Thiết bị x quang số và ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN ĐỨC HOÀNG THIẾT BỊ X-QUANG SỐ VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Y SINH Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN ĐỨC HOÀNG THIẾT BỊ X-QUANG SỐ VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Y SINH HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS NGUYỄN ĐỨC THUẬN Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan tất nôi dung luận văn đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Đây công trình tổng hợp nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nêu phần tài tiệu tham khảo Tác giả luận văn Trần Đức Hoàng MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG THIẾT BỊ X- QUANG 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1.2 BẢN CHẤT, NGUYÊN LÝ, CẤU TẠO CHUNG MÁY X- QUANG 1.2.1 Bản chất tính chất tia X 1.2 Nguyên lý: 1.2.3 Cấu trúc chung máy X-Quang: 1.2.4 Phân loại máy X-Quang: 13 1.2.5 Cấu trúc số loại máy X- quang điển hình 14 1.2.5.1 Máy X- quang thường quy 1.2.5.2 Máy chụp cắt lớp CT 16 1.2.5.3 Máy X- quang nha khoa 21 1.2.5.4 Máy X-quang chụp nhũ ảnh 23 1.2.5.5 Máy X-quang chụp mạch 24 KẾT LUẬN 28 CHƢƠNG 2: X- QUANG KỸ THUẬT SỐ 29 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 29 2.2 COMPUTED RADIOGRAPHY - CR 31 2.2.1 Giới thiệu 31 2.2.2 Cấu tạo phim CR 33 2.2.3 Máy đọc ảnh CR (Reader CR) 35 2.2.4 Xử lý ảnh (Image Processor) 37 2.2.5 Ưu nhược điểm CR 38 2.3 RADIOGRAPHY-CCD 38 2.3.1 Nguyên lý 38 2.4 DIGITAL RADIOGRAPHY - DR 42 2.4.1 Giới thiệu 42 2.4.2 Đầu dò số gián tiếp 45 2.4.2.1 Cấu tạo 45 2.4.2.2 Sự tạo ảnh đọc ảnh 51 2.4.3 Đầu dò số trực tiếp 54 2.4.3.1 Cấu tạo đầu dò selenium vô định hình a-Se (Amorphous Selenium) 54 2.4.3.2 Sự tạo ảnh đọc ảnh 56 2.5 ƢU NHƢỢC ĐIỂM MÁY X- QUANG KỸ THUẬT SỐ 59 2.5.1 Ưu nhược điểm 59 2.5.2 Các thông số đánh giá chất lượng hình ảnh X- quang số 61 2.6 ỨNG DUNG X- QUANG SỐ TRONG CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH 64 KẾT LUẬN 71 CHƢƠNG 3:CÔNG NGHỆ X-QUANG KỸ THUẬT SỐ TẠI VIỆT NAM 72 3.1 THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG, NÂNG CẤP MÁY X- QUANG TẠI VIỆT NAM 72 3.1.1 Thực trạng máy X-quang Việt Nam 72 3.1.2 Một số loại máy X-quang thường quy sử dụng Việt Nam 74 3.2 CÁC NGHIÊN CỨU X- QUANG KỸ THUẬT SỐ TẠI VIỆT NAM 81 3.2.1 Quá trình số hoá X- quang Việt Nam 81 3.2.2 Các nghiên cứu X- quang kỹ thuật số Việt Nam 83 3.2.2.1 Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy X- quang số đa công nghệ cảm biến phẳng”- Đơn vị thực hiện: Công ty TNHH thiết bị Việt Ba 84 3.2.2.2 Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chụp X-quang cao tần sử dụng y tế” Đơn vị thực hiện: Viện máy dụng cụ công nghiệp (IMI)86 3.2.2.3 Dòng X- quang số SHT-001 – Made in Viet Nam Đơn vị thực hiện: Công ty SHT Research Đà Nẵng 87 3.2.2.4 Đề tài “ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy X- quang động sử dụng y tế” Đơn vị thực hiện: Viện Trang thiết bị Công trình Y tế 89 3.3 ĐỀ XUẤT HƢỚNG PHÁTTRIỂN THIẾT BỊ X- QUANG SỐ TẠI VIỆT NAM 90 KẾT LUẬN 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT - CR X- điện toán (Computed Radiography) - CCD Cảm biến CCD (Charge-Couple