trình bày chi tiết về một hệ thống x quang số

Website: Email : Tel (: 090.905.9193
LờI Mở ĐầU
Việc ứng dụng các thiết bị tạo ảnh trong y tế giúp ích rất nhiều cho các bác sĩ để
chẩn đoán bệnh một cách thật chính xác từ đó tìm ra phơng pháp điều trị tốt nhất
cho bệnh nhân.
Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, đã có rất nhiều loại máy tạo
ảnh đợc ra đời nh máy X quang ( X rays machine) máy chụp cắt lớp vi tính (CT
Scanner), máy siêu âm (untrasound machine), máy điện tim (electrocardiograph),
máy tạo ảnh cộng hởng từ (magnetic resonane imaging)
Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong y học làm giảm đáng kể thời gian lu
trữ, tìm kiếm tài liệu và tăng nhanh khả năng hội choẩn cho các bác sĩ. Cùng với
sự ra đời của các chuẩn HL7 ( Health Level 7) - một tiêu chuẩn để mã hoá bản
tin về các thông số của bệnh nhân để tiện lợi cho việc truyền trên hệ thống thông
tin và chuẩn DICOM (Digital Image and Communication in Medicine) - tiêu
chuẩn về hình ảnh cho các thiết bị tạo ảnh y tế, hay một hệ thống lu trữ và truyền
ảnh PACS (Picture Achieving Communication System) rất thuận tiện cho các bác
sĩ trong việc quản lý bệnh án, đào tạo từ xa, và kết nối một hệ thống liên bệnh
viện.
Thiết bị tạo ảnh đầu tiên trên thế giới là một máy X quang do nhà bác học ngời
Đức Wilhelm Conrad Roentgen phát minh, ý tởng thiết kế và cấu tạo của nó ngày
nay vẫn đợc các nhà chế tạo sử dụng. Song song với việc sử dụng máy tạo ảnh X
quang truyền thống là dùng phim X quang để lu trữ ảnh, các nhà chế tạo đã áp
dụng công nghệ bán dẫn trong việc tạo ra máy X quang số - là hệ thống máy X
quang về cơ bản có cấu tạo nh máy X quang thờng quy (convention radiography)
nhng ảnh của nó đợc lu trữ dới dạng số thuận tiện cho quá trình phóng to, thu nhỏ
và truyền ảnh trên hệ thống thông tin. Máy X quang số là một sự kết hợp giữa
công nghệ tạo ảnh truyền thống và công nghệ thông tin trong bệnh viện ngày nay.
Hiện nay do kinh phí để mua một hệ thống X quang số là rất lớn, bên cạnh đó số
lợng máy X quang thờng quy trong bệnh viện còn khá nhiều nên nhu cầu để
chuyển từ một máy X quang thờng quy thành một máy X quang số để có thể kết
hợp với mạng HIS là rất lớn.

Trong bản luận văn này em xin trình bày chi tiết về một hệ thống X quang số, từ
đó nêu ra giải pháp để chuyển từ máy X quang thờng quy thành một máy X
quang số phụ vụ trong công tác chẩn đoán và liên kết thông tin trong bệnh viện.
1
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Chơng 1
Lịch sử phát triển
Trong những năm 1870 và 1880 có rất nhiều nhà vật lý ứng dụng hoạt
động của một ống tia âm cực gọi là ống Crooks trong thí nghiệm của họ.
Hình 1.1
2
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Loại ống này là dạng nguyên thuỷ đầu tiên của đèn huỳnh quan và đèn
neon. Mặc dù ống Crook là một loại ống tạo ra tia X nhng tại thời điếm đó
không ai phát hiện ra sự có mặt của tia X.
Hình 1.1 Nguyên bản của ống Crooks
Vào ngày 8 tháng 11 năm 1895, Wilhelm Conrad Roentgen, một nhà vật lý
ngời Đức cũng ứng dụng việc sử dụng ống Crook trong các thí nghiệm của
ông ở trờng Đại Học Wurzburg. Trong phòng thí nghiệm tối của mình, ông
bọc xung quanh ống Crook một loại giấy ảnh đen để ngăn không cho các
tia phát ra ngoài. Khi thực hiện thí nghiệm, một đĩa kim loại đặt ngang qua
ống đợc bao phủ bới tinh thể hợp kim Bari - một chất huỳnh quang bắt
đầu phát sáng. Roentgen rất chú ý đến đặc điểm này và đặc biện ông để ý
đến mối quan hệ giữa độ phát sáng của đĩa so với khoảng cách của ống,
đĩa phát sáng hơn khi đợc di chuyển lại gần nguồn phát tia. Roentgen lần l-
ợt đặt các chất khác nhau nh gỗ, nhôm và thậm chí là cả bàn tay của ông
giữa ống và đĩa kim loại, cẩn thận quan sát sự ảnh hởng tại bền mặt đĩa.
Roentgen mất thêm một vài tuần sau đó để tìm hiểu về một dạng năng l-
ợng từ một loại tia lạ mà ông phát hiện ra, ông gọi đó là "tia x", x là biểu
tợng cha biết. Cuối năm 1895, Roentgen gần nh đã khám phá ra hầu hết

