CHƯƠNG 2: CẤU TẠO MÁY CT SCANNER
2.1. Cấu tạo cơ bản một máy CT-Scanner
2.1.3. Giàn quay của máy CT thế hệ thư ba và thứ tư
Hầu hết các máy CT hiện đại, chiếm đến 90% là máy thuộc thế hệ thứ 3. Ống tia X và cụm mảng đầu dò được gắn cố định với nhau trên cùng một khung quay, chùm tia X được phát ra có hình rẻ quạt.
a . Các kiểu quay.
Trong thế hệ thứ 3, để thu thập dữ liệu ảnh, giàn quay có thể quay theo hai cách là quay đảo chiều và quay một chiều liên tục.
25
Những máy thuộc giai đoạn đầu áp dụng kiểu quay đảo chiều : quay thuận kim đồng hồ 360 độ rồi quay ngược chiều kim đồng hồ 360 độ. Giai đoạn này do chưa có sự ra đời của công nghệ vòng trượt, việc cấp điện cho ống tia X được thông qua dây cáp điện cao thế. Tín hiệu dữ liệu được dẫn từ khối tích luỹ dữ liệu DAS tới máy tính cũng thông qua cáp tín hiệu và cáp điện. Bởi vậy không thể quay theo một chiều liên tục. Do quán tính cơ học nên thời gian thực hiện một lát cắt không thể thấp hơn 3 giây. Và điều này chỉ cho phép tạo ra những lát cắt rời rạc.
Trong những năm 2000 – 2004, công nghệ vòng trượt ra đời, điều này khiến cho các giàn quay được thiết kế và chế tạo theo kiểu mới, và giàn quay có khả năng quay liên tục theo một chiều. Việc cấp điện, truyền tín hiệu giữa các bộ phận trong giàn quay và từ giàn quay đến máy tính được thông qua các vòng trượt. Nhờ kiểu quay này, máy không còn bị giới hạn của quán tính cơ học và thời gian thu thập dữ liệu ảnh 1 lớp cắt được giảm xuống còn khoảng 1 giây. Và điều này cho phép ta thực hiện các lớp cắt liên tục không bị gián đoạn nhờ vào chuyển động liên tục của giàn quay và bàn bệnh nhân [7].
b. Vòng trượt.
Vòng trượt là một thiết bị cơ điện có dạng của một vòng khuyên được xếp chồng bởi nhiều đĩa hoặc xẻ rãnh mà những rãnh đó được tách biệt cách ly về điện, việc truyền điện ở mỗi rãnh sẽ được thực hiện qua việc tiếp xúc bề mặt với từng chổi quét.
Nhờ cấu trúc chổi quét và vòng trượt, việc tiếp điện không cần đến cáp điện, chỉ cần quay vòng trượt liên tục trong khi chổi quét vẫn tiếp xúc lên bề mặt các rãnh vòng trượt.
Về cấu tạo, vòng trượt bao gồm hai loại : Vòng trượt hình đĩa (disk type) có các rãnh được bố trí trên bề mặt đĩa, và vòng trượt hình trụ (Cylinder type) có các rãnh bố trí trên bề mặt trụ. Trong hai loại, vòng trượt hình đĩa có cấu trúc gọn và mỏng hơn.
Về phương thức tiếp điện, vòng trượt chia làm hai loại :
➢ Vòng trượt điện áp thấp (Low voltage slipring) : Điện áp nguồn xoay chiều cung cấp thông qua chổi quét, chổi quét cấp lên vòng trượt và vòng trượt cung cấp
26
cho khối cao thế bên trong giàn quay và các thiết bị khác. Ưu thế của loại vòng trượt này là tránh được sự phóng điện hồ quang do điện áp cao gây ra cho nên tuổi thọ của chổi quét dài ( 5-7 năm). Tuy nhiên nhươc điểm của loại vòng trượt này là khối cao thế phải đặt trong giàn quay nên đòi hỏi giàn quay phải được thiết kế, chế tạo thật gọn nhẹ.
➢ Loại vòng trượt điện áp cao: khối cao thế được lắp đặt bên ngoài giàn quay, điện áp cao thế được cung cấp cho bóng X quang thông qua vòng trượt. Để tránh hồ quang, vòng trượt và chổi quét phải được bao kín trong khoang có nạp khí trơ. Loại này có ưu điểm không bị giới hạn về kích thước do khối cao thế (thường có thể tích và trọng lượng khá lớn) bố trí bên ngoài giàn quay. Tuy nhiên, vì khí trơ bị rò rỉ nên phải thường xuyên nạp bổ xung và tuổi thọ của chổi quét ngắn (khoảng 1 năm) do không thể triệt tiêu hoàn toàn phóng điện hồ quang.
Hình 2. 4 Hai loại vòng trượt hình đĩa và hình trụ.
27
Hình 2. 5 Hai phương thức tiếp điện vòng trượt. A: tiếp điện áp thấp, B: tiếp điện áp cao
Hiện nay đa số máy CT áp dụng loại vòng trượt điện áp thấp do khối cao thế ứng dụng công nghệ cao tần nên kích thước và trọng lượng giảm đáng kể. Bố trí bên trong của giàn quay loại vòng trượt điện áp thấp thường bao gồm: bóng X quang, khối đổi tần (inverter unit), khối cao thế (High voltage generator), khối đầu dò và tích luỹ dữ liệu (detector + DAS), khối toả nhiệt (heat exchanger) và khối điều khiển (control board). Những khối này được bố trí sao cho tải trọng phân bố đồng đều quanh khoang đối tượng thăm khám.
Hình 2. 6 : (A) : Vòng Trượt; (B) : Chổi quét của hãng Picker International (Hoa Kỳ) ; (C) : Chổi quét của hãng Venturetec Mechatronic (Đức)