2.1 Kiến thức chung về máy CT
2.1.3 M ột số thuật ngữ và các phương pháp quét ở máy CT
2.1.3.2 Các ph ương pháp quét ở máy CT
Việc áp dụng những ứng dụng của khoa học kỹ thuật hiện đại vào CT không nằm ngoài mục đích đáp ứng những đòi hỏi ngày càng cao của hệ thống thiết bị chẩn đoán hình ảnh như: giảm thời gian chụp, tăng chất lượng hình ảnh, giảm bề dày lát cắt, giảm liều bức xạ cho người chụp... Điều này được thể hiện khá rõ qua những tiến bộ về kỹ thuật ghi ảnh của các thế hệ máy CT.
Phương pháp quét ở các thế hệ máy CT đầu tiên (máy CT thế hệ thứ nhất và thứ hai) là sự kết hợp của hai loại dịch chuyển: tịnh tiến và quay. Bộ phận thu có thể là một hoặc nhiều detector, chùm tia X hẹp, song song hoặc có dạng hình quạt. Ống phát tia X và detector dịch chuyển song song theo hướng vuông góc với chùm tia bao trùm toàn bộ mặt phẳng lát cắt, sau đó quay một góc rồi tiếp tục dịch chuyển song song theo hướng mới. Trong khi dịch chuyển song song, tại những khoảng cách đều đặn, chùm tia X được phát và thu. Quá trình cứ tiếp diễn cho tới khi số lượng tín hiệu thu được đủ lớn cho việc tái tạo ảnh.
43
Hình 2.2 Chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay ở thế hệ máy CT thế hệ thứ nhất và thứ hai
Với sự cải tiến về số lượng của detector trong các thế hệ máy CT sau đó, hệ thống chỉ thực hiện duy nhất một kiểu chuyển động quay và loại bỏ chuyển động tịnh tiến của ống phát tia X và detector. Chùm tia X phát ra theo hình quạt tùy theo số lượng detector và bao trùm toàn bộ lát cắt. Hệ thống quay quanh đối tượng một góc 3600 để thực hiện một lát cắt. Khi quay, tia X có thể phát thành xung tại những góc cố định hoặc được phát liên tục.
Ống phát tia X Ống phát tia X
Detector Detector
44
Hình 2.3 Chuyển động quay trong máy CT thế hệ thứ 3
Trong trường hợp máy CT thế hệ thứ 4, hệ thống detector được bố trí trên toàn bộ vòng tròn bao quanh khoang bệnh nhân, ống phát tia X sẽ quay quanh khu vực cần thăm khám, các phần tử cảm biến sẽ được đóng ngắt theo quy luật nhất định phù hợp với chuyển động quay của ống phát tia X.
Hình 2.4 Máy CT thế hệ thứ 4 Ống phát
tia X
Vòng các
detector cố định Ống phát tia X
Detector
45
Sau đó, trước yêu cầu giảm thời gian quét của CT, máy CT kiểu chùm electron EBCT (Electron Beam CT) đã được ra đời. Trong thế hệ máy CT này, đầu phát tia X không đặt trên khoang máy mà sử dụng một súng bắn electron đặt ngoài và dùng cuộn lái tia, thấu kính từ để điều chỉnh chùm electron từ súng bắn vào cung tròn bia Tungsten. Tia X được tạo ra từ đây và được thu nhờ hệ thống detector (Hình 2.5). Với khả năng chụp với tốc độ vượt trội, EBCT được xem như chọn lựa tốt nhất cho các ứng dụng chụp tim trong lịch sử phát triển của CT.
Hình 2.5 Sơ đồ thiết bị CT kiểu chùm electron
Ở các phương pháp quét ứng với các thế hệ máy CT đầu tiên đều sử dụng chế độ quét tuần tự. Trong đó, khi ống phát tia X quay, bàn dịch chuyển từng nấc và ống sẽ phát tia khi bàn dừng chuyển động. Nhược điểm của chế độ này là chụp chậm, theo từng nấc chuyển động của bàn, bề ngoài của hình ảnh 2D hay 3D thu được có dạng bậc thang. Ở máy CT thế hệ thứ 6, trong quá trình quét có sự kết hợp giữa việc thu nhận dữ liệu và sự chuyển động liên tục của bàn bệnh nhân. Khi đó, quỹ đạo của ống phát tia X so với cơ thể bệnh nhân là một đường xoắn ốc. Chế độ quét này được gọi là quét xoắn ốc. Ưu điểm của quét xoắn ốc là tốc độ chụp
Bia Tungsten
Hệ thống thu nhận dữ liệu
Hệ thống detector Ống bắn
electron Cuộn lái tia
Bàn bệnh nhân
Chùm electron
Thấu kính từ
46
nhanh hơn, khắc phục được nhiễu ảnh do cử động, đường ranh giới của hình ảnh thu được liên tục, không bị mấp mô.
Hình 2.6 Chế độ quét xoắn ốc
Ngày nay, với sự tiến bộ vượt bậc về kỹ thuật tạo hình CT, người ta đã chế tạo một thế hệ máy CT với bộ phận thu nhận dữ liệu bao gồm nhiều hàng detector cho phép trong một vòng quay của ống phát tia X sẽ thu nhận đồng thời nhiều lát cắt. Máy CT thế hệ này được gọi là máy CT đa lát cắt. Hệ thống đa lát cắt là bước phát triển vượt bậc so với hệ thống đơn lát với thời gian chụp nhanh và số lát cắt tăng lên đáng kể nên sẽ ghi lại được nhiều hình ảnh cho mỗi lần phát tia.
Bàn bệnh nhân dịch chuyển
Ống tia X quay xung quanh bệnh
nhân
Hướng vuông góc với mặt phẳng quét
Chùm tia X hình quạt
Lát cắt Bề dày một lát cắt
Hướng vuông góc với mặt phẳng quét
47