CÔNG NGHỆ VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CT

BÀI DỊCH MƠN CƠNG NGHỆ CHẨN ĐỐN HÌNH ẢNH I

Họ và tên: Lê Hữu Huy
Mssv: 20131753
Lớp: ĐTTT10- k58

CÔNG NGHỆ VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CT

Những nét mới cho loài người.
Suốt thế kỉ 17, máy chụp CT được ứng dụng trong chẩn đoán X-Quang tạo ra một cuộc
cách mạng trong lĩnh vực Y-Sinh. Và bước qua thế kỉ 18, một cuộc kiểm tra sẽ khơng hao
hụt nếu khơng bởi kí tự đặc biệt và độc đáo của nó trong cùng khoản thời gian đó. Tuy
nhiên thời gian có thể thay đổi. Máy chụp cắt lớp vi tính ngày này tiêu biểu cho một cơng
nghệ hồn tồn tự nhiên và hình thành để phát triển thành một công nghệ không thể thiếu
và là bộ phận hợp thành xung quanh các công việc và hoạt động trong lĩnh vực y học.
Tài liệu nhỏ dưới đây sẽ cho bạn cái nhìn sâu bên trong lịch sử cảu máy chụp cắt lớp vi
tính cũng như thực trạng của công nghệ này. Tuy nhiên, đây là một q trình phát triển dài
của nó. Và siemens sẽ tiếp tục đạt được những thành tựu trong công nghệ chụp CT. Với
bạn, cho bạn và cho bệnh nhân của bạn.


Nét sơ qua lịch sử.
Phát minh máy chụp cắt lớp được đánh giá là một trong những nét mới nhất trong lĩnh
vực chẩn đoán từ khi phát hiện ra tia X. Công nghệ ảnh chổng chéo theo lớp là tiền đề cho
việc chẩn đốn bằng tia X với cái nhìn sâu hơn vào bên trong, bản chất nguồn phát sinh
bệnh, theo đó tăng cơ hội khả năng bình phục của cơ thể. Vào năm 1979 G.N,Hounsfield
và A.M.Cormark nhận được giải Nobel trong lĩnh vực y học nhờ phát minh máy CT.
Ngày nay, CT là một trong những cách thức chẩn đốn bệnh quan trọng nhất. Nó cung
cấp những hình ảnh khơng chồng chéo của cơ thể và có thể đưa ra độ tương phản nhỏ hơn
khác với ảnh chụp X-Quang thường. Điều này cho phép cái nhìn khách quan hơn vè cấu
trúc các vùng mô mềm rõ ràng, tách biệt trong khi phép đo khác khơng cho cái nhìn hài

lịng nhất.
Kể từ khi máy chụp CT xoắn ốc được ra mắt trong thế kỉ 19, công nghệ chụp cắt lớp liên
tục đạt được những thành công cải tiến quan trọng. Sự phát triển của công nghệ cắt lát cho
phép một dàn qua liên tục là yếu tố tiên quyết trong máy CT xoắn ốc. Máy quét CT xoắn
ốc đầu tiên là hệ thống Siement SOMATOM Plus. Ngày nay chúng được sử dụng rộng
rãi.
Chuỗi lịch sử phát triển của công nghệ chụp CT.

- 11/08/1895 : Nhà vật lí và sau đó nhận giải thưởng Nobel Wilhelm Conrad
Roentgen (1845-1923) chủ nhiệm khoa ở đại học Julius Maximlian, Wuerzburg và
là một nhà vật lí.


Willihelm Conrad và ảnh chụp tay bằng tia X

- 1896: F.H.Williams thành công khi lần đầu tiên ứng dụng tia X vào chụp ngực tại
Boston và Carl scheussner phát triển dầu tiên tấm ảnh quang phủ bạc brombua ở
Fraikfurt, Đức. Kết quả chẩn đốn giờ có thể nhận trực tiếp cho đến khi sau đó

-

màn hình quang được sử dụng để hiển thị kết quả.
1903: E.A.O. Pasche xây dựng một ống chuẩn trực cho việc chặn các tia tán xạ,
bảo vệ cho tồn bộ cho bệnh nhân . Sau đó , cả bệnh nhân cà người kĩ thuật viên

-

luôn phải đối mặt với ống tia X “trần”.
1913: Gustav Bucky phát triển hệ thống dây tán xạo ở Berlin, Đức. Kỹ sư
William D.Coolidge xây dựng ống catot hút chân không cao ở Massachusetts, Mĩ.

Chất lượng ảnh được nâng lên nhờ loại bỏ các tia tán xạ ra trước khi đập đến film.

