer), ánh sáng bắt lấy (capture) cho hình kỹ thuật số tức có chuyển đổi từ hình analog digital Hình chuyển qua máy chủ để xử lý Tấm ảnh đc xóa nguồn ánh sáng trắng tái sử dụng.[3] - X-Quang số (DR): Kỹ thuật náy giống máy chụp ảnh kỹ thuật số,vì dùng nguyên tắc tương tự bảng cảm ứng cho hình ngày sau chụp Nguyên tắc tạo ảnh nhờ bảng cảm ứng (sensor panel) cấu tạo kết hợp lớp nhấp nháy (Scintillator) gồm lớp cesiumiodide/thallium phim mỏng transister (TFT) với silicon vô định hình (amorphous silicon) Bảng cảm ứng thay cặp phim/bìa tăng quang cổ điển, sau phổ xạ, chuyển hình hiển thị hình máy sau 5s Và chụp tiếp sau không cần xóa.[3] 1.3, Chức máy X-Quang số: - Máy X-Quang số thiết bị xây dựng tái tạo lại hình ảnh cấu trúc, thành phần bên phận toàn cá thể để cung cấp thông tin phận cá thể - Được sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực đặc biệt lĩnh vực y học chẩn đoán điều trị bệnh Footer Page of 113 Header Page of 113 II, Cấu tạo nguyên lí làm việc máy X-Quang số: 2.1, Máy X-Quang kĩ thuật số gián tiếp CR (computed radiography) Computer radiography công nghệ sử dụng detector photostimulate thay cho cassettes truyền thống SF Tấm photpho lưu trữ gắn bên cassettes với kích thước phù hợp cho ảnh chụp tốt thay đổi điện áp, tia X,… Công nghệ CR cho phép hình ảnh có giống hình ảnh hệ thống X-Quang SF cũ.[6] 2.1.1, Cấu tạo: Hệ thống phát chùm tia X Nguồn Tấm photpho thu nhận ảnh Máy quét ảnh Hình ảnh XQuang Xử lí hình ảnh Máy in phim khô Hình 1: sơ đồ khối máy X-Quang kĩ thuật số gián tiếp CR [5] - Máy X-Quang kĩ thuật số gián tiếp CR có hệ thống phát tia X hoàn toàn giống hệ thống X-Quang thường Tia X sau chiếu qua bệnh nhân đến photpho Footer Page of 113 Header Page of 113 - Tấm photpho đóng vai trò phim X-Quang thường Sau chiếu tia, đưa đến máy quét ảnh (Image Scanner) -Máy quét ảnh có chức số hóa hình ảnh thu được, làm cho photpho trở lại trạng thái ban đầu để dùng cho lần thu ảnh sau - Xử lí hình ảnh: hình ảnh sau số hóa truyền đến máy tính xử lí ảnh Tại ảnh thay đổi độ sáng, độ tương phản, tạo ảnh chứa xương, ảnh chứa mô… tùy theo mục đích bác sĩ - Sau xử lí ảnh đưa đến phần hiển thị, in phim, truyền qua mạng hay lưu trữ hồ sơ bệnh nhân… 2.1.2, Nguyên lí hoạt động – trình thu nhận ảnh CR: a, Phim: - Cấu tạo [4] : Hình 2: cấu tạo phim máy CR + Bên thu nhận ảnh CR có dạng casette thường + Bên có photpho trắng gồm lớp chống trầy xước cùng, tiếp đến lớp photpho dày khoảng 10 µm, phía lớp phản xạ, lớp cuối lớp nâng đỡ dày khoảng 200 µm + Thành phần photpho: 85% BaFBr 15% BaFI, pha với lượng nhỏ Eu (Europium) - Hoạt động: + BaFBr chất bán dẫn nên chúng có vùng lượng vùng lỗ trống vùng dẫn Khoảng lượng vùng cỡ 8,3 eV + Khi tia X bị hấp thụ hợp chất BaFBr, lượng chúng kích thích làm cho electron nguyên tử Eu bị bứt Các electron chuyển động tự môi trường phần tương tác với nguyên