Divices) - DR X- quang số (Digital Radiography) - CT Chụp cắt lớp (Computed Tomography) - DSA Chụp mạch xoá (Digital Substraction Angiography) - IP Tấm tạo ảnh (Imaging Plate) - FPD Tấm phẳng (Flat Panel Detector) - DQE Hiệu suất lượng tử (Detective quantrum efficeny) - MTF Biểu đồ chuyển đổi điều biến (Modulation Transfer Function) DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Ống Crooks Hình 1.2 Wilhelm Conrad Roentgen Hình 1.3 Quang phổ điện từ Hình 1.4 Mô chụp X-quang bàn tay Hình 1.5 Mô chiếu ảnh X-quang lồng ngực Hình 1.6 Sơ đồ khối hệ thống máy X-quang Hình 1.7 Âm cực bóng X- quang Hình 1.8 Dương cực bóng X- quang Hình 1.9 Sơ đồ bóng đèn tia X Hình 1.10 Bộ phận điều khiển máy X-quang hệ cũ 10 Hình 1.11 Bộ phận điều khiển máy X-quang đại 10 Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý máy X-quang truyền thống với mạch điều khiển tham số kV, mA, thời gian đồng hồ đo 11 Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý X- quang thường quy 15 Hình 1.14 Máy chụp X-Quang thường quy Xindray XR-200GQ 16 Hình 1.15 Điểm ảnh (pixel) Mỗi điểm ảnh đơn vị thể tích có chiều rộng (x) chiều cao (y) 17 Hình 1.16 Các loại đầu chụp cắt lớp 18 Hình 1.17 Máy chụp cắt lớp CT ECLOS 8/Hitachi Hãng sx: Hitachi - Nhật Bản 19 Hình 1.18 Chụp CT xoắn ốc 20 Hình 20.a Máy X-quang loại treo tường 22 Hình 1.20.b Máy X-quang 22 Hình 1.21 Phim X- quang chụp nhũ ảnh 23 Hình 1.22 Máy X-quang chụp nhũ ảnh (Mammography) 24 Hình 1.23 X- quang chụp mạch - hệ thống chụp mạch bình diện 25 Hình 1.24 X- quang chụp mạch - hệ thống chụp mạch bình diện 25 Hình 1.25 Phim máy chụp mạch 26 Hình 2.1 Quá trình chụp X-quang khác biệt hệ 30 Hình 2.2 Hệ thống X- quang số 31 Hình 2.3 Sơ đồ thu nhận hình ảnh CR (Computed Radiography) 32 Hình 2.4 Tấm tạo ảnh( Imaging Plate IP) 33 Hình 2.5 Cấu tạo phim CR 33 Hình 2.6 Sơ đồ lượng trình thu ảnh CR 34 Hình 2.7 Thiết bị đọc xử lý hình ảnh X- quang số chuẩn đoán 34 Hình 2.8 Tương tác tia laser với lớp photpho 36 Hình 2.9 Quá trình mã hoá ảnh 37 Hình 2.10 Sơ đồ đầu thu công nghệ CCD 39 Hình 2.11 Một sensor CCD 40 Hình 2.12 Ghép 192 sensor CCD thu hãng Naomi 40 Hình 2.13 Cấu tạo thu công nghệ CCD 41 Hinh 2.14 Hệ thống X- quang kỹ thuật số DR 42 Hình 2.15 Sơ đồ khối trình chụp ảnh DR 43 Hình 2.16 Sơ đồ khối thu nhận ảnh gián tiếp 44 Hình 2.17 Sơ đồ khối thu nhận ảnh trực tiếp 44 Hình 2.18 Các lớp thu kiểu gián tiếp 45 Hình 2.19 Cấu tạo thu kiểu gián tiếp 45 Hình 2.20 Mảng đi-ốt quang 46 Hình 2.21 Bảng Refresh light 47 Hình 2.22 Cấu trúc ma trận điểm ảnh 48 Hình 2.23 Một đi-ốt quang đơn (điểm ảnh), kích thước 184µ×184µ 48 Hình 2.24 Cấu trúc hàng cột ma trận điểm ảnh 49 Hình 2.25 Chức đoạn 50 Hình 2.26 Sơ đồ trình chuyển ánh sáng thành điện 51 Hình 2.27 Biểu đồ định thời cho hoạt động detector 53 Hình 2.28 Cấu tạo đầu dò a-Se 54 Hình 2.29 Các lớp đầu dò a-Se 54 Hình 2.30 Mặt cắt ngang mảng đầu dò a-Se 55 Hình 2.31 Cấu trúc chi tiết pixel 56 Hình 2.32 Hệ thống DR giảm tán xạ ánh sáng 57 Hình 2.33 Sơ đồ trình đọc ảnh 57 Hình 2.34 Biểu đồ dải tần nhạy sáng 62 Hình 2.35 Biểu đồ minh họa đường cong DQE cho bốn máy dò kỹ thuật số CR kim cấu trúc phosphor lưu trữ máy quét dòng (MD5.0 / DX-S; Agfa-Gevaert, Mortsel, Bỉ), CR phosphor lưu trữ có cấu trúc máy quét vết quét chỗ (MD40 / ADC Compact, Agfa-Gevaert), Đầu dò gián tiếp FPD CsI-based(Pixium 4600; Trixell, Moirans, Pháp), đầu trực tiếp direct FPD selenium-based(DR 9000; Kodak, Rochester, NY) 63 Bảng 2.4 So sánh yếu tố phô xạ phim cổ điển X- quang số 65 Hình 2.37 X- quang số chụp phổi xoá nền( ảnh ban đầu bên trái, ảnh mô mềm phổi sau xoá bên phải) 66 Hình 2.38 Ảnh chụp ngực ban đầu bên trái, sau xoá ảnh xương bên phải 67 Hình 2.39 (X- quang phổi số cắt lớp tổng hợp) 67 Hình 2.36 Phim chụp nhũ ảnh( Chuyển đổi trực tiếp -selenium vô định hình bên trái), (Chuyển đổi gián tiếp -CSI hình bên phải) 68 Hình 2.42 Phim ban đầu với điểm, đường xấu “ảnh bên trái”, Phim sau bù đắp vùng tối sáng thay nội suy “ảnh bên phải” 69 Hình 2.43 Hình ảnh sau xử lý 69 Hình 2.44 Chụp thông thường( bên trái), chụp Công nghệ 70 Hình 3.1 Máy X-quang tăng sáng truyền hình XUD 150L/RS50A 75 Hình 3.2 Máy X-quang Genius 65HF 76 Hình 3.3 Máy X-quang thường quy cao tần 300mA, Model: HF525 77 Hình 3.4 Máy X- Quang Thường Quy 300mA Model: Toshiba 300 Nhật Bản 78 Hình 3.5 Máy X-quang thường quy cao tần 500mA – 125kVp, Model:IMAGE X-50 79 Hình 3.6: Máy X-quang thường quy toàn sóng 100mA/100kV, Model: MD 1100 R80 Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Cũng theo tính toán công ty, sử dụng thiết bị này, vừa góp phần "giảm tải" cho bệnh viện, cho phép thiết lập thông tin hình ảnh tích hợp với hệ thống thông tin khác bệnh viện, đồng thời tiết kiệm loại chi phí cho bệnh viện tuyến tỉnh huyện khoảng 700 triệu đồng/năm Mặt khác, điều quan trọng loại bỏ lượng hóa chất dùng xử lý phim (các a-xít HCL, H2SO4 bazơ), lượng nước thải sau tráng, rửa phim lượng phim thải năm thủ phạm gây ô nhiễm môi trường Hơn nữa, mở rộng sử dụng máy X- quang số đa công nghệ FPD khám, chữa bệnh vừa hạn chế tình trạng nhập siêu cho kinh tế, vừa tạo thêm việc làm cho ngành công nghiệp phụ trợ khí, động điện, vật liệu hàn cắt Hình 3.8: Ông Phạm Minh Thông giới thiệu phương pháp số hóa chụp X-Quang Công ty Việt Ba với đại diện Ban Giám khảo NTĐV 2012 buổi khảo sát thực tế chiều 16/11/2012 Có thể nói việc thiết kế, chế tạo sản xuất thành công máy X- quang số đa công nghệ FPD, bước đầu góp phần cụ thể hóa, chiến lược nghiên cứu phát triển trang thiết bị y tế đến năm 2020 Nhà nước Với tính mặt khoa học công nghệ, hiệu kinh tế đem lại ý nghĩa xã hội công trình, đề tài "Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy X- quang số đa công nghệ cảm biến Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 85 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh phẳng" kỹ sư Nguyễn Trường Giang, Công ty TNHH thiết bị Việt Ba làm chủ nhiệm đoạt giải nhì, giải thưởng VIFOTEC năm 2012 3.2.2.2 Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chụp X-quang cao tần sử dụng y tế” Đơn vị thực hiện: Viện máy dụng cụ công nghiệp (IMI) Trước bối cảnh cần trang bị mới, thay nâng cấp máy chụp X-quang cao tần cho trung tâm y tế, bệnh viện tuyến sở khối tư nhân Viện máy dụng cụ công nghiệp (IMI) tiến hành xây dựng đề tài độc lập cấp Nhà Nước: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy chụp X-quang