-

Sự hoàn thiện và bền vững của ống tia được nâng lên tốt hơn.
1930-1931: Allesandro Vallebona phát triển địa tầng học giải quyết khá nhiều vấn
đề của máy chụp cắt lớp. Không lâu sau, Bernard Zicdses phát triển kĩ thuật chụp
phẳng cơ thể, theo đó xa hơn nữa cơng nghệ lọc, tinh chỉnh và thêm trường chiếu
hoàn hảo lần đầu tiên được sử dụng. Ở mức độ này giúp khắc phục những nhược
điểm của việc áp đặt đối tượng trong màn hình hiển thị hai chiều và ba chiều nơi
thích hợp xây dựng lại thơng tin có thể bị mất, yêu cầu về độ sau của kĩ thuật chụp
phẳng phải được đốn trước đó.


- 1972: Tại London, Godfrey N.Hounsfield cùng với sự phát triển cảu máy chụp
cắt lớp điện toán đánh dấu cho sự bắt đầu một thời đại chẩn đốn hình ảnh. Với sự
trợ giúp của máy chụp CT, lần đầu tiên hình ảnh khơng chồng chéo của cơ thể
được hiển thị lên một lát cắt. Dữ liệu được số hóa là quá trình xây dựng lại hình
ảnh lên mặt phẳng.

Máy chụp CT thời kì đầu

- 1974: Hệ thống CT đầu tiên được sản xuất bởi một công ty sản xuất thiết bị y tế

Hệ thống chụp CT SIRETOM

- 1976: Ống tia OPT với độ chịu nhiệt cao 1.0 MHU, mất 5s để quét quanh cơ thể
người.

- 1978: Đồng bộ tín hiệu điện tim ECG và ảnh chụp CT, hiển thị lên ma trận
-

512x512.
1981-1982:Tái tạo hình ảnh trên ma trận 512x512..Hiển thị len 50cm màn hình
hiển thị FOV bằng bảng đồ thị và biến đổi liên tục. Mất 3s để quét quanh cơ thể.
Độ dày lát cắt là 1mm. Độ phân giải cao có thể đạt được 0.5mm. Ống tia OPTI với

-

1.35 MHU độ chịu nhiệt. Đồ thì đặc biệt qt theo hàng.
1983-1984: Góc nghiêng dàn quay và độ mở của dàn là 70cm. Ống tia OPTI với

-

độ chịu nhiệt 1.75 MHU. Bao gồm toàn bộ chức năng MPR (định dạng đa lát cắt).
1985-1986: Ứng dụng hiện đại: Dynamic CT và 3D với định dạng đa lát cắt và
SSD hiển thị bề mặt bóng mờ 3D.

Ảnh bề mặt mờ và 3D của xương

- 1987-1988: Thời gian kiểm tra được rút ngắn. Bệnh nhân cảm thấy thoải mái hơn.
Ống tia DURA với độ chịu nhiệt 4.3MHU. Máy biến áp 40KW DURA bao gồm
dàn làm mát . Hiển thị lên ma trân 1024x1024. Hiển thị thời gian thực đa lát cắt,

-

lựa chọn 5 chế độ độ dày lát cắt từ 1-10mm.
1989: Thế hệ máy CT xoắn ốc với điều chỉnh vòng quay đầu tiên được phát triển.
Các cuộc đo đạt khối lượng dữ liệu diễn ra liên tục, dữ liệu nhân được suốt một

nhịp hơi thở 24s/24cm.


Hệ thóng quét xoắn ốc và bàn trượt

- 1990: Quét xoắn ốc liên tục 32s, đầu dò QUANTILLERC 3

Bên trái là ảnh 3D chụp xoắn ốcvà bên phải là ảnh chụp của hệ thống
SOMATOM chụp xoắn ốc

- 1991: Máy quét nhỏ gọn hơn, theo dõi với 4 màn hình thực hiện nhiều vụ. Đầu dò
QUNTILLARC 4 đạt hiệu quả cao.


Hình ảnh chụp cắt lớp não trên màn hình hình monitor

- 1992: Ống tia DURA với 4.3 MHU độ chịu nhiệt. Các hình ảnh trước và sau đó
được chồng xoắn ốc lên nhau được tái taojlaij. SPIRAL: 40s ( tỉ lệ giá trị biến đổi
1:1 đến 2:1). Cường độ tối đa ( MIP) và tối thiểu ( MinIP) được đưa vào chức năng
CT.

Cuống thận và mạch tuần hoàn máu

- 1994: Khối vùng dữ liệu lớn hơn cũng được thu thập nhanh hơn, giữ hơi thở ngắn
hơn, bệnh nhân thoải mái hơn, nâng cao độ mỏng lát cắt . Mất 0.75s quét 1 vòng
quanh cơ thể, 0.5s cho quét nhanh. Một vòng quay xoắn ốc phức tạp thu nhận dữ
liệu với tỉ lệ 1:1 mất 100s/130cm. Lựa chọn độ dày lát cắt 6 lát cắt từ 1-10mm.
Điều khiên độ nghiêng dàn quay . Đầu dò QUANTILLARC 6 với máy phát DURA
40-55 KW, ống tia DURA với độ chịu nhiệt 5.3 MHU.