tử F Các nguyên tử F giữ electron mức lượng cao trạng thái ổn định vài ngày đến hàng tuần + Số lượng electron bị giữ nguyên tố F đơn vị diện tích tỉ lệ thuận với cường độ tia X chiếu vào Footer Page of 113 Header Page of 113 Hình 3: Cấu tạo thu nhận ảnh b, Sơ đồ lượng thu ảnh CR [4]: Hình 4: Sơ đồ lượng trình thu ảnh CR  Cách thức: máy đọc phát tia laser có lượng khoảng 2eV (ánh sáng laser đỏ) để quét qua photphor Khi đó, electron bị F giữ kích thích để nhảy lên vùng dẫn Các electron vùng thời gian ngắn nhảy xuống mức lượng thấp Sự chuyển từ mức lượng cao mức lượng thấp electron làm phát ánh sáng màu xanh (cơ 3eV) Dựa vào cường độ sáng phát ra, máy quét số hóa cho điểm sáng Từ xác định độ đen trắng cho ảnh X-Quang chụp Footer Page of 113 Header Page 10 of 113 Máy đọc CR hiệu Afga  Quá trình kích thích tương tác tia laser với lớp photpho: tia laser tới (Incident Laser Beam) xuyên qua lớp chống trầy xước (Protective Layer), tương tác với lớp photpho (Phosphor Layer) Do tượng tán xạ nên tia laser bị trải rộng lớp photpho, điều ảnh hưởng đến độ phân giải máy đọc CR Độ phân giải không gian (Spatial Resolution) ảnh tốt tượng tán xạ Điều đạt cách giảm nhỏ đường kích chùm tia laser tới, dĩ nhiên thời gian để đọc hết ảnh tăng lên dung lượng ảnh lớn Tương tác tia laser lớp photpho tạo ánh sáng màu xanh Ánh sáng theo bảng dẫn sáng (Light Guide) đến đập vào ống nhân quang (PMT) Ống nhân quang PMT (Photomultiplier Tube) chuyển ánh sáng thành tín hiệu điện Biên độ tín hiệu điện tỉ lệ thuận với cường độ tia X bị hấp thụ lớp photpho Với mức lượng tia laser (2eV), tùy theo mật độ tia X bị hấp thụ lớp photpho mà cường độ ánh sáng phát quang (Photostimulated Luminescence) biên độ tín hiệu điện khác điểm ảnh thu nhận Sự khác cho việc mã hóa độ đen trắng ảnh cho hiển thị ảnh 10 Footer Page 10 of 113 Header Page 12 of 113 ngang photpho Tại điểm chiếu, ống nhân quang PMT nhận tín hiệu ánh sáng chuyển thành tín hiệu điện Tín hiệu điện khuếch đại, chuyển đổi sang dạng số (ADC)… Cuối ta có ba thống số điểm ảnh tọa độ (x,y) cường độ z tia X hấp thụ điểm Giá trị z sở cho trình hiển thị ảnh.[4] - Xử lí ảnh: Sau số hóa, ảnh truyền đến máy điện toán chủ xử lý ảnh (ADC processing server) Máy chủ có chứa nhiều phàn mềm xử lí ảnh như: Edge enhancement (Tăng cường bờ nét), Dynamic range enhancement (Nén dải rộng), Multiscale contrast enhancement (Tăng cường tương phản đa mức độ), Noise reduction (Giảm nhiễu),… Các phần mềm mà cần phổ xạ lần khảo sát tốt phần mềm, xương phổi Phương pháp khuếch đại tương phản đa mức độ (Multiscale image contrast amplification) MUSICA làm tăng khả phát đường gãy ẩn, nốt nhỏ dù độ ẩm thấp, không che lấp chi tiết lân cận, không tạo bờ giả, dùng toàn thể Phương pháp dựa nguyên tắc tách làm 12 lớp, tăng hình độ đậm thấp, giảm ảnh sáng để hình khảo sát nhiều cấu trúc - In phim: ảnh sau xử lí in phim máy in khô để bác sĩ chẩn đoán, trả phim cho bệnh nhân Máy in khô sử dụng lớp hóa chất silver halide, biến đổi màu chịu nhiệt Máy có đầu nhiệt (thermal head) gồm phần tử vi nhiệt (microthermal element) phân phối nhiệt đến lớp hóa chất nhạy cảm với nhiệt, để tạo thành hình Đầu nhiệt dài 35 cm, hoàn toàn tự điều chỉnh để hình có chất lượng cao nhát Máy sử dụng phim không nhạy với ánh sáng, nên lắp vào máy ánh sáng thường 2.1.3, Ưu- nhược điểm CR:[4] - Ưu: + Quá trình tạo ảnh đơn giản, nhanh chóng, không cần phòng tối XQuang cổ điển + Sử dụng máy in phim khô, đơn giản thân thiện với môi trường, không độc hại + Ảnh thu dạng số nên lưu trữ, truyền dễ dàng + Tấm thu nhận ảnh tái sử dụng nhiều lần (~ 20000 lần) - Nhược: vốn đầu tư ban đầu lớn 12 Footer Page 12 of 113 Header Page 13 of 113 2.2, Máy X-Quang kĩ thuật số trực tiếp DR (Directly Radiography) 2.2.1, Cấu tạo: Bệnh nhân Tấm photpho thu nhận ảnh Phòng sáng Hệ thống xử lí ảnh (PC) Hình ảnh XQuang Nguồn Hình 7: sơ đồ khối máy X-Quang kĩ thuật số trực tiếp DR - Nguồn: nguồn cấp lượng cho hệ thống - Tấm photpho thu nhận ảnh: Tấm photpho đóng vai trò phim X-Quang thường Sau chiếu tia, đưa đến máy quét ảnh (Image Scanner) - Hệ thống xử lí ảnh: hệ thống xử lí ảnh chụp từ photpho 2.2.2, Nguyên lí hoạt động – trình thu nhận ảnh DR Hệ thống cảm biến phẳng DR với chế hình tích hợp đưa vào thị trường vào cuối năm 1990 Hệ thống cảm biến phẳng biết đến detectors tia X diện rộng, tích hợp lớp X-Quang nhạy hệ thống điện tử dễ đọc dựa mảng TFT Detectors sử dụng lớp chất nhấp nháy bán dẫn TFT nhạy với ánh sáng gọi detectors TFT chuyển đổi gián tiếp Hệ thống sử dụng lớp chất quang dẫn X-Quang nhạy góp điện tích TFT gọi detectors TFT chuyển đổi trực tiếp Chất silicon vô định hình (a-Si) sử dụng mảng TFT để ghi lại tín hiệu điện tử, không nên bị nhầm lẫn với a-Se, vật liệu sử dụng để thu lượng tia X detector số hóa trực tiếp Hệ thống điện tử dễ đọc chấp nhận xử lí hiển thị phóng xạ, gọi ma trận hiển thị phóng xạ, đối lập với hệ thống lưu trữ photpho, nơi phận hiển thị phóng xạ tích hợp mà không cần detector Toàn trình xử lí hiển thị nhanh, cho phép phát triển xa kĩ thuật số với detectors tia X thời gian thực.[6] a, Cấu tạo cảm biến phẳng:[6] (FPD – Flat Panel Detector) 13 Footer Page 13 of 113 Header Page 14 of 113 Hình 8: cấu tạo cảm biến phẳng Photodiode or charge collector: chất bán dẫn dò sáng góp điện tích: biến đổi tia X thành ánh sáng điện tích TFT array: mảng TFT: thu điện tích từ lớp Electronic control: điều khiển điện tích: khởi động sư chuyển mạch diode Switching diodes: chuyển mạch diode: kết nối điểm ảnh với để hiển thị thiết bị Multiplexer: đa nhiệm: hiển thị tín hiệu điện 14 Footer Page 14 of 113 Header Page 15 of 113 Hình 9: Mảng TFT (thin- film transistor) - Mảng TFT thường ghép vào chất nên thủy tinh nhiều lớp, với thiết bị điện tử hiển thị mức thấp nhất, mảng góp điện tích có mức cao 15 Footer Page 15 of 113 Header Page 16 of 113 - Tùy thuộc vào loại detector sản xuất, điện cực góp điện tích thành phần cảm biến ánh sáng xuất lớp “điện tử nhiều lớp” - Ưu điểm thiết kế kết cấu nhỏ gọn truy cập trực tiếp đến hình ảnh kỹ thuật số Đặc tính hệ thống DR ưu hoàn toàn so với hệ thống CR, hiệu suất chuyển đổi từ 20-30% hệ thống phim-màn hình buồng chụp X-Quang, có hiệu suất lý thuyết 25% - Hệ thống cảm biến phẳng DR không dây trở nên phổ biến vào năm 2009 Hệ thống DR không dây không tích hợp detector sử dụng tương tự hệ thống CR Với detector DR không dây bắt buộc sử dụng mạng LAN cho thông tin liên lạc detector DR trạm điều khiển Đây cách X-Quang thực truyền hầu hết thời gian thực từ cassette DR đến trạm điều khiển Cassette DR bao gồm pin liền làm nguồn cung cấp cho phép các detector tự chủ điều cần thiết để có hình ảnh chụp X-Quang chuyển hình chụp thu vào hệ thống dành cho người đọc nơi khác b, Khối thu nhận tạo ảnh: Máy X-Quang kĩ thuật số DR hoạt động theo phương pháp tạo ảnh X-Quang mặt phẳng: +Phương pháp trực tiếp : chuyển trực tiếp lượng tia X thành tín hiệu điện +Phương pháp gián tiếp: chuyển lượng tia X thành ánh sáng sau chuyển ánh sáng thành tín hiệu điện [7]  Phương pháp chuyển đổi trực tiếp: [6,7] - Phương pháp chuyển đổi trực tiếp diện rộng sử dụng a-Se vật liệu bán dẫn tính hấp thụ tia X độ phân giải nội không gian cực cao - Trước cảm biến phẳng tiếp xúc với tia X trường điện từ xuất lớp Se tạo cấu trúc có chức tụ điện, electron tạo suốt trình chiếu tia thu nhận điện áp phân cực (hình 10) 16 Footer Page 16 of 113 Header Page 17 of 113 Hình 10 Mặt cắt ngang mảng đầu dò a-Se - Sự tiếp xúc tạo nên electron lỗ trống lớp a-Se: photon tia X hấp thụ chuyển thành điện tích điện tử đưa trực tiếp đến điện cực góp điện tích điện trường Những điện tích tỉ lệ thuận với chùm tia X ngẫu nhiên – tạo di chuyển theo chiều dọc khắp bề mặt lớp Se, mà nhiều khuếch tán.Ở lớp a-Se, điện tích đưa đến góp điện tích TFT, nơi mà chúng lưu trữ trước hiển thị Điện tích thu tụ điện khuếch đại định lượng giá trị số hóa cho điểm ảnh tương ứng Trong hiển thị, điện tích tụ điện hàng tiến hành khuếch đại transistor - Sự thu nhận lấy tích phân thực vùng điện cực thu nhận điện tích hình vuông có kích thước 129 µm dặt dãy TFT Kích thước điểm ảnh 139 µm, tỉ số phủ hình học 86% (hình 11) Đây thông số quan trọng, giúp đạt hiệu suất thu nhận điện tích cao, tỉ số tín hiệu/nhiễu cao Tỉ số tín hiệu/nhiễu cao chất lượng ảnh tốt 17 Footer Page 17 of 113 Header Page 18 of 113 Hình 11 Cấu trúc chi tiết pixel Bên cạnh hiệu suất thu nhận điện tích cao, khả ngăn ngừa tác động xấu đến thiết bị mức liều chiếu cao Khi chiếu tia, thu nhận điện tích làm giảm điện phân cực Hiệu suất thu nhận chịu ảnh hưởng điện phân cực, có nghĩa tạo cặp electron - lỗ trống hiệu suất tách giảm xuống Điều ngăn cản tích điện mức tụ điện lưu trữ tín hiệu, ngăn cản tác hại xấu đến cấu trúc chiếu tia cường độ cao - Sự tạo ảnh đọc ảnh: Khi detector chiếu xạ ion hoá, cặp electron - lỗ trống tạo lớp a-Se Điện áp phân cực tạo từ trường khoảng 10 V/µm qua lớp Se để tách điện tích hai phía ngược nhau: Lỗ trống truyền đến điện cực thu nhận điện tích, electron thu nhận lớp điện cực Điện trường áp đặt ngăn ngừa đáng kể phân kì theo phương ngang điện tích tạo trình chiếu tia Phân tích lý thuyết thực tế lớp a-Se trường từ cho thấy cấu trúc đạt tới độ phân giải không gian nội cực cao Không giống hệ thống CR có độ phân giải không gian phụ thuộc vào lớp photpho, độ phân giải trường hợp phụ thuộc vào cấu tạo hình học pixel, không phụ thuộc vào a-Se Khi chiếu tia, TFT chế độ tắt điện tích tích tụ Tại lúc dùng dừng chiếu tia, xung dương áp vào cực cổng G TFT đầu tiên, G1 Đường liệu D1 nối đến nguồn TFT thu nhận điện tích từ 18 Footer Page 18 of 113 Header Page 19 of 113 đường dẫn (hình 12) Điện tích tín hiệu chuyển đến khuyếch đại điện tích nối với đường liệu Tín hiệu từ hàng trộn chuyển đến biến đổi AD lưu trữ nhớ máy tính Quá trình đọc liệu thực hàng hết toàn điểm ảnh Hình 12 Thiết bị nhìn từ xuống Lúc kết thúc chu trình đọc, chu trình xoá điện tích bắt đầu để chuẩn bị cho lần chiếu Quá trình xoá loại bỏ điện tích dư từ lớp mặt điện tích bị giữ trạng thái a-Se, ngăn cản tạo bóng ảnh (ghost image) lần chụp  Phương pháp chuyển đổi gián tiếp:[6,7] Hình 13: Sơ đồ chất nhấp nháy phi (trái) chất nhấp nháy cấu trúc(phải) 19 Footer Page 19 of 113 Header Page 20 of 113 - Phương pháp chuyển đổi gián tiếp sử dụng CsI Gd2 O2 S detector tia X Chất nhấp nháy photpho sử dụng detector chuyển đổi gián tiếp có cấu trúc cấu trúc (hình 13) Các detector biến lượng tia X thành ánh sáng - Các chất nhấp nháy phi cấu trúc tán xạ lượng lớn ánh sáng điều làm giảm độ phân giải không gian - Các chất nhấp nháy cấu trúc bao gồm chất photpho cấu trúc hình kim (kim vuông góc với bề mặt hình) Sự tăng số lượng photon tia X tương tác làm giảm tán xạ bên cạnh photon ánh sáng Hình 14 Hệ thống DR giảm tán xạ ánh sáng - Khi lớp chất nhấp nháy tiếp xúc với tia X chùm tia hấp thụ chuyển đổi thành ánh sáng huỳnh quang Trong tầng thứ ánh sáng chuyển hóa thành điện tích điện tử lớp a-Si bán dẫn dò sáng Các detector chuyển hóa gián tiếp xây dựng bổ sung mạch a-Si bán dẫn dò sóng chất nhấp nháy lớp đầu TFT nhiều lớp Các lớp thay lớp tia X bán dẫn dùng thiết bị chuyển hóa trực tiếp Khu vực hoạt động detector chia thành lớp tích hợp phần tử hỉnh ảnh- điểm ảnh- phần tử bao gồm bán dẫn dò quang công tắc có sẵn TFT cho xử lí hiển thị - Sự phát triển gần cho điểm ảnh – cấu trúc hình nhấp nháy với tinh thể nano Gd2 O2 S: kích thước hạt Eu cho độ phân giải không gian cao hình ảnh detector tia X thực cho cảm biến hình ảnh X-Quang gián tiếp với độ nhạy cao độ phân giải cao 20 Footer Page 20 of 113 Header Page 21 of 113 III, So sánh máy X-Quang số CR DR Tiêu chí so CR DR sánh Quy trình vận Giống X-quang cổ điển, CR Quy trình vận hành DR hành sử dụng cassette phim đơn giản DR sử dụng khô, sau chuyển sang thiết bị cảm biến số để ghi nhận hình ảnh quét phim lấy hình ảnh xóa bề dạng tín hiệu số để gửi đến mặt phim chụp để tái sử dụng máy vi tính, chụp liên tiếp Muốn thực phép chụp tiếp mà thay hay tác động theo, cassette phim cần đến cảm biến đưa trở lại máy X-quang Tính linh hoạt Tấm CR dễ dàng mang lại, có Tấm DR gọn nhẹ thể đặt vị trí khó mà DR linh hoạt CR áp dụng có dây không thao tác được, công nghệ không dây DR công việc NDT Tuy nhiên, kết nối với máy tính xách tay, đôi thiết bị quét phim lại công cần nguồn điện lưu trữ kềnh đòi hỏi nguồn điện lớn nhỏ Chất lượng Độ phân giải thấp, tương phản Độ phân giải cao, tương phản tốt hình ảnh Liều chụp Tương đương chụp X-quang cổ Thấp 30 - 50% so với CR điển Tốc độ Từ 2-10 phút /ảnh Từ 5-20 giây /ảnh Chi phí Đầu tư ban đầu: cassette, phim Đầu tư ban đầu: cảm biến số khô, máy quét / xóa phim khô Vật tư tiêu hao: Vật tư tiêu hao: cassette & phim Tiêu thụ điện năng: cảm biến khô số, công suất nhỏ nhiều máy Tiêu thụ điện năng: máy quét / quét / xóa phim khô xóa phim khô Ưu điểm khác CR dử dụng để ghi nhận Hình ảnh DR thị sai tia X nhiều nguồn phóng xạ DR truyền hình thời gian khác thực dễ dàng để chụp cắt lớp 21 Footer Page 21 of 113 Header Page 22 of 113 IV, Vấn đề an toàn chụp X-Quang: [8] Hệ thống X-Quang hệ thống máy chụp tân tiến, việc sử dụng tia X kĩ thuật chụp chiếu trở nên phổ biến Tuy nhiên, tia X tia chiếu ảnh hưởng đến sức khỏe người Việc sử dụng tia X chẩn đoán y tế gây ảnh hưởng đến bệnh nhân mà trực tiếp đến bác sĩ kĩ thuật viên, y tá: - Nguy phơi nhiễm xạ: Hình 15: Khả xuyên thấu loại xạ Tia X dùng y học bên cạnh ích lợi gây số tác hại đáng lưu ý - Các tổn thương tia X chia thành loại: + Hiệu ứng cấp: tính theo giờ, phụ thuộc liều ,các tượng: đục thủy tinh thể, vô sinh, tổn thương da(ban đỏ, bỏng, loét…), rụng tóc + Hiệu ứng muộn: tính theo năm, không phụ thuộc liều xạ mà tích tụ theo thời gian: ung thư liên quan đến xạ (ung thư máu, ung thư xương,…), rối loạn di truyền - Các biện pháp an toàn xạ: Các hiệu ứng muộn không ngăn ngừa Tuy vậy, hiệu ứng cấp, thực biện pháp bảo vệ xạ hữu hiệu Có hai cách kiểm soát kiểm soát kỹ thuật kiểm soát hành + Biện pháp kĩ thuật: thời gian, khoảng cách, che chắn  Thời gian: giảm thời gian tiếp xúc tia xạ, liều nhận giảm thiểu  Phương pháp quan trọng  Khoảng cách: khoảng cách đến nguồn xạ gần chiếu xạ tổng cộng lớn 22 Footer Page 22 of 113 Header Page 23 of 113  Đứng xa nguồn xạ sử dụng dụng cụ thao tác dài (mức độ khuyến cáo A)  Che chắn: Áo khoắc chì, choàng cổ chì: dày 0,25mm giảm hiệu phơi nhiễm xạ Bình phong chì Sự phơi nhiễm xạ giảm 90% có màng chắn nguồn xạ/ bệnh nhân kỹ thuật viên  Vì phòng chụp X-Quang gây phơi nhiễm xạ có hệ thống màng chắn Hình 16: Hệ thống màng chắn kĩ thuật viên nguồn phát xạ Cửa phòng thực chụp chiếu phải lót chì Cần kiểm tra tất dụng cụ che chắn hàng năm +Biện pháp kiểm soát hành bản:  Phân loại vùng làm việc  Sử dụng dấu hiệu cảnh báo rõ ràng vùng phân loại (đèn báo hiệu chụp, trước cửa phòng chụp chiếu có dán bảng báo,…)  Các qui chế nơi chụp chiếu Tuy gây ảnh hưởng đến sức khỏe người phương pháp chụp chiếu X-Quang phương pháp đại hiệu y học chẩn đoán Việc áp dụng chặt chẽ nguyên tắc an toàn xạ hiểu rõ mối nguy hiểm xạ giúp giảm thiểu phần lớn ảnh hưởng tia X đến sức khỏe người Hiện với phát triển kĩ thuật không ngừng nguyên tắc an toàn cao 23 Footer Page 23 of 113 Header Page 24 of 113 giúp cho bác sĩ bệnh nhân cảm thấy an toàn tin tưởng vào hệ thống X-Quang 24 Footer Page 24 of 113 Header Page 25 of 113 Lời kết: Các công nghệ X-Quang kĩ thuật số điều cần thiết cho kĩ thuật chẩn đoán lâm sàng Công nghệ CR && DR cải tiến đáng kể dựa phát triển công nghệ X-Quang thường Các tính chất khả detector kĩ thuật số ảnh hưởng đến lựa chọn kĩ thuật chụp ảnh, liều lượng xạ bệnh nhân, chất lượng chẩn đoán hình ảnh X-Quang Mặc dù công nghệ X- Quang thường quy hay X-Quang CR && DR tồn nhiều quốc gia xu hường tiến tới tương lai không xa công nghệ kĩ thuật số tiên tiến ưu điểm tính thực tế cao kĩ thuật 25 Footer Page 25 of 113 Header Page 26 of 113 Tham khảo: [1]http://choyte.com/may-x-quang-nguyen-ly-cau-tao-va-phan-loai-may-chup-xquang-y-te-2274.htm [2]https://sites.google.com/site/xquangso/x-quang-so-la-gi [3]http://www.cxultrasonic.com/vi/kien-thuc/335-so-sanh-x-quang-thuong-xquang-kts-cr-dr.html [4]http://www.dientuvietnam.net/forums/forum/Điện-tử-ứng-dụng/Điện-tử-ysinh/19961-máy-x-quang#post19961 [5] Tài liệu CR- Eng- Tài liệu tham khảo – thầy Nguyễn Phú Đăng- HVKTQS [6] Tài liệu tổng quan CR-DR.Eng – Tài liệu tham khảo – thầy Nguyễn Phú Đăng – HVKTQS [7] https://app.box.com/shared/zlnatx3iq5 [8] https://thuctapngoai2014.wordpress.com/2014/12/14/chuyen-de-tuan-1-van-dean-toan-buc-xa-trong-noi-soi-chup-mat-tuy-nguoc-dong-dinh-ngoc-lynh-day2009a-to-5/ 26 Footer Page 26 of 113 ... loại máy X-Quang, kĩ thuật sử dụng máy khác Tuy nhiên đại phải kể đến X-Quang kĩ thuật số Và kĩ thuật X-Quang kĩ thuật số kĩ thuật cho hình ảnh chất lượng tốt nhất, tối ưu hóa chức máy X-Quang. .. cho bệnh nhân Với kĩ thuật chụp chiếu đại, máy X-Quang kĩ thuật số sử dụng rộng rại toàn giới Footer Page of 113 Header Page of 113 I, Khái niệm, phân loại chức máy chụp X-Quang số 1.1, Khái niệm:... chế chất thải Đắt 1.2, Phân loại: X-Quang số có kỹ thuật phổ biến X-quang bán số (computed radiography) X-Quang số (direct radiography): - X-Quang bán số: máy phát tia X-Quang bình thường phim/bìa