cao tần sử dụng y tế” mã số ĐTĐL.2009G/30 nhằm tạo sản phẩm cơ-điện tử công nghệ cao y tế chế tạo nước thay hàng nhập ngoại Sản phẩm đề tài có chất lượng tương đương sản phẩm nước công nghiệp phát triển giá thành thấp phục vụ cho sở y tế nước tiến tới xuất Phạm vi nghiên cứu đề tài Viện Máy Dụng cụ Công nghiệp (IMI) thực cụ thể sau: - Chế tạo 01 máy chụp X-quang hoàn chỉnh với tiêu kỹ thuật sau: + Điện áp: 40÷120 kV + Cường độ dòng ≥ 300 mA + Công suất máy ≥ 30 kW + Tần số dòng ≥ 30 kHz + Có lưới lọc tia + Hiển thị thông số chụp + Có bàn chụp nằm giá chụp đứng - Hồ sơ thiết kế, chế tạo máy bao gồm: + Bản thiết kế sơ đồ nguyên lý sơ đồ khối máy chụp X-quang cao tần thường quy + Bản thiết kế phần khí máy chụp X-quang cao tần thường quy + Bản thiết kế phần điện, điều khiển máy chụp X-quang cao tần thường quy + Tiêu chuẩn sở máy tương đương tiêu chuẩn Châu Âu - Làm chủ thiết kế, quy trình công nghệ chế tạo lắp ráp máy X-quang cao Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 86 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh tần dùng cho sở y tế: + Xây dựng sở công nghệ cho thiết kế hệ thống chụp X-quang cao tần y tế thường quy đảm bảo chất lượng ảnh theo yêu cầu chuẩn đoán + Thiết kế chế tạo lắp ráp hoàn chỉnh thiết bị chụp X-quang cao tần y tế thường quy + Tỷ lệ nội địa hoá đạt ≥ 40%, giá thành cạnh tranh so với nhập ngoại - Góp phần đảm bảo chất lượng, tăng hiệu suất chụp chiếu X-quang chuẩn đoán bệnh - Thay thiết bị nhập ngoại đắt tiền, giảm chi phí đầu tư cho ngành y tế đất nước, giảm chi phí khám chữa bệnh cho bệnh nhân - Nâng cao lực chế tạo thiết bị y tế công nghệ cao theo hướng điện tử, tiến tới xuất sản phẩm nước khu vực giới - Thúc đẩy phát triển ngành liên quan: thiết bị y tế công nghệ cao, khí xác, điện tử y sinh, điều khiển tự động hoá 3.2.2.3 Dòng X- quang số SHT-001 – Made in Viet Nam Đơn vị thực hiện: Công ty SHT Research Đà Nẵng Từ năm 2010, với hỗ trợ phần kinh phí UBND Thành phố Đà Nẵng, Công ty SHT Research Đà Nẵng hợp tác với Trung tâm Phát triển hạ tầng CNTT Đà Nẵng, thực kế hoạch nghiên cứu chế tạo máy X- quang số với khả cung cấp thông tin cho người Thầy thuốc, tương tự máy Xquang số đắt tiền sản xuất nước Công ty SHT Research coi thiết bị X- quang số - “Made in Vietnam”, có kí hiệu SHT-001 Những người dành hết trí tuệ tâm sức vào dự án mong hầu hết bệnh viện Việt Nam mua, trang bị thiết bị X- quang số Công ty SHT Research Đà Nẵng bắt tay vào quy trình chế tạo, sản xuất Máy X- quang số SHT-001 Giá trọn SHT-001, gồm: - 01 Bộ phát X-quang 120kV, 100 mA - 01 Bộ Cảm ứng Ghi hình Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 87 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh - Phần mềm CamControl (sẽ cài đặt lên Computer bên mua) Và công lắp đặt, tất ước tính khoảng 20.000 USD (tức 1/10 so với sản phẩm ngoại nhập) Hình 3.9: X- quang số SHT-001 X- quang Kỹ thuật số SHT-001 bảo hành năm miễn phí phụ tùng thay SHT Research cung ứng Đặc biệt, thời gian đầu, SHT Research tập trung vào chương trình nâng cấp máy X-Quang chụp phim sử dụng Bệnh viện, Trung tâm điều trị, Cơ sở Y tế, thành Máy X- quang số Trọn thiết bị cấu phần nâng cấp gồm: - Bộ Cảm ứng Ghi hình - Phần mềm Cam Control (tất bảo hành miễn phí năm) công lắp ráp máy cho việc nâng cấp máy khoảng 15.000 USD Như tiết kiệm đáng kể nguồn tài cho Bệnh viện, Trung tâm điều trị, Cơ sở Y tế có nhu cầu Với nghiên cứu thành công đạt việc làm chủ công nghệ nâng cao chất lượng hình ảnh x- quang nói riêng chẩn đoán hình ảnh nói chung nước nhà ngày cải thiện, đáp ứng yêu cầu khám chữa bênh Nâng cao chất lượng khám chữa bệnh nước nhà Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 88 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh 3.2.2.4 Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy X- quang động sử dụng y tế” Đơn vị thực hiện: Viện Trang thiết bị Công trình Y tế Trong nghiên cứu nhóm đưa công nghệ cảm biến phẳng trực tiếp (Flaatz 560 hãng Dr Tech- Hàn Quốc) vào sản phẩm X- quang đề tài Phần mềm tích hợp viết treen giao diện tiếng Việt có đầy đủ tính xử lý ảnh cần thiết cho việt chẩn đoán Hệ thống điều khiển với chi tiết, vỏ máy chế tạo hoàn toàn Việt Nam, có khả tích hợp với cảm biến phẳng Flaastz 560 (Tấm phẳng Flaatz 560 kích thước điểm ảnh 139 x139µm, độ phân giải 3072 x 2560 pixels) Toàn hệ thống điều khiển điều khiển trung tâm MaxxControl Mc-300 với vi xử lý Core Duo Mobile T7400 2.16 GHz Bộ điều khiển sử dụng firmware chuyên dụng để điều khiển hoạt động toàn hệ thống, dùng hệ điều hành thời gian thực RTOS- Real tỉm operaing Phần mềm xử lý ảnh abao gồm nhiều module tích hợp Các module đọc ảnh xử lý ảnh, module điều khiển hoạt động hệ thống, module đo lường điều khiển Bộ tạo tín hiệu cao áp, module bảo vệ đảm bảo hoạt động an toàn máy, trình liên quan đến cao áp, trình interlock máy hoạt động, module giao tiếp truyền liệu tới hệ thống chẩn đoán hình ảnh khác Các module phần mềm đảm bảo cho trình hoạt động, đồng tín hiệu thao tác xử lý hình ảnh Thông số máy Viện chế tạo sau: - Công nghệ phát tia : phát cao tần - Công suất: ≥ 30kW - Bóng X-quang Anode quay, tiêu điểm: 0,3/1mm - Dải kV 40-125 kVp, điều chỉnh 1kVp - Các mức mA 10-300 mA 14 mức - Dải mAs 0,5- 500mAS - Dải thời gian chụp 1ms- 10s - Yêu cầu nguồn điện 230VAC, 50Hz, 13A, pha, dòng xung < 100A Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 89 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hinh 3.10: Tấm phẳng mô hình theo đề tài 3.3 ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN THIẾT BỊ X-QUANG SỐ TẠI VIỆT NAM Trên giới nay, máy X- quang chẩn đoán ngày nghiên cứu, cải tiến cho chụp chi tiết phận thể người có hình ảnh trung thực, giúp chẩn đoán xác bệnh Tại Việt Nam, thời kỳ Pháp thuộc có nhà thương lớn có máy X- quang Đến cuối năm 1954, miền Bắc hoàn toàn giải phóng miền Bắc có sở X- quang bao gồm 18 máy X- quang có 17 máy nửa sóng, máy sóng có bác sĩ chuyên khoa X- quang Từ năm 1954- 1975 nhiều nguồn lực khác nhau: viện trợ, xin mua số máy X- quang miền Bắc lên tới 350 máy 100 máy sóng, 250 máy nửa sóng Trừ số máy Pháp lại thời kỳ miền Bắc chủ yếu máy nước xã hội chủ nghĩa, nhiều hãng TUR- CHDC Đức (là loại máy tốt thời giờ): D36 D37, D300, D350… Các máy hãng MEDICOR (Hungari), máy nửa sóng RHUM Liên Xô cũ, máy loại F10 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 90 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh (xách tay), F30, F50 Trung Quốc Đến 1975 số bác sĩ chuyên Khoa X-quang lên tới 200 người Từ năm 1975 tới nay, số lượng máy X- quang nhân viên X- quang tăng lên nhiều lần Từ năm 1990 đến thực chế mở cửa, từ pháp lệnh hành nghề y tế tư nhân ban hành, sở X- quang tư nhân xuất phát triển mạnh Theo số liệu thống kê Bộ Y tế năm 2010, nước có 13.298 sở y tế loại bao gồm: 1.148 sở khám, chữa bệnh thuộc tuyến Trung ương, tỉnh, huyện, bệnh viện ngành bệnh viện tư nhân; 789 sở thuộc hệ dự phòng tuyến Trung ương, tỉnh huyện; 77 sở đào tạo y dược tuyến Trung ương, tỉnh; 180 sở sản xuất thuốc 11.104 trạm y tế xã Trong nước có 2.000 sở y tế có sử dụng thiết bị xạ Nơi có máy, nơi nhiều 56 máy Ngoài có máy X- quang y tế công ty, nhà máy số quan khác Tuy số lượng máy X- quang nước ngày tăng, phần lớn máy X- quang hệ cũ, lạc hậu máy có tần số thấp, liều cao làm ảnh hưởng tới sức khoẻ bệnh nhân, đa phần máy X- quang thương quy dùng phim X- quang rửa ảnh hoá chất phòng tối Theo số liệu thống kê sơ Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, 157 máy X-quang kiểm tra chất lượng thời gian qua, có gần 40% máy chưa đạt yêu cầu, khoảng 50% đạt mức trung bình khá, có 7-10% đạt mức tốt Nhiều máy X-quang cũ, sản xuất trước năm 1975, chí từ năm 1960 kỷ trước, gây ảnh hưởng lớn tới sức khoẻ nhân viên sử dụng thiết bị X-quang bệnh nhân người xung quanh sở đặt máy Chính việc nâng cấp thay thiết bị X- quang nước ta điều cần thiết Với chất lượng hình ảnh máy X- quang kỹ thuật số DR, việc giảm liều chiếu chụp Thiết bị thực sự lựa chọn tốt để thay nâng cấp thiết bị cũ lạc hậu nước ta Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 91 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Bảng 3.1 Tổng số bệnh viện giường bệnh theo phân tuyến điều trị (năm 2010) theo thống kê Bộ Y tế Tuyến bệnh viện Tổng số Bệnh viện Tổng số giƣờng bệnh Số lƣợng % Số lƣợng % - BV trực thuộc Bộ Y tế 38 3,1 20.510 10,9 - BV tuyến tỉnh 321 27,9 91.851 48,9 - BV tuyến huyện 645 56,2 60.148 32,0 - BV ngành 25 2,1 8.287 4,4 - BV tư nhân 121 10,5 6.920 3,7 - Tổng 1148 100 187.716 100 Theo thông kê bảng ta thây số lượng bệnh viện nước nhiều, để thay toàn thiết bị X- quang thường quy sang số đồng cần khoản chi lớn Do cần cân nhắc theo ngân sách, nhu cầu sử dụng, lượng bệnh nhân để cân đối lựa chọn phương án phù hợp Có 02 giải pháp sau: - Giải pháp 1: Nâng cấp chuyển đổi máy thường quy dùng tốt sang máy X- quang số phẳng( FPD) + Phương pháp sử dụng panel cảm biến Cơ sở phương pháp sử dụng panel cảm biến (detector) dùng thay cho cassette Các cảm biến xếp thành ma trận thu tín hiệu X sau qua thể người bệnh chuyển đổi thành tín hiệu điện sau chuyển thành hình ảnh chẩn đoán nhờ phần mềm chuyên dụng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 92 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hình 3.11 Panel cảm biến thu nhận tia X - Giải pháp 2: Thay đồng hệ thống X- quang Kỹ thuật số * Đề xuất: Huy động nguồn vốn đầu tư ngân sách đầu tư phát triển, vốn ODA, dự án chương trình mục tiêu, trái phiếu Chính phủ, Bộ Y tế… cho việc nâng cấp thay thiết bị X- quang - Trung bình tuyến huyện có từ 1-2 máy X- quang, ta thay 01thiết bị