Hình ảnh ở thế hệ SOMATOM Plus 4

Ảnh hưởng thời gian quét trong máy CT

- 1996-1997: Đầu dò gốm siêu dẫn UFC với cùng chất lượng hình ảnh nhưng gaimr
đáng kể liệu xạ phát tia, nâng cao định dạng đa lát cắt MPR trên thời gain thực (1

-

hình ảnh/1 vịng quay). Phát triển cơng nghệ hồn lại khối (VRT).
1998: Qt xoắn ốc định dạng đa lát cắt với 4 lát trên vòng quay. Thời gain quét
nhanh hon 0.5s. Kết quả thực tế không đổi. Heartview CT lần đầu tiên được sử
dụng trong các cuộc kiểm tra thường xuyên, thời gian xử lí lên tới 125ms.
SUREView: Thuật tốn tái tạo hình ảnh đa lát cắt của máy quét CT xoắn ốc được
cài đặt.


Ảnh chụp tim

- 1999: Giao diện cho người sử dụng được ứng dụng cào tất cả các thiết bị y tế.

Giao diên với người sử dụng

- 2000: Thiết kế máy quét CT nhỏ nhất cà đạt hiệu quả giá thành nhất sử dụng giắc
cắm và hoạt động. Ứng dụng tự chính nó đào tạo cà cung cấp các dịch vụ thông

-

qua CD-ROM.

2001: Chế độ liều xạ giúp giảm đi liều phát tia.


Chât lượng ảnh không đổi nhưng liều xạ đã giảm

- 2002: Định dạng đa lát cắt cho tới 16 lát cắt trên vịng quay. Kết quả khơng đổi lên
tới 0.6mm. Lát cắt vòng quay dưới mm ( 16x1.75mm). CT chụp tim với chất lượng
hình ảnh vơ cùng cao, thời gian xử lí lên tới 105ms với Heartview CT. Thuật tốn
tái tạo với chùm tia hình nón.

Hình ảnh chụp tim và hệ thống 16 lát cắt/vịng quay

Thực trạng của cơng nghệ CT.


Cấu tạo hẹ thống giàn quét
Thế hệ CT nối tiếp.
Một hình ảnh cắt ngang được tạo ra bởi quét một lát cắt ngang cơ thể từ các vị trí góc
khác nhau từ việc ống phát tia và đầu dò quay 360 xung quanh bệnh nhân được nằm cố
định trên bàn. Hình ảnh xây dựng lại từ kết quả dữ liệu cảu đối tượng.
Nếu bệnh nhân di chuyển trong quá trình thu thập dữ liệu, dữ liệu thu được từ các góc
khác nhau càng qt sẽ càng khơng phù hợp, gây lỗi hình ảnh. Ảnh bị giảm chất lượng
bởi quá trình quay thực tế cảu máy và có thể giới hạn giá trị chẩn đốn. Cơng nghệ máy
quay cắt lớp phù hợp với mức độ giới hạn nào đó đốn các vùng trên cơ thể có chức năng
luân chuyển liên tục như tim hoặc phổi.

CT xoắn ốc.
CT xoắn ốc hay còn gọi là quét cả khối. Ngụ ý của nó khác hồn tồn giữa CT thường và
cơng nghệ qt chuyển độngq quay sử dụng ở đây. Máy quét CT xoắn ốc sử dụng dựa
trên nguyên tắc khác hẳn không giống như CT thường, bệnh nhân trên bàn có thể di

chuyển trên bàn trượt thông qua mặt cắt điều khiển theo phương Z. Trong khi giàn quay


hồn thành một vịng 360 được điều khiển đồng thời. Chụp X-Quang như vậy được được
gắn vào vòng xoắn ốc quanh cơ thể và sinh ra các khối dữ liệu. Khối dữ liệu này được tạo
ra từ vô số các điểm ảnh 3 chiều gọi voxel.

Hệ thống vòng quay xoắn ốc
Bàn trượt theo phương Z suốt quá trình thu nhận dữ liệu sẽ tạo ra các dữ liệu tự nhiên,
nguyên nhân là do một hình ảnh tái tạo từ khối dữ liệu thu nhân bị suy giảm bởi kĩ thuật
thực tế. Tuy nhiên, nguyên tắc tái tạo ảnh đặc biệt này, kỹ thuật nội suy tạo ra một tập hợp
những dữ liệu phẳng, tạo ra các hình ảnh khơng lẫn lộn. Như vậy nó có thể tái tạo các lát
cắt riêng lẻ từ khối dữ liệu lớn bằng việc tái tạo ảnh như một yêu cầu.
Thiết lập một hệ thống CT.
Hệ thống CT bao gồm một số thành phần cơ bản sau:

-

Đơn vị quét, giàn quay với hệ thống ống phát tia và đầu dị.
Bàn trượt.
Bộ phận xử lí ảnh cho ảnh tái tạo lại.
Giao diện điều khiển.

Giao diện nổi bật cho sự giao tiếp giữa người dùng và máy được thiết kế với đa chức
năng. Nó điều khiển các chỉ số cho các cuộc kiểm tra và cũng để tính tốn các kết quả của
cuộc kiểm tra. Để nâng cao quy trình làm việc, Siemens phát triển đồng thời khả năng
cũng như tích hợp nhiều chức năng điều khiển.


Đơn vị quét (giàn quay).

Một hệ thống quét CT bao gồm một khối phát tia X có chức năng như kênh truyền và một
đơn vị thu dữ liệu có chức năng như một kênh nhận. Trong CT cơng nghiệp có hai bộ
phận cấu thành ở dạng vòng gọi là giàn quay.

Thành phần phát tia X.

- Ống tia: Các nhà chế tạo của hệ thống CT sử dụng ống phát tia với chỉ số hội tụ
biến đổi. Điều này mang lại ý nghĩa bởi đối tượng cho độ phân giải tốt, độ tương
phản thấp là những ddieuf cốt lõi cần để quét với điểm hội tụ lớn cần năng lượng
cao, những nơi như kết quả ảnh ảo với độ dày lát cắt mỏng địi hỏi có điểm hội tụ
mỏng. Ống sử dụng chế độ quét với năng lượng khoẳng 20-60KW và điện áp 80140KV. Hệ thống có thể hoạt ở năng lượng nhất chỉ giới hạn trong thời gian.
Những hạn chế này được xác định bởi đặc tính cảu đầu anot và máy biến áp. Để
ngăn chặn quá tải của ống tia năng lượng phải được giảm khi quét thời gian dài.
Phát triển hệ thống đầu dò đa hàng thực tế loại trừ được hạn chế này kể từ khi hệ

-

thống đầu dò đạt được nhiều hiệu quả sử dụng giá trị lượng của ống tia.
Màn chắn: Mỗi máy quét CT được trang bị với các collimator, bộ lọc và lưới điều
khiển, để cung cấp cho lưới chắn tấm chắn chống lại tia bức xạ. Xác định quét lát
cắt và hấp thụ năng lượng thaapscuar phổ hình ảnh tia X-Quang. Bằng cách này cả
bệnh nhân và kĩ thuật viên được bảo vệ.

Thành phần thu thập dữ liệu.

- Đầu dò: Hệ thống đầu dị đóng vai trị dặc biệt trong các thanh phần liên quan
trong CT. Nó chuyển đổi cường độ giá trị tia X tới thành tín hiệu điện. Tín hiệu
tương tự được khuếch đại bởi các thành phần điện cấu thành và chuyển đổi thành
các xung số. Qua thời gian, một số tài liệu chứng minh độ hiệu quả trong sử dụng
tia X. Ví dụ, Siemens sử dụng đầu dị bằng gốm siêu dẫn UFC bởi chúng có đặc

tính tuyệt vời nâng cao chất lượng hình ảnh.


Lắp đặt đầu dị chuyển đổi tín hiệu tương tự thành xung số

- Đầu dò đa hàng: Đầu dò đa hàng cho thấy hiệu quả sử dụng hơn đầu dò đơn hàng.
Bằng việc quét vài lát cắt đồng thời, thời gian quét có thể được giảm ngắn hoặc chi
tiết nhỏ cũng có thể được quét trong khoảng thời gian quét đó. Đầu dị được lắp
dàn xếp được Siemens sử dụng (theo dọc trục cơ thể). Một sự kết hợp của
collimator và kết nối điện tử để tạo điều kiện đáng kể trong lựa chọn độ dày lát cắt.
Cùng thời điểm đó, khơng gian cần thiết bởi các vách đầu dị và cho nên khoảng
không dùng đến được cắt giảm.

Thông số máy quét.

- Collimator: Chùm tia phát ra bởi ống tia được hình thành sử dụng màng chắn đặc
biệt cũng được gọi là các collimator. Một sự khác biệt có thể tạo ra giữa hai loại
collimator đó là nguồn collimator thuộc khu vực trực tiếp trước nguồn ra ống tia.
Nó làm giảm chùm tia tới hình thành các chùm quạt tối đa yêu cầu, do vậy cũng
xác định được liều phát xạ. Đầu dị ở vị trí đối diện trước đầu dò ban đầu được sử
dụng lưới chắn dò chống bức xạ tán xạ, do vậy ngăn ngừa ảnh hưởng từ kĩ thuật
thực tế. Chất lượng mặt cắt có thể xác định dựa vào collimator và độ lớn điểm hội
tụ. Từ khối dữ liệu của máy quét đa lát cắt có thể tái tạo ảnh với độ dày bằng hoặc
hơn so với chuẩn ban đầu. Ví dụ,collimator 5mm cho phép ảnh tái tạo với độ dày
cảu 5mm hoặc hơn. Dải lựa chọn rộng nhất của collimator và tái tạo lại độ dày lát

-

cắt nhờ ứng dụng hệ thống đa đầu dò.
Increment (độ tăng): Xác định là khoảng cách giữa các ảnh tái tạo từ khối dữ liệu.