tính chất của tia X có bản chất gần giống nh ngày hôm nay. Ông đã đợc
nhận giải Nobel về vật lý vào năm 1901nhờ khám phá này.
3
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Trong các thí nghiệm đầu tiên với tia X. Roentgen đã tạo ra một bức ảnh
giải phẫu về bàn tay của vợ ông nhờ tia X. ứng dụng của tia X trong y học
đầu tiên ở Mỹ là một cuộc thử nghiệm tại trờng cao đẳng Dartmouth vào
tháng 2 năm 1896 khi tạo ảnh một cánh tay bị gãy xơng của một sinh viên.
Máy X quang cổ phải mất 30 phút để tạo ra một bức ảnh có thể quan sát đ-
ợc. Theo thời gian có rất nhiều cải tiến đã đợc ứng dụng vào trong máy X
quang nhằm giảm thời gian phát tia và thời gian tạo ảnh. Khó khăn ban
đầu của máy X quang là nguồn điện tại thời điểm đó không đủ công suất
để có có thể tạo ảnh và rất khó để có thể điều chỉnh. Nhờ ứng dụng biến
thế tự ngẫu H. C. Snook với máy phát dòng xoay chiều nên việc điều
chỉnh dòng điện đợc dễ dàng hơn, với thiết kế "Cathode nóng" của
William Coolidge kết hợp với phát minh của Snook đã cải thiện đáng kể
nguồn điện cấp cho máy. ống Coolidge đợc giới thiệu vào năm 1910, là
một dạng ống điển hình mà còn đợc ứng dụng cho các thiết kế của ống tia
X ngày nay.
Roentgen sử dụng một đĩa thuỷ tinh đợc bao phủ bởi chất nhũ tơng nh
trong phim ảnh để tạo ra phim ảnh X quang. Cách này ngày nay vẫn đợc
sử dụng trên thế giới, Pupin sử dụng màn hình phát quang để hiện ảnh X
quang - gọi là X quang tăng sáng truyền hình sử dụng để tạo ra một ảnh X
quang chuyển động.
Năm 1898, Thomas Edison phải thử nghiệm với 1800 chất để tìm ra đặc
tính phát quang của chúng. Ông là ngời phát minh ra ống huỳnh quang và
khám phá ra rất nhiều các chất phát quang đợc sử dụng trong ngành X
quang ngày nay. Edison đã phải từ bỏ các nghiên cứu của ông khi ngời trợ
lý của ông Clarence Dally gần nh bị bỏng hết bàn tay do phải hứng nhiều
tia X. Tay của Dally đã phải bị cắt bỏ và ông mất vào năm 1904. Đây là cái