X- quang số đồng nâng cấp máy từ X-quang thường quy lên X- quang kỹ thuật số công nghệ phăng FPD - Trung bình tuyến Tỉnh có từ 3-4 máy X- quang ta thay 02 thiết bị X- quang số đồng nâng cấp 02 máy từ X-quang thường quy lên Xquang kỹ thuật số công nghệ phăng FPD - Tại bệnh viện, phong khám tư nhân cần trang bị đồng thiết bị X- quang kỹ thuật số * Cơ sở khoa hoc đề xuất hướng ứng dụng thiết bị X – quang số: - Cắn vào số lượng chất lượng máy X- quang nước ta đa phần máy X- quang thường quy, máy hoạt động tốt, số máy hoạt động không đảm bảo trình vận hành Các nhà cấp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 93 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh thị trường cung cấp thiết bị giúp việc nâng cấp máy X- quang thường quy thành X- quang số cách thuận tiện, đảm bảo an toàn vận hành cho chất lượng hình ảnh tốt Nhà cung cấp cung cấp cho đầu thu detector số thay cho cassette phòng tối, máy tính với phần mền chuyên dụng, máy in phim khô để in ảnh X-quang sau xử lý máy tính chuyên dụng Căn vào số lượng bệnh nhân sở ý tế, bệnh viên lựa chọn hệ X-quang số thích hợp để đảm bảo kinh tế, khai thác hết công xuất máy Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 94 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh KẾT LUẬN Nội dung chương trình bày vấn đề X- quang kỹ thuật số Việt Nam sau: - Trình bày thực trạng thiết bị X- quang nói chung X- quang kỹ thuật số nói riêng Việt Nam - Trình bày số loại máy X- quang hệ cũ sử dụng Việt Nam, vấn đề an toàn xa sử dụng thiết bị - Trình bày, giới thiệu số đề tài nghiên cứu nước, nhằm mục đích sửa chữa, thay nâng cấp thiết bị X- quang hệ cũ thành X- quang kỹ thuật số - Đưa số đề xuất để hướng phát triển X- quang kỹ thuật số tai Việt Nam Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 95 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * KẾT LUẬN Sau thời gian làm luận văn, tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp giao với nội dung: “Thiết bị X-quang số ứng dụng chẩn đoán hình ảnh” Cụ thể khối lượng công việc tác giả thực sau: Nghiên cứu tổng quan tia X máy X- quang - Bản chất tính chất tia X - Tìm hiểu cấu trúc máy X- quang phân loại máy X- quang Tìm hiểu sâu X- quang kỹ thuật số - Giới thiệu chung phát triển hệ máy X- quang số - Đi tìm hiểu sâu loại máy X- quang số (CR, CCD, DR) Tìm hiểu thực trạng sử dụng thiết bị chẩn đoán hình ảnh nói chung Xquang nói riêng Việt Nam - Phân tích thực trạng dụng máy X- quang Việt Nam - Đề xuất hướng phát triển máy X- quang số Việt Nam Có thể thấy ưu điểm X-quang kĩ thuật số so với X-quang cổ điển ảnh thu dạng số Ảnh số tạo X-quang kĩ thuật số dễ dàng xử lý để nâng cao chất lượng ảnh Ảnh số dễ dàng việc lưu trữ so với ảnh thu nhận phim truyền xa Ngoài X-quang kĩ thuật số thu nhận ảnh dạng số nên bỏ qua công đoạn tráng rửa phim X-quang thường quy Điều làm cho việc tạo ảnh nhanh mà giúp cho việc bảo vệ môi trường dùng hóa chất để tráng rửa phim, giảm ảnh hưởng tia X tới bệnh nhân người xung quanh thiết bị Với số lượng lớn máy X- quang thường quy sử dụng Việt Nam, việc nâng cấp để chuyển đổi sang X- quang kỹ thuật số gợi ý hướng đề tài Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 96 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh * KIẾN NGHỊ Sau số đề xuất hướng nghiên cứu sở kế thừa kết nghiên cứu luận văn: - Nâng cấp, thay đồng máy X- quang thường quy tuyến huyện, tỉnh số bệnh viện tư nhân vừa nhỏ thành máy X- quang kỹ thuật số - Nghiên cứu xây dựng phần mềm xử lý ảnh X- quang để có chất lượng hình ảnh tốt chân thực Với mục đích nâng cao chất lượng khám chữa bệnh, giảm thiểu tác động không tốt đến bệnh nhân, giúp bác sĩ, kỹ thuật viên thuận tiện việc vận hành thiết bị, khám chữa bệnh Bởi vậy, cần nghiên cứu đề tài phát triển nghiên cứu Tác giả hy vọng luận văn làm tảng cho đề tài tiếp theo, bước nâng cao chất lượng khám chữa bệnh sở y tế, bênh viên… Một lần tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS.TS Nguyễn Đức Thuận, số bạn đồng nghiệp Khoa đào tạo sau đại học Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2015 Tác giả Trần Đức Hoàng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 97 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO * Tiếng Việt [1] PGS.TS Nguyễn Duy Huề PGS TS Phạm Minh Thông (2009), Chẩn đoán Hình ảnh, NXB Giáo dục Việt Nam [2] Lê Tiến Khoan (2008), Lý thuyết thiết bị hình ảnh y tế tập 2, NXB Giáo dục [3] Huỳnh Lương Nghĩa (2014), Thiết bị điện tử y tế, Tài liệu nội HVKT Quân [4] KS Trần Văn Son (2008), Lý thuyết Thiết bị Hình ảnh Y tế, NXB Giáo dục [5] PGS.TS Phạm Minh Thông (2012), Kỹ thuật chụp X quang, Nhà xuất Y học, Hà nội [6] Trường Đại học Y khoa Hà Nội (2009), Bài giảng Chẩn đoán hình ảnh, Nhà xuất Y học, Hà Nội * Tiếng Anh [7] Stewart C Bushong (2013), Radiologic Science for Technologists, Elsevier Health Sciences [8] Carroll, Q B (2011) Radiography in the digital age: Physics, exposure, radiation biology Charles C Thomas- Publisher [9] Jacob Beutel, Harold L Kundel, Richard L Van Metter (2000), Handbook of medical imaging SPIE Press 2000 [10] Christi E Carter, Beth Veale (2010), Digital Radiography and PACS, Mosby Elservier [11] Del Guerra, A (2004) Ionizing radiation detectors for medical imaging Hackensack, NJ: World Scientific Publishing Co Pte Ltd [12] La Verne Tolley Gurley, William J Callaway (2011), Introduction to Radiologic Technology Elsevier Mosry [13] Oleg S Pianykh (2012), Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) Springer- Verlag Berlin Heidelberg 2012 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 98 Trần Đức Hoàng Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh * Website [14] Thiet bi y sinh.com, [15] Ngành kỹ thuật y sinh, ******************************************** Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 99 Trần Đức Hoàng ... máy X-Quang: Máy X-quang hệ thống thiết bị Trong bao gồm thiết bị tạo tia X thiết bị khác thiết bị mang ảnh, khối cao thế, thiết bị định dạng chùm tia X định vị bệnh nhân, thiết bị tạo ảnh, thiết. .. phát triển nay, công nghệ X-quang kĩ thuật số phổ biến rộng rãi nước ta Xuất phát từ thực tế này, định thực luận văn: Thiết bị X-quang số ứng dụng chẩn đoán hình ảnh” Trong luận văn xin trình...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN ĐỨC HOÀNG THIẾT BỊ X-QUANG SỐ VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT