Liều bệnh nhân trong chẩn đoán x quang bằng máy chụp cắt lớp vi tính CT

i

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ i
DANH MỤC CÁC BẢNG iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT v
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ X QUANG CHẨN ĐOÁN VÀ MÁY
CHỤP CẮT LỚP VI TÍNH CT 4
1.1. MÁY X QUANG THƯỜNG QUY 4
1.2. MÁY TĂNG SÁNG TRUYỀN HÌNH 6
1.3. X-QUANG CAN THIỆP 6
1.4. MÁY CHỤP CẮT LỚP VI TÍNH CT 7
1.4.1. Lịch sử phát triển của máy CT 10
1.4.2. Máy CT đơn lát cắt và đa lát cắt 14
1.4.3. Chế độ quét xoắn ốc ở máy CT 15
CHƯƠNG 2. CÁC HIỆU ỨNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA VÀ LIỀU
BỆNH NHÂN TRONG CHUẨN ĐOÁN BẰNG CT 17
2.1. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ LIỀU BỆNH NHÂN
TRONG CHẨN ĐOÁN BẰNG CT 17
2.2 CÁC HIỆU ỨNG SINH HỌC BỨC XẠ 19
2.3. CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN LIỀU BỆNH NHẬN TRONG CHỤP
CT 23
2.3.1. Giá trị CTDI (Computed Tomography Dose Index) 23
2.3.2. Giá trị liều theo chiều dài quét (Dose length Product _DLP) 25
2.3.3. Liều hiệu dụng và liều các cơ quan trong chụp CT 25
2.4. CÁC BIỆN PHÁP GIẢM LIỀU TRONG CHỤP CT 28
2.4.1. Đối vi kỹ thuật viên chụp 28
2.4.2. Đối vi các nhà sản xuất 29
2.4.3. Đối vi các bác sĩ 30
2.4.4. Phân tích một số yếu tố có ảnh hưởng ti liều bệnh nhân trong chụp CT 31

2.4.4.1. Dòng ống phát tia X (mAs) 31
2.4.4.2. Cao áp (kVp) 32
2.4.4.3. Chiều dài quét 33
ii

2.4.4.4. Giá trị pitch, tốc độ di chuyển cả giường và chuẩn trực chùm tia 33
2.4.4.5. Che chắn 33
2.4.4.6. Lọc chùm tia 34
2.4.4.7. Điều biến dòng một cách tự động 34
2.4.4.8. Các hiệu ứng overranging và overbeaming của máy CT đa lát cắt 34
2.5. MỨC CHỈ DẪN TRONG CHỤP CHẨN ĐOÁN BẰNG CT 36
CHƯƠNG 3. MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ LIỀU BỆNH NHÂN CHỤP CT 37
3.1. THỐNG KÊ VỀ MÁY CHỤP CT 37
3.2. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LIỀU 38
3.2.1. Các thông số đầu vào của phần mềm để tính toán liều cho bệnh nhân 40
3.2.2. Sai số và mức độ tin cậy của phần mềm CT Expo 41
3.2.3.Cách thức lấy số liệu khảo sát 42
3.3. TẦN SUẤT CHỤP CT 42
3.4. ĐÁNH GIÁ LIỀU HIỆU DỤNG VÀ LIỀU CƠ QUAN TRONG CHỤP CT TRÊN
NGƯỜI LỚN 44
3.4.1. Xét nghiệm CT sọ não 45
3.4.2. Xét nghiệm CT cổ 47
3.4.3. Xét nghiệm CT ngực 50
3.4.4. Xét nghiệm CT bụng 53
3.4.5. Liều hiệu dụng trong chụp CT 55
3.4.6. Một số kết quả tính toán khác 58
3.4.6.1. Sự khác nhau về liều do sử dụng các máy CT khác nhau 58
3.4.6.2. Sự khác nhau về liều khi sử dụng các phần mềm tính liều khác nhau 59
3.4.6.3. Đối chiếu giá trị CTDI trên máy và theo phần mềm tính toán 61
3.5. KHẢO SÁT THỰC TẾ TÁC ĐỘNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ THIẾT LẬP

CỦA MÁY LÀM ẢNH HƯỞNG TỚI LIỀU BỆNH NHÂN 61
3.5.1.Thay đổi điện áp kVp 61
3.5.2. Thay đổi giá trị mAs 62
3.5.3. Ảnh hưởng của chiều dài quét 63
3.5.4. Chế độ quét xoắn ốc và không xoắn ốc 63
3.5.5. Sự khác biệt về liều theo gii tính 64
iii

3.6. ĐÁNH GIÁ LIỀU HIỆU DỤNG VÀ LIỀU CƠ QUAN TRONG CHỤP CT TRÊN
TRẺ EM 66
3.6.1. Chụp CT sọ trẻ em 66
3.6.2. Chụp CT cổ trẻ em 68
3.6.3. Chụp CT ngực, bụng ở trẻ em 69
3.6.4. Liều hiệu dụng chụp CT cho trẻ em 72
3.6.5. Một số số liệu thực tế chụp CT trẻ em 73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74
TÀI LIỆU THAM
KHẢO…………………………………………………………….80
PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ KHẢO SÁT CỤ THỂ 82
PHỤ LỤC 2: CÔNG THỨC TÍNH LIỀU BỆNH NHÂN CỦA PHẦN MỀM CT
EXPO 95



i

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống máy chụp X quang thường quy
Hình 1.2. Bóng phát tia X và cơ chế phát sinh tia X
Hình 1.3. Máy X quang thường quy

Hình 1.4. Máy X quang tăng sáng truyền hình
Hình 1.5. Máy C arm
Hình 1.6. Máy CT và nguyên lý hoạt động
Hình 1.7. cấu tạo bên trong giàn quay
Hình 1.8. Mô hình chụp CT đầu tiên và hình ảnh chụp CT đầu tiên
Hình 1.9. Máy CT thế hệ 1
Hình 1.10. Máy CT thế hệ thứ 2
Hình 1.11. Máy CT thế hệ 3
Hình 1.12. Máy CT thế hệ 4
Hình 1.13. Máy phát chùm electron
Hình 1.14. Nguyên lý của máy CT xoắn ốc
Hình 1.15. Máy CT đa dãy đầu dò
Hình 1.16. Công nghệ sử dụng detector ngày càng ln để thu nhận hình ảnh
Hình 1.17. Máy CT đơn lát cắt và máy CT đa lát cắt
Hình 1.18. Sự tổ hợp khác nhau của các detector đơn trong máy CT 4 lát cắt
Hình 1.19. Quét theo chuỗi và quét xoắn ốc
Hình 1.20. Giá trị pitch của máy CT
Hình 2.1. Giá trị CTDI ở hệ thống đơn và đa lát cắt
Hình 2.2 Hình nộm và buồng ion hóa bút chì dùng để đo liều CTDI
Hình 2.3. Sự khác biệt về hình ảnh chẩn đoán do lựa chọn mAs khac nhau
Hình 2.4. Sự khác biệt hình ảnh do chọn cao áp khác nhau
Hình 2.5. Liều đối vi CT bốn lát cắt (màu xám đen là vùng bị tối hoàn toàn; màu xám
nhẹ là vùng nửa tối). Giá trị dz là vị trí bị overbeaming.
ii

Hình 2.6. Tỷ lệ phần trăm làm tăng liều dài từ sự kết hợp của cả 2 hiệu ứng
overbeaming and overranging đối vi chiều dài quét 20 cm ở các máy CT có số lát
cắt khác nhau
Hình 3.1. Thống kê chủng loại máy CT
Hình 3.2. Thống kê số lượng máy CT