chết đầu tiên đợc ghi nhận bới tia X tại Mỹ.
Cho đến tận chiến chiến tranh thế giới thứ nhất, đĩa tạo ảnh bằng thuỷ tinh
vẫn đợc sử dụng để tạo ảnh tia X. Trong suốt thời kì chiến tranh các nhà
sản xuất đĩa tạo ảnh không thể có đợc nguồn cung cấp thuỷ tinh chất lợng
cao từ Bỉ, và chính phủ Mỹ đã phải nhờ đến George Eastman, ngời sáng
lập ra công ty Kodak Eastman. Eastman đã phát minh ra phim ảnh sử dụng
Nitrate Cenllulose, một loại chất plastic mới thay thế cho thuỷ tinh. Bức
ảnh đầu tiên ứng dụng phát minh này ra đời năm 1941.
4
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Những năm đầu thế kỉ 20, sự phát xạ gây ra những ảnh hởng trên da ngời
nh bỏng da, rụng tóc và sự thiếu máu ở cả bác sĩ và bệnh nhân. Sự đo đạc
liều phóng xạ và kiểm soát liều chiếu vẫn luôn đợc duy trì nhằm đánh giá
thơng tốn mà tia X gây ra vẫn đợc tiếp tục ngày nay. Việc mặc quần áo
bằng chì và sử dụng hàng rào bảo vệ để giảm liều chiếu đối với ngời vận
hành máy phải luôn đợc kiểm tra. Ngày nay, nhờ cải tiến công nghệ và các
cảnh báo an toàn, các lần phát tia X dần trở nên an toàn hơn với bệnh
nhân.
Hình 1.2 Wilhelm Conrad Roentgen
5
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Chơng 2
Cơ sở lý thuyết
2.1 Nguyên lý
Công nghệ chẩn đoán quang tuyến là công nghệ tạo ảnh nhờ ứng dụng tia
X, một nguồn năng lợng bức xạ từ bóng X quang
Chùm tia X khi xuyên qua một vật thể (ví dụ cơ thể ngời bệnh) sẽ bị suy
giảm, sau đó tác động vào một vật hiện hình, từ đó tạo ra một hình ảnh
tổng thể của toàn bộ thể tích đợc tia X chiếu qua. Sự suy giảm này không
đồng đều mà khác nhau, phụ thuộc vào khả năng hấp thụ tia X của vật chất

và đợc đánh giá bởi công thức (Lamber-Beer):
Trong đó:
o I
0
là năng lợng chùm tia tới
o I là năng lợng chùm tia sau khi đi qua đối tợng (chùm tia ló)
o s là chiều dày của đối tợng
o là hệ số suy giảm khối lợng. Hệ số biểu thị cấu trúc vật chất của
các đối tợng và phụ thuộc vào năng lợng bức xạ
Chùm tia X đã đợc biến đổi sau khi đi xuyên qua vật thể sẽ tác động vào
một vật hiện hình, từ đó tạo ra một hình ảnh tổng thành của toàn bộ thể
tích đợc tia X chiếu qua
6
I = I
0
e
-

ps
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Vật hiện hình có thể là phim, màn hình quang bóng tăng sáng
Hình 2.1 Mô phỏng chụp X quang bàn tay
Hình 2.2 Mô phỏng chiếu ảnh X quang lồng ngực
2.2 Cấu trúc của máy X quang
Chùm tia
X quang
Chùm tia
X quang
ống tia
X quang

Bệnh nhân
Phim
7
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Hình 2.3 Một hệ thống thiết bị của máy X quang
Máy X quang là một hệ thống thiết bị. Trong đó bao gồm thiết bị tạo tia X
và các thiết bị khác nh thiết bị mang ảnh, khối cao thế, thiết bị định dạng
chùm tia X và định vị bệnh nhân, thiết bị tạo ảnh, thiết bị rửa phim, hệ
thống máy tính liên mạng và bộ cảm biến điện tử đối với hệ thống X quang
số.
Dù đơn giản hay phức tạp một hệ thống thiết bị X quang thờng gồm các
khối sau:
8
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Hình 2. 4 Sơ đồ khối hệ thống máy X quang Chụp/chiếu (R/F)
Thiết bị tạo tia X gồm bóng X quang và khối tạo điện áp cao thế cỡ 30-150
kV cung cấp cho bóng.
Khối điều khiển có nhiệm vụ quản lý toàn bộ hoạt động của hệ thống nh:
thay đổi chức năng chụp/chiếu, đặt liều lợng tia X phù hợp với từng đối t-
ợng - điều khiển kV, mA và thời gian chụp/chiếu (s) cũng nh kiểm soát an
toàn.
Khối các thiết bị khác để định vị bệnh nhân và chùm tia X gồm có bàn
bệnh nhân, cột/giá treo bóng, bộ chuẩn trực
9
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Thiết bị mang ảnh phổ biến là phim. Với máy X quang tăng sáng truyền
hình có bóng tăng sáng.
Với hệ thống X quang số (DR), do không sử dụng cassette mà sử dụng một
panel cảm biến thu lại cờng độ của tia X khi đi qua cơ thể bệnh nhân, sau
đó biến đổi cờng độ này thành các mức điện áp, nhờ sử dụng một phần

mềm tạo ảnh và kết hợp với các thuật toán tạo ảnh. ảnh X quang về bộ
phận cơ thể cần tạo sẽ đợc hiển thị trực tiếp nên màn hình để các bác sĩ có
thể xem ngay khi chụp mà không phải mất một khoảng thời gian chờ rửa
phim. Ưu việt của hệ thống X quang số là khả năng tạo ảnh nhanh, ảnh có
thể dễ dàng phóng to, thu nhỏ, hiệu chỉnh độ sáng tối để giúp cho việc
chẩn đoán dễ dàng hơn. Một hệ thống máy tính xử lý sau đó có nhiệm vụ
lu ảnh, truyền ảnh trên mạng hệ thống thông tin bệnh viện (HIS) giúp cho
các bác sĩ dễ dàng trao đổi kinh nghiệm và chẩn đoán từ xa.
10
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
H×nh 2. 5 Mét hÖ thèng X quang sè ®iÓn h×nh cña h·ng Anexa
11
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Hình 2. 6 Sơ đồ mạch điện điển hình máy X quang thông thờng
2.3 Đặc trng kĩ thuật của máy X quang
Công suất phát xạ lớn (dòng cao thế có thể đạt tới 1000mA với điện áp cao
thế tơng ứng khoảng 150 KV) .
Thời gian phát xạ ngắn tới 1ms.
Liều lợng tia xạ qua bệnh nhân giảm.
Hình ảnh rõ ràng.
Có thể chụp cắt lớp theo mặt phẳng hoặc không gian tạo ra những hình ảnh
có chiều sâu và chi tiết tới cỡ vài mm
2
.
Cho phép nhiều ngời cùng quan sát hình ảnh thông qua hệ thống truyền
hình.
12
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Có thể lập chơng trình xét nghiệm theo bệnh lý, thể trạng ngời bệnh ghi
vào bộ nhớ, có thể nhanh chóng gọi các chơng trình này ra nhờ ứng dụng

hệ thống máy tính.
Hình ảnh không chỉ đợc in trên phim mà còn có thể đợc lu trữ trên đĩa từ
hoặc quang với số lợng rất lớn tới hàng vạn dữ liệu về ngời bệnh bao gồm
cả hình ảnh và các số liệu liên quan.
Công suất tiêu hao tổng thể thấp.
Đảm bảo an toàn cho bệnh nhân, ngời sử dụng và môi trờng xung quanh.
Thiết bị ngày càng gọn, nhẹ, cơ động, hình thức trang nhã
2.4 Ưu, nhợc điểm của máy X quang
Ưu điểm Nhợc điểm
Đợc phổ cập và ứng dụng rộng
rãi nhất so với các loại thiết bị
chẩn đoán hình ảnh khác.
Có thể dùng để chẩn đoán toàn
thân với các góc độ và vị trí
khác nhau của ngời bệnh.
Có thể lắp đặt cố định hoặc di
động.
Có thể vừa chiếu vừa chụp hỗ
trợ cho các thủ thuật can thiệp
nh nong mạch vành, nắn bó x-
ơng, tháo lồng ruột
Chi phí đầu t và vận hành thấp
Khả năng kết nối mạng, truyền
ảnh, xử lý ảnh đối với hệ thống
X quang số
Tia X là bức xạ ion hóa ảnh h-
ởng có hại đối với ngời bệnh
và môi trờng.
Có sự chồng chất các chi tiết
trên màn hình.

Độ phân giải thấp đối với các
mô mềm.
Khó quan sát và đánh giá hình
ảnh các đối tợng nằm sâu bên
trong.
Chất lợng hình ảnh phụ thuộc
vào giấy tăng sáng và hệ
thống tráng rửa phim.
13
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
2.5 Một số loại máy X quang chuyên dụng
Máy X quang chiếu/chụp cao tần số hoá.
Máy X quang chụp mạch quang tuyến.
Máy X quang chụp nhũ ảnh
X-quang nhi khoa
X-quang nha khoa
2.5.1 Máy X quang chiếu/chụp cao tần số hoá.
Nguyên lý: Chùm tia X mang các thông tin về ngời bệnh, thay vì tác động
trực tiếp lên phim để tạo ảnh X quang, sẽ đợc biến đổi thành tín hiệu điện
dạng tơng tự (Analog). Tín hiệu này sau đó đợc chuyển đổi thành tín hiệu
dạng số (Digital) nhờ bộ chuyển đổi ADC và đợc xử lý để có thể hiển thị
trên màn hình, cất giữ trong các bộ nhớ hoặc in ra phim.
Các số liệu về hình ảnh quang tuyến đợc lu trữ tại bộ nhớ của hệ thống
máy tính. Sau đó sẽ đợc kiểm tra lại tất cả các hình ảnh và chỉ đa lên phim
những hình ảnh đợc xem là quan trọng nhất.
14
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Hình 2. 7 Máy X quang di động chiếu chụp tăng sáng - truyền hình
2.5.2 Máy X quang chụp mạch quang tuyến
Nguyên lý: Thiết bị chụp mạch quang tuyến là một dạng đặc biệt của thiết

bị X quang tăng sáng-truyền hình số hoá dùng để chẩn đoán mạch máu.
Hệ thống thiết bị này thờng bao gồm một hoặc hai cụm thiết bị tơng ứng
với loại máy chụp mạch một hoặc hai bình diện. Mỗi cụm thiết bị gồm có
bóng X quang và bóng tăng sáng-camera đợc gắn tại hai đầu của một cánh
tay hình chữ C. Cụm/các cụm thiết bị này chuyển động xoay quanh và dọc
theo thân ngời bệnh để có thể thu đợc hình ảnh của các mạch máu đã đợc
bơm đầy chất cản quang. Mọi hoạt động từ việc định vị cánh tay C, bơm
thuốc cản quang, di chuyển cánh tay C đuổi theo vết thuốc cản quang,
thu nhận/ xử lý/ lu trữ/ và hiển thị tín hiệu ảnh trên màn hình đều đợc tự
động hoá
15
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
H×nh 2. 8 Chôp m¹ch quang tuyÕn - hÖ thèng chôp m¹ch 1 b×nh diÖn
H×nh 2. 9 Chôp m¹ch quang tuyÕn - hÖ thèng chôp m¹ch 2 b×nh diÖn
16
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Chụp mạch xoá nền (DSA Digital Substraction Angiography)
Chụp X quang số mạch máu là một kỹ thuật tạo ảnh các mạch máu đợc
tách ra khỏi các cấu trúc phủ bên trên. Để thực hiện đợc điều này, ngời ta
cần hai ảnh của cùng một vùng, khác nhau về thời gian. ảnh đầu tiên đợc
chụp trớc khi đa chất tơng phản vào mạch máu, ảnh này (còn gọi là mặt
nạ) bao gồm tất cả các cấu trúc giải phẫu thông thờng đợc bộc lộ trong một
ảnh X quang. ảnh thứ hai đợc chụp sau khi chất tơng phản đợc đa vào
mạch máu cần quan sát. Nếu nh ngời ta sử dụng chất tơng phản loãng, các
mạch máu sẽ có độ tơng phản rất thấp so với các cấu trúc xung quanh, đặc
biệt là xơng. Nếu lấy ảnh thứ hai này trừ đi ảnh thứ nhất trong các điều
kiện lý tởng, ngời ta sẽ thu đợc ảnh của các mạch máu chứa chất tơng
phản.
Độ phân giải: Hiển thị đợc mạch máu có đờng kính nhỏ tới cỡ 0,1 mm.
Hì

nh 2. 10 Nguyên lý cơ bản của quá trình chụp X quang số mạch máu
17
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Hình 2. 11 Sơ đồ khối máy X quang chụp mạch xoá nền
Một ứng dụng quan trọng của kỹ thuật chụp mạch số hoá là chụp mạch can
thiệp: đồng thời với việc hiển thị tức thời mạch máu, tiến hành xử lý nong
mạch đối với mạch vành hay mạch ngoại vi, hay đóng mạch đối với mạch
dẫn máu vào khối u
2.5.3 Máy X quang chụp nhũ ảnh
Là loại X quang chuyên dụng dùng để xác định ung th vú, tế bào bị vôi hoá ở vú,
đối tợng chụp là mô mềm
Sử dụng mức điện áp thấp (thờng là 30 kVp), năng lợng photon tạo ra:
15-20 keV với anode molybden
21-25 keV với anode tungsten
18
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Độ dày của đối tợng chụp ảnh hởng nhiều đến chất lợng ảnh
Hình 2. 12 Máy X quang chụp vú (Mammography)
2.5.4 Máy X quang nhi khoa
Đối tợng chụp là trẻ em nên yêu cầu an toàn cao hơn so với ngời lớn
Phải thay đổ các tham số hệ thống để phù hợp với một số yêu cầu:
o Khả năng hấp thụ của đối tợng chụp yếu hơn
o Kích thớc cơ thể nhỏ hơn
o Bệnh nhân nhi hay cử động trong quá trình chụp
19
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Các yêu cầu cho nhi khoa
o Thời gian chụp phải ngắn
o Tăng cờng bộ lọc
o Dùng vật liệu suy giảm thấp

o Trờng chiếu và bộ chuẩn trực thích hơp
o Giữ cố định bệnh nhân thật tốt
o Lới lọc phù hợp, không dùng lới di động vì rất ít tia tán xạ
2.5.5 Máy X quang X-quang nha khoa
Là loại máy X quang chuyên dùng để chụp răng do đối tợng chụp có kích th-
ớc rất nhỏ, lại nằm ở khu vực khó sắp xếp
Chụp răng theo 2 phơng pháp:
o Chụp bên trong miệng
o Chụp toàn cảnh
Kỹ thuật thờng sử dụng
o Chụp hoặc chiếu dùng phim-màn truyền thống
o Chụp bằng kỹ thuật số
o
Hình 2. 13 Máy X quang răng
20
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
2.6 Các tính chất vật lý cơ bàn của tia X
2.6.1 Bức xạ tia X
Tia X là một bức xạ điện từ, mang tính chất sóng và tính chất hạt.
Tia X đợc sinh ra nhờ sự chuyển đổi năng lợng điện năng sang động năng,
sau đó là nhiệt năng và bức xạ tia X.
Nguyên lý tạo tia X: Catốt đợc nung nóng tới 20000 C để phát ra điện tử.
Dới tác dụng của điện áp cao giữa anốt và catốt của bóng X quang (30
150kVp), các điện tử này đợc gia tốc về phía anốt với động năng lớn, tới
đập vào anốt làm phát ra tia X (1%) và nhiệt năng (99%).
Mối quan hệ giữa vận tốc và động năng của điện tử theo công thức sau:
2
2
1
W

ee
vm
=
Trong đó
o W : Động năng điện tử
o m
e
: khối lợng của điện tử (9,1.10-31 kg)
o v
e
: vận tốc của điện tử
Khi va vào vật cản (anốt) chùm tia điện tử sẽ đột ngột giảm tốc độ. Tại
đây, chùm điện tử gia tốc tơng tác với các nguyên tử của tấm đích theo một
trong các khả năng sau (hình 2.14)
21
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Hình 2.14 Các loại tơng tác giữa điện tử gia tốc và nguyên tử tấm đích và
bức xạ tơng ứng tao ra từ những tơng tác này.
o Điện tử gia tốc số 1 có thể va chạm với nhiều điện tử khác nằm trên các
quỹ đạo của hạt nhân nguyên tử tấm đích, tạo ra bức xạ kích thích. Bức
xạ này chủ yếu là bức xạ nhiệt (99%).
o Điện tử gia tốc số 2 có thể tơng tác trực tiếp với một hạt nhân nguyên tử
tấm đích tạo ra bức xạ tia X có năng lợng bằng năng lợng của điện tử
gia tốc.
22
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
o Điện tử gia tốc số 3 có thể tơng tác trực tiếp với một số hạt nhân
nguyên tử tấm đích tạo ra bức xạ tia X có năng lợng thấp hơn năng lợng
của điện tử gia tốc theo mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào số lần tơng
tác.

o Điệnt tử gia tốc số 4 có thể đẩy một điện tử trên quỹ đạo của nguyên tử
tấm đích ra khỏi quỹ đạo của nó. Tơng tác này tạo ra bức xạ tia X có
năng lợng đặc trng cho vật liệu chế tạo tấm đích.
2.6.2 Phổ tia X
Bức xạ tia X do các tơng tác nói trên tạo ra có thể chia làm hai loại với những đặc
trng riêng gọi là bức xạ hãm (bức xạ liên tục) và bức xạ đặc trng (bức xạ rời rạc).
2.6.2.1 Bức xạ hãm (Bremstralung - Breaking Radiation)
Là bức xạ sinh ra nhiệt năng (chiếm tới hơn 99% động năng của chùm tia
điện tử) và tia X có mức năng lợng biến thiên liên tục từ thấp đến cao (bức
xạ liên tục).
Quan hệ giữa bớc sóng tia X với năng lợng của nó theo công thức:
Bức xạ tia X là bức xạ đa sắc nghĩa là phổ của nó bao gồm nhiều tần số với
bớc sóng trong giải từ 10pm đến 100pm (1pm=10
-12
m).
23
( ) = 12,4 / E (keV)
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Hình 2.15 Biểu đồ bức xạ liên tục. Năng lợng của tia X thay đổi liên tục
từ 5 keV đến 80 keV (giá trị cực đại). Số lợng photon trội hơn nằm trong
dải năng lợng từ 1/3 dến 1/2 E
max

2.6.2.2 Bức xạ đặc trng
Điện tử gia tốc có thể đẩy một điện tử trên quỹ đạo của nguyên tử tấm đích
ra khỏi quỹ đạo của nó. Các điện tử có mức năng lợng cao sẽ nhảy lên
chiếm lại vị trí này. Sự nhảy mức năng lợng tạo ra bức xạ tia X có năng l-
ợng đặc trng cho vật liệu chế tạo tấm đích (bức xạ rời rạc).
Năng lợng của bức xạ tia X đặc trng là sự chênh lệch về năng lợng liên kết
giữa hai quỹ đạo khi điện tử chuyển mức.

Bức xạ đặc trng chỉ sinh ra tia X có mức năng lợng rời rạc và phổ tia
Xcũng là phổ rời rạc.
Hình 2.16 Năng lợng liên kết giữa các quỹ đạo với hạt nhân nguyên tử
tungsten.
Để đẩy một điện tử ra khỏi quỹ đạo K thì điện tử gia tốc phải có năng lợng
tối thiểu khoảng 70 keV, còn đối với quỹ đạo L chỉ cần 11 keV. Khi một
điện tử bị bật ra khỏi quỹ đạo K và một điện tử từ quỹ đạo L nhẩy xuống
chiếm chỗ thì một tia X đặc trng sẽ đợc sinh ra với mức năng lợng : E
L
-
E
K
= (11-69,5) keV = 58,5 keV
24
Website: Email : Tel (: 090.905.9193
Khi điện tử bị đẩy ra khỏi các quỹ đạo L, M, N thì điện tử ở các quỹ đạo
lân cận có mức năng lợng cao hơn sẽ nhẫy xuống chiếm chỗ của chúng, t-
ơng tự hiện tợng xảy ra với quỹ đạo K, và sử chuyển đổi quỹ đạo này cũng
sẽ bức xạ ra tia X. Tuy nhiên do sự chệnh lệch giữa năng lợng liên kết của
các quỹ đạo này không lớn (E
M
- E
L
hoặc E
N -
E
M
đều < 11 keV) nên
năng lợng của các tia X đặc trng này thấp và bị hấp thụ bởi vỏ thuỷ tinh
hoặc tấm lọc sơ bộ tại cửa sổ bóng X quang. Vì vậy với tungsten chỉ có tia

X đặc trng K có đủ năng lợng để tham gia tạo ảnh quang tuyến X.
2.6.2.3 Bức xạ tổng hợp
Bức xạ tổng hợp là sự kết hợp giữa bức xạ liên tục và bức xạ rời rạc.
Số lợng tia X-đặc trng trong phổ bức xạ tổng hợp phụ thuộc vào trị số kV.
Xét với anôt là tungsten:
o U 70 kVp thì 100% là bức xạ liên tục.
o U = 80 kVp thì 10% là bức xạ đặc trng, 90% là bức xạ liên tục.
o U = 150 kVp thì 28% là bức xạ đặc trng, 72% là bức xạ liên tục.
Hình 2.17 Phổ bức xạ tổng hợp
Trong máy X quang thông thờng (anôt là vonfram) bức xạ đặc trng chỉ
chiếm tỷ lệ nhỏ trong bức xạ tổng hợp (vì U < 100 kVp).
25