Nếu chỉ số này được tăng hợp lí, các hình ảnh xếp chồng có thể được tái tạo. Trong


CT thường, các hình ảnh xếp chồng thu được chỉ khi nguồn cấp dữ liệu bảng giữa
hai chuỗi là nhỏ hơn độ dày lát cắt chuẩn trực. Tuy nhiên điều này đồng nghĩa với
việc tăng liều xạ bệnh nhân. Trong CT xoắn ốc, lựa chọn độ tăng là tự do như
thông số tái tạo ảnh . Bằng việc lựa chọn độ tăng, người sử dụng có thể quay lại và
xác định tùy ý mức độ chồng ảnh mà không cần tăng liều trị xạ. Tái tạo ảnh xếp
chồng yêu cầu chất lượng ảnh tốt hơn bởi nhiễu xạ thấp cà sễ dàng sử dụng do đó
chẩn đốn chính xác hơn trong đối tượng nhỏ hơn.
Có thể minh họa 1 ví dụ: Phạm vi 100mm được yêu cầu trong chế độ xoắn ốc với
chuẩn trực là 10mm. Sau khi thu thập dữ liệu, độ dày của lát cắt trong phạm vi
10mm có thể được tái tạo ở một số điểm trong phạm vi này. Nếu chế độ tăng
increment áp dụng trong 10mm này độ dày lát cắt cảu 10mm được tái tạo ở mỗi
mm.
Nếu áp dụng với phạm vi 5mm, độ dày lát cắt của 10mm được tái tạo mỗi 5 mm.
Các lát cắt chồng chéo khoảng 50%. Với độ tăng thích hợp thì có thể đạt được sự
chồng ảnh lên tới 90%. Hệ thóng CT hiện đại cho phép tái tạo ảnh với độ tăng tùy
ý. Sự hữu ích trùng lặp lâm sàng từ 30-50%.

Hình 1: Ảnh xếp chổng và độ tăng increment

- Pitch: Nhân tố quan trọng trong quét CT xoắn ốc đó là bản cung cấp dữ liệu càng
lớn thì qt càng nhanh. Tuy nhiên nếu nó q lớn, chất lượng ảnh sẽ bị giảm đi.
Trong hoàn cảnh này, chỉ số Pitch được sử dụng cho hệ thống đầu dò đơn.
Pitch= Bảng cung cấp dữ liệu trong vòng quay/ chuẩn trực
Công thức này thường được sử dụng, kinh nghiệm cho thấy chất lượng hình ảnh có
thể thu được với độ Pitch giữa khoảng 1 và 2. Nó cũng được chú ý rằng liều xạ có

thể cắt giảm đi trong hệ thống đầu dò đơn hàng với chỉ số Pitch lớn hơn 1. Trong
trường hợp hệ thống đầu dị đa hàng , độ Pitch có thể khơng có ý nghĩa. Bởi khi đó
xuất hiện sự khơng rõ ràng, ví dụ:
4 ống chuẩn trực 4x2.5mm , bảng cấp dữ liệu 10mm.
Vị trí đầu tiên: Pitch= 10mm/4x2.5mm=1
Vị trí thứ 2: Pitch= 10mm/2.5mm=4.
Để tránh sự phân biệt khơng rõ ràng này, chúng tôi sử dụng định nghĩa “cung cấp
dữ liệu cho vòng quay” thay cho độ Pitch để dễ dàng tiếp cận.

Sự khác biệt giữa chỉ số Pitch trong vòng quay xoắn ốc

- Thời gian quay: Thời gian quay là khoảng thời gian cần thiết để hệ thống ống tia
và đầu dò quay hết một vòng quanh 360 quanh bênh nhân. Nó tác động đến độ dài
vịng qt xoắn ốc và vậy nên được thêm vào các thông số của máy quét. Hệ thống
CT siêu hiện đại đáp ứng chỉ với 0.4s cho một vòng quay. Thời gian vịng quay
ngắn hơn đêm lại những lợi ích sau:

•
•
•
•
•

Đường qt xoắn ốc dài hơn có thể thu thập được trong cùng khoảng thời gian.
Cùng khối dữ liệu và độ dày lát cắt có thể được quét trong thời gian ngắn hơn.
Những chuyển động thực tế không cần thiết bị loại bỏ.
Bảo vệ màn hình hiển thị bằng việc thời gian các cuộc kiểm tra ngắn hơn.
Giảm đi sự khó chịu của bệnh nhân . Từ khi độ tương phản trung bình thấp đi được
đáp ứng các cuộc kiểm tra ngắn hơn hoặc thu nhận dữ liệu của khu vực trên cơ thể

rộng lớn hơn quét phụ hai được đưa ra. Điều này đặc biệt nhất đó là với đối tượng
có khu vực chuyển động không đổi như tim.

- mAs: Giá trị mAs được sinh ra giữa dòng ống tia cà thời gian quay. Trong hệ thống
CT đa hàng, chúng tôi đơn giản hóa bằng việc sử dụng định nghĩa “hiệu ứng
mAs”. Chỉ số này sinh ra bởi dòng ống tia và thời gian quay cho 1 lát cắt (vòng
quay x chuẩn trực/ nguồn cung cấp mỗi vòng quay). Việc lựa chọn mAs và điện áp
ống tia sẽ xác định được liều xạ cần chiếu. Giá trị này được lựa chọn phụ thuộc
vào từng loại kiểm tra. Vậy nên nâng cao được hiển thị các vùng có độ tương phản
thấp. Cho cái nhìn trực quan về các vùng mơ mềm, vùng có độ tương phản thấp,
liệu xạ cao hơn cà độ dày lát mỏng hơn được đáp ứng cho yêu cầu tại vùng này.
Vùng bụng và não thuộc các vùng mô mềm có độ tương phản thấp. Các vùng như
xương hoặc phổi có độ tương phản cao, nghiên cứu độ tương phản của hệ thống
mạch cũng cho thấy liều xạ thấp và lát cắt mỏng hơn.
Cơng nghệ siêu máy tính theo dõi bệnh nhân trong suốt quá trình kiểm tra. Suốt mỗi vòng
quay, tia bức xạ được đo và điều chỉnh theo mức độ dịng tham gia. Liều xạ an tồn là nó
có thể biến đổi liều phát tia phụ thuộc cào cơ thể bệnh nhân và suy giảm càng nhiều càng
tốt khoảng 56%.
Các thông số máy quét các định chất lượng ảnh. Hoàn thiện tối ưu nhất hệ thống CT xoắn
ốc có thể đạt được với chỉ một thơng số trong đó tối ưu.

Thế hệ ảnh CT
Ảnh CT được sinh ra.


Thu thập dữ liệu ở trường hợp đơn giản nhất, đối tượng được quét đẳng hướng bằng chùm
tia mỏng như cây kim. Nó sản sinh ra hình ảnh mờ được ghi nhận bởi đầu dị và bộ phận
xử lí ảnh. Theo vòng quay hơn nữa, các ống tia và đầu dị từ các góc nhỏ, đối tượng được
qt lại lần nữa từ các đầu dị khác. Vì vậy xuất hiện ảnh mờ. Điều này lặp đi lặp lại đến

khi đối tượng được hoàn thành việc quét xong 180.
Hiển thị.
Các cấu hình suy giảm khác nhau tiếp tục được xử lí trong bộ phận xử lí ảnh. Trong
trường hợp chiếu lại đơn giản, mỗi cấu hình suy giảm trong điều khiển quét được thêm
vào bộ nhớ ảnh. Điều này dẫn đến kết quả ảnh bị mờ bởi sự chiếu lại, như vậy sự chiếu lại
đơn thuần này không đem lại lợi ích mà cịn ảnh hưởng đến tồn bộ ảnh. Điều đó được
thể hiện rõ ràng nhất sau ba lần chụp. Để tránh vấn để này, mỗi cấu hình suy giảm là một
bài tốn riêng lẻ cần lọc thơng cao ( cũng được gọi là “bộ phận nòng cốt” trong chiếu lại).
Điều này tạo ra các bài toán được gọi như là “sự quấn lại”. Các cấu hình suy giảm cuốn
lại sau đó được ghi vào trong bộ nhớ để tạo ra ảnh có độ nét hơn.

Hình 2: Phép tịnh tiến và phép chiếu lại
Ảnh CT đưa ra những gì?


Ảnh CT không đưa ra các giá trị trực tiếp như những chỉ số do Hounsfield đưa ra:
Chỉ sô CT = 1000 (- / .
Chỉ số CT được đo trên đơn vị HU= Hounsfield. Chỉ sô CT của nước và khơng khí được
xác định là 0 HU và -1000HU. Tỉ lệ này không bị giới hạn trong thang giá trị. Các loại
máy quét y tế làm việc trong phạm vi từ -1024 đên +3071HU.
Windowning
Ở trong ảnh CT, giá trị mật độ nổi bật tiêu biểu cho thang giá trị xám. Tuy nhiên, từ khi
mắt người chỉ có thể phân biệt 80 điểm gần nhay trong thang giá trị, không phải toàn bộ
các giá trị đều được hiển thị trên thang xám. Vì lí do này, phạm vi hoạt động cường độ
của sự chẩn đốn hợp lí được phân chia tồn bộ các thang không phân biệt được giá trị
thang xám. Quá trình này gọi là windowning.
Để cài đặt windown, đầu tiên cần định nghĩa được giá trị chỉ số trọng tâm trên thang xám.
Bằng việc thiết lập độ rộng window, có thể xác định giá trị trước và sau chỉ số trung tâm
trên thang xám. Với màu đên tiêu biểu cho vùng mơ có mật độ thấp nhất cà cùng màu
trắng có mật độ cao nhất.

Hình 3: Ảnh chụp phổi cho thấy các vùng mô mềm


Hình 4: Giá trị thang hounsfield
Sự tính tốn ảnh và q trình xử lí ảnh.
Kết quả đầu tiên rõ ràng nhất cỉa bất cứ cuộc kiểm tra CT nào là trục ảnh cắt ngang cơ
thể. Từ khi hình ảnh thực sự có giá trị trong số hóa, ảnh có thể được xử ngay lập tức. Việc
tính tốn các giá trị hình học như khoảng cách, diện tích, góc và thể tích cũng như đo
cường độ là một phần rất thường ngày tại các bệnh viện. Cường độ các mô được xác định
sử dụng giá trị trung bình CT hơn là xác định giá trị điện tích cũng ó thể gọi là vùng thú vị
( region of interest). Thơng số hình học có thể được định nghĩa chính xác hơn so với máy
chụp X-Quang thường từ khi vấn đề ảnh xếp chồng và sự bóp ảnh khơng cịn tồn tại trong
CT.
Ví dụ khả năng xử lí ảnh hai chiều thường xuyên bằng hệ thống CT hiện đại.

-

Hiển thị chỉ sô pixel tùy ý trên ảnh.
Hiển thị chỉ số CT ngay cả khi q trình ngắt qng.
Phóng to và thay đổi tùy ý vị trí từng đoạn ảnh.
Lọc tinh.
Thêm , bớt hoặc chồng vị trí khác của ảnh.

Mục ảnh hai chiều và ba chiều đưa vào nội dung ảnh. Xem toàn bộ khối được thêm vào
hiển thị ba chiều.


Hiển thị ảnh hai chiều.
Máy CT chủ yếu sử dụng mặt phẳng ngang như mặt phẳng ảnh cho nên quan sát những

hướng khác thường phải được tái tạo lại từ ảnh ban đầu. Điều này thực hiện bằng sự cải
thiện đa mặt phẳng.
Với cơng cụ này một loạt hình ảnh được kết hợp lại thành một chồng. Bằng việc sắp xếp
đồng bộ các hàng và cột tất cả các ảnh được tái tạo lại bằng máy tính, từ đó có thể tiếp
cận được bất cứ mặt phẳng nào. Các giám định tương tác với các trang thơng qua các ảnh
đó. Con trỏ chuột được sử dụng cho các cuộc kiểm tra và tính tốn gía trị của chúng. Qua
các trnag hiển thị trước và sau, có thể thấy rõ những chi tiết của giải phẫu bệnh lí. Màn
hình 4 quadrat hiển thị theo chiều trục dọc, mành và hướng xiên là tiêu chuẩn hiện nay và
chúng cho cái nhìn tổng quan nhất.
Trong phạm vi công nghệ MPR cho phép tiếp cận với toàn bộ các lát cắt với bất cứ độ dày
nào. Công nghệ này được sử dụng tốt hơn với cấu cấu trúc như mạch máu. Trong đó mở
rộng trên nhiều lát, và nó được biết đến như là cơng nghệ Sliding-Thin-Slab (STS)
Những lợi ích của hiển thị ảnh hai chiều đem lại:

-

Ảnh hiển thị trực tiếp, các thông số chính xác.
Dễ dàng xác định hướng trong khối.
Chỉ số ảnh rõ ràng.
Tính tốn rõ ràng trên màn hình hiển thị theo dõi.
Là tiền đề hiển thị ảnh ba chiều.

Hiển thị ảnh ba chiều.
Với ảnh ba chiều, vị trí và điều khiển góc nhìn các khối quan tâm phải được chỉ định.
Theo hướng quan sát này thông qua không gian biểu diễn khối dữ liệu được tái tạo lại từ
những điểm ảnh pixel. Cho cái nhìn trực quan với cấu trúc xương hoặc hệ thống mạch
máu.


Hiển thị bề mặt bóng mờ (SSD).

Hiển thị bề mặt bóng mờ và chiếu cường độ tối đa
Đối với những ngưỡng dựa trên bề mặt hiển thị một chỉ số CT ví dụ 150HU được xác
định trước như một ngưỡng. Tất cả điểm ảnh và các voxel vượt quá ngưỡng đều ảnh
hưởng đến kết quả trên ảnh. Từ vị trí quan sát của người xem có tất cả các điểm ảnh vượt
dọc theo chùm ngưỡng. Bề mặt sau đó được tái tạo từ toàn bộ các điểm ảnh và được chiếu
sáng bởi các nguồn chiếu sáng nhân tạo để đạt hiệu quả phụ (hiện thị mặt phụ, SSD). Các
hình ảnh phụ này tăng hiệu quả cho vùng quan tâm mà người xem cần đến. Với kĩ thuật
này, những thông tin mật độ ban đầu từ chỉ số CT bị mất.

Hình 5: Kĩ thuật SSD


Với kĩ thuật SSD được chú ý rằng các giá trị thang xám khơng cịn liên quan đến cường
độ ban đầu của cấu trúc. Ví dụ, với một số cấu trúc vượt quá ngưỡng được thêm vào trong
định hướng quan sát, chỉ cấu trúc gần nhất với bề mặt của màn hình theo dõi được hiển
thị. Điều này cũng áp dụng nếu các cấu trúc phía sau nếu chỉ số CT được nhận à cao hơn.
Nó cũng được đưa vào không gian hiển thị SSD luôn phụ thuộc vào các giá trị ngưỡng
trước. Ví dụ hiển thị hệ thống mạch máu có thể bị bóp méo vì chọn ngưỡng khơng phù
hợp. Nếu giá trị ngưỡng được tăng lên đến giá trị cao hơn đồng nghĩa với việc kết quả bị
nén lại, cịn nếu giảm thì ảnh có thể bị mờ. Bằng cách này những vùng bị vơi hóa và độ
tương phản trung bình trong mạch máu ó thể khơng phân biệt được nữa. Vậy nên, Ảnh
SSD hầu như không phù hợp cho chẩn đốn. Tuy nhiên nó là cơ sở để hiển thị ảnh ba
chiều.

Cường độ chiếu tối đa ( MIP).
Cường độ chiếu tối đa được xây dụng dựa trên các voxel với cường độ lớn nhất. Theo
ngưỡng chùm tia thực tế từ nguồn quan sát thông qua khối ảnh ba chiều voxel với giá trị
cường độ cao nhất được hiển thị trong kết quả ảnh MIP. Mỗi ảnh MIP là một đối tượng
ảnh hai chiều. Thực hiện nhanh vài ảnh MIP liên tiếp có thể tạo ra một khơng gian biểu

diễn ảnh ấn tượng. Vì điều này, một loạt ảnh được tao bởi sự biến đổi góc quay từng chút
một.
Trong tương phản SSD với kĩ thuật này mật độ thơng tin trung bình được giữ lại. Hơn nữa
đối tượng luôn là một tổ hợp bởi rất nhiều voxel từ tất cả dữ liệu có mật độ lớn nhất. Bất
kể các voxel nào xa hơn về phía trước và sau của ảnh. Tính tốn trong ảnh MIP cũng có
thể hiển thị các điểm ảnh với cường độ thấp nhất ở trong đối tượng ảnh. Những ảnh này
gọi là MinIP. Chúng được sử dụng để hiện thị các cấu trức như cuống phổi.


Chiếu cường độ tối đa
Kĩ thuật hoàn lại khối (VRT).
Kĩ thuật đề cập đné quá trình xậy dụng lại một mơ hình 3D từ ảnh 2D. Kĩ thuật VR vượt
hẳn so với kĩ thuật SSD và MIP trong tiếp cận cơ bản và hiệu suất. Chúng không bị giới
hạn bởi một ngưỡng nào đó hoặc một giá trị mật độ trung bình. Thêm vào đó tồn bộ giá
trị mật độ theo suốt chùm tia thực tế có trong lượng chùm tia đóng góp vào kết quả hiển
thị ảnh. Trong hiển thị ảnh SSD và MIP tồn bộ thang Hounsfield có thể được bao gồm
VRT. Mỗi chỉ số CT cho phép lựa chọn tùy ý độ sắc nét và mày sắc và các chức năng liên
quan có thể sửa đổi qua lại nhau được. Điều này làm nó có thể hiển thị đồng thời một cấu
trúc mô biến đổi rộng lớn của sự biến thiên mật độ hoặc giá trị HU trong bộ cài đặt khối
dữ liệu đơn.

Kĩ thuật hoàn lại khối


Nội soi thực tế (VE)
Nội soi đặc biệt của VRT là hồn lại khối cảnh của nó được sử dụng chính và thường
xuyên để xem thực tế bên trong cơ thể. Cơng nghệ này được sử dụng để có cái nhìn trực
quan về vùng hiển thị. Nội soi chủ yếu được sử dụng cho giải phẫu sâu bên trong, chúng
bao gồm như các cây phế quản, đại tràng và các xoang cạnh mũi. Nhưng kĩ thuật này
cũng được sử dụng cho các khu vực không tiếp cân được truecj tiếp bằng nội soi thông

thường được, chẳng hạn như các hộp sọ hoặc các vùng tiêu hóa.
Khi nội soi được đưa cào trong môt khoang hiển thị với nhiệm vụ như là kĩ thuật tái tạo
khối, thì người sử dụng hồn tồn có thể di chuyển nhanh chóng đến khu vực hiển thị
(bay ảo).
Những lợi ích mà hiển thị 3D đem lại.

-

Hiển thị thực tế các vùng quan tâm.
Hiển thị toàn bộ khối chỉ với một ảnh duy nhất.
Cải thiện các chi tiết hơn cho việc chẩn đốn.
Hữu ích cho việc lập kế hoạch phẫu thuật chính xác hơn.
Dữ liệu ảnh CT để làm cơ sở cho mơ hình ảnh ba chiều.
Có thể xoay tự do đối tượng 3D.

Hiển thị ảnh 3D phổi