Hình 3.3. Thống kê số lượng máy CT từ năm 2009 đến 2013 của Cục ATBXHN
Hình 3.4. Giao diện phần mềm CT Expo và Phantom của phần mềm CT Expo
Hình 3.5. Giao diện tính toán phần mềm CT Expo
Hình 3.6. Thống kê chụp bệnh nhân theo gii tính
Hình 3.7. Thống kê chụp CT theo độ tuổi tại Bệnh viện Bạch Mai
Hình 3.8. Thống kê theo loại hình chụp
Hình 3.9. Thống kê theo loại hình chụp (phân loại theo gii tính)
Hình 3.10. Đường OM
Hình 3.11. Chụp CT sọ bình thường và Chụp CT sọ mô phỏng
Hình 3.12. Liều các cơ quan trong chụp CT sọ
Hình 3.13. Chụp CT mô phỏng cổ ngực và Chụp CT K vòm
Hình 3.14. Liều các cơ quan trong chụp CT cổ
Hình 3.15. Các phép chụp CT ngực thường gặp
Hình 3.16. Liều các cơ quan trong chụp CT ngực
Hình 3.17. Các phép chụp CT bụng thường gặp
Hình 3.18. Liều các cơ quan bệnh nhân khi chụp CT bụng
Hình 3.19. Liều thực tế trong chụp CT tại Bệnh viện Bạch Mai
Hình 3.20. Liều hiệu dụng bệnh nhân chụp bằng các máy CT scanner có số lát cắt khác
nhau
Hình 3.21. Tổng hợp sự khác biệt về liều nhân do một số thông số chụp
Hình 3.22. Liều hiệu dụng trong chụp CT ở trẻ em
Hình 3.23. So sánh liều hiệu dụng trong chụp CT ở trẻ em và người ln


iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Liều có hiệu dụng điển hình do chiếu xạ y tế chẩn đoán trong những năm
2000

Bảng 2.2. Liều bệnh nhân trong chụp CT tại Bệnh viên Bạch Mai
Bảng 2.3. Các hiệu ứng tất nhiên xảy ra đối vi da
Bảng 2.4. Các hiệu ứng chiếu xạ cấp tính đối vi cơ quan đặc biệt theo ICRP 103
Bảng 2.5. Các bệnh muộn và ung thư sau khi chiếu chụp x-quang và xét nghiệm y học
hạt nhân đối vi bào thai
Bảng 2.6. Rủi ro mắc ung thư khi chụp X quang
Bảng 2.7. Hệ số chuyển đổi liều các cơ quan/ kerma ti được tính cho 2 loại hình
nộm: hình nộm 3 chiều và hình nộm toán học)
Bảng 2.8. Trọng số mô theo ICRP 103
Bảng 2.9. Mức chỉ dẫn chụp CT theo tài liệu NCRP 172 của Mỹ
Bảng 2.10 Hưng dẫn thiết lập giá trị mAs cho chụp CT trẻ em
Bảng 2.11. Các quy định về mức chỉ dẫn trong chụp CT tại Việt Nam và trên thế gii
Bảng 3.1. Thống kê chẩn đoán X quang tại Việt Nam tính đến năm 2013
Bảng 3.2. Các thông số cụ thể của hình nộm áp dụng cho phần mềm CT Expo
Bảng 3.3. Thông số chụp CT sọ não của máy CT Emotion Duo
Bảng 3.4. Kết quả liều cơ quan và liều hiệu dụng trong chụp CT sọ
Bảng 3.5. Thông số chụp CT cổ thường được sử dụng
Bảng 3.6. Kết quả tính toán liều chụp CT cổ bằng phần mềm CT Expo
Bảng 3.7. Thông số chụp CT ngực
Bảng 3.8. Kết quả tính toán bằng phần mềm CT Expo
Bảng 3.9. Thông số chụp CT bụng thường sử dụng
Bảng 3.10. Liều bệnh nhân qua chụp CT bụng theo ICRP 103
Bảng 3.11. So sánh liều hiệu dụng bệnh nhân chụp CT tại Việt Nam vi quốc tế [21]
Bảng 3.12. So sánh liều hiệu dụng bệnh nhân trong chụp CT và X quang thường quy
theo các kết quả khảo sát năm 2014 (về giá trị liều hiệu dụng trung bình)
iv

Bảng 3.13. Chế độ chụp Abdomen Routine ở các máy CT khác nhau
Bảng 3.14. Liều bệnh nhân chụp sọ tính bằng các phần mềm khác nhau
Bảng 3.15. giá trị CTDI trong thực tế và theo tính toán

Bảng 3.16. Liều bệnh nhân khi thay đổi cao áp kV
Bảng 3.17. Liều bệnh nhân khi thay đổi mAs
Bảng 3.18. Liều bệnh nhân khi thay đổi chế độ quét (mSv)
Bảng 3.19.Liều bệnh nhân theo gii tính
Bảng 3.20. Thông số chụp CT sọ cho trẻ em
Bảng 3.21. Liều chụp CT sọ cho trẻ em (Chi tiết trong phần Phụ lục)
Bảng 3.22. Thông số chụp cổ trẻ em theo hưng dẫn của tài liệu đi kèm máy
Bảng 3.23. Liều chụp CT cổ cho trẻ em
Bảng 3.24. Thông số chụp CT ngực trẻ em
Bảng 3.25. Thông số chụp CT bụng trẻ em
Bảng 3.26. Liều chụp CT ngực trẻ em (Chi tiết phần Phụ lục)
Bảng 3.27. Liều chụp CT bụng trẻ em (Chi tiết phần Phụ lục)
Bảng 3.28. Một số thông số chụp CT trẻ em trong thực tế


v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
IAEA _ International Atomic Energy Agency
ICRP _ International Commission on Radiological Protection
UNSCEAR _ United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation
CT _ Computed Tomography
PET/CT _ Positron emission tomography–computed tomography
CTDI _ Computed Tomography Dose Index
DLP _ Dose length Product _DLP
NRPB _ National Radiological Protection Board

1

MỞ ĐẦU

Theo khảo sát của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử quốc tế IAEA năm 2008, mỗi
ngày trên thế gii có hơn 10 triệu ca chụp X quang chẩn đoán, 100 000 ca chẩn đoán
và điều trị y học hạt nhân và 10 000 ca xạ trị từ xa và áp sát [26]. Cũng theo một nghiên
cứu khác của IAEA, liều bức xạ do X quang chẩn đoán chiếm 90 % tổng liều gây bởi
các nguồn bức xạ cho dân chúng. Cùng vi những lợi ích về chẩn đoán hình ảnh cho
bệnh nhân, tia X cũng có thể gây ra nguy hiểm khi cơ thể bị chiếu xạ cao trong thời
gian dài (chiếu quá liều). Chụp X quang chẩn đoán là biện pháp đặc biệt được phép
chiếu bức xạ ion hóa có khả năng gây hại vào cơ thể vi mục đích cứu chữa bệnh nhân.
Khi xã hội phát triển, nhu cầu khám chữa bệnh của người dân ngày càng tăng lên, số
lượng phép chụp chẩn đoán X quang cũng tăng dần. Liều bức xạ tập thể vì thế cũng
sẽ tăng và sẽ tăng đột biến nếu như liều bệnh nhân không được kiểm soát hoặc bị lạm
dụng nhất là đối vi chụp chẩn đoán bằng máy cắt lp vi tính CT. Khi liều tập thể đối
vi bệnh nhân chụp X-quang tăng thì cũng đồng nghĩa nguy cơ mắc bệnh ung thư do
tia bức xạ dùng trong chẩn đoán cũng sẽ tăng.
Để có một hình ảnh đủ thông tin để chẩn đoán, kỹ thuật viên X quang có thể sử
dụng các chế độ chiếu chụp khác nhau, dẫn đến bệnh nhân nhận được các giá trị liều
khác nhau vài lần. Phần ln các kỹ thuật viên X quang chẩn đoán cũng như dân chúng
chỉ quan tâm đến kết quả chẩn đoán mà thiếu quan tâm đến liều bệnh nhân. Bệnh nhân
có thể nhận mức liều không cần thiết trong quá trình làm các xét nghiệm X quang chẩn
đoán. Hơn thế nữa việc áp dụng các kỹ thuật cao như sử dụng các máy chụp cắt lp vi
tính CT và X quang can thiệp làm tăng mức liều bệnh nhân lên nhiều bậc thậm chí còn
có thể gây ra một số tổn thương tất định như: bỏng da, hoại tử,…
Trên thế gii nhiều quốc gia đặc biệt là các quốc gia phát triển như Anh, Mỹ,
Pháp,…đã có các chương trình khảo sát đánh giá liều bệnh nhân. Các tổ chức quốc tế
như Ủy ban quốc tế về An toàn bức xạ (ICRP), Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc
tế IAEA đã ban hành nhiều văn bản hưng dẫn về đảm bảo an toàn bức xạ trong chiếu
xạ y tế, bao gồm cả việc kiểm soát liều bệnh nhân trong X quang chẩn đoán như: BSS
115, Safety Report No.39, No. 17, TECDOC 796, TECDOC 1423, TECDOC 1447,…)
2

Năm 2007, ICRP đưa ra khuyến cáo mi về các giá trị trọng số mô cơ quan trong
ấn phẩm ICRP 103. Theo đó, có sự khác biệt ln về trọng số mô cơ quan, như cơ quan
sinh dục, ngực, tuyến nưc bọt,… Điều đó đặt ra vấn đề cần phải tính toán lại liều
tương đương, liều hiệu dụng cho các phép X quang chẩn đoán.
Tại Việt Nam, theo thống kê năm 2013 có khoảng 6049 thiết bị X quang sử dụng
trong chẩn đoán hình ảnh và rất đa dạng về chủng loại. Đồng nghĩa vi sự gia tăng về
mặt thiết bị X quang chẩn đoán là một lượng ln các ca chụp X quang đang được tiến
hành trên phạm vi cả nưc. Riêng chụp cắt lp vi tính (Computed Tomography_CT),
theo Ủy ban Khoa học của Liên Hợp Quốc về ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử
UNSCEAR năm 2008, chụp CT đóng góp trên 43% liều tập thể từ các phép chẩn đoán
X quang trên thế gii. Tần suất chụp CT tăng lên nhanh chóng, thống kê tại Mỹ số ca
chụp CT tăng từ 18,3 triệu phép chụp năm 1993 lên 62 triệu ca năm 2006 và hiện nay
có thể đạt trên 100 triệu ca mỗi năm; trung bình tăng 10 % mỗi năm [25]. Vấn đề liều
bức xạ trong chụp CT đối vi trẻ em cần đặc biệt được quan tâm. Cơ thể trẻ em nhạy
cảm hơn và có khả năng bị ung thư do bức xạ ln hơn người ln.
Số lượng máy CT ở Việt Nam hiện nay tăng lên đáng kể. Hầu như tất cả các
bệnh viện tuyến thành phố đều sử dụng thiết bị này trong chẩn đoán bệnh. Hiện nay
các biện pháp đánh giá liều chủ yếu dựa vào hưng dẫn của quốc tế như IAEA, ICRP;
kết quả nghiên cứu thống kê, đánh giá liều bệnh nhân trong chẩn đoán X quang y tế
nói chung và chụp CT nói riêng thực tế ở Việt Nam còn rất thiếu, một số nghiên cứu
trưc đó có nhưng vẫn chưa đủ thông tin.
Để đảm bảo an toàn bức xạ cho bệnh nhân, việc kiểm soát liều là tất liều. Luận
văn này vi mục đích đóng góp một phần nhỏ vào nghiên cứu đánh giá liều bệnh nhân
trong chụp chẩn đoán bằng máy chụp cắt lp vi tính CT. Ngoài thực hiện lấy số liệu
thực tế từ bệnh viện, luận văn còn có một số nghiên cứu tổng quan về máy CT và yếu
tố ảnh hưởng đến liều bệnh nhân trong chụp CT.
Nội dung nghiên cứu cụ thể của luận văn sẽ tập trung vào một số vấn đề chính
trong chụp chẩn đoán bệnh nhân bằng CT như sau: gii thiệu phương pháp đánh giá
3

liều; thống kê về máy chụp CT và tần suất chụp CT và đánh giá liều hiệu dụng và
liều cơ quan trong chụp CT trên người ln và trẻ em tại một vài bệnh viện.
Luận văn được hoàn thành vi bố cục chia thành 3 Chương:
- Chương I: Tổng quan các thiết bị x quang chẩn đoán và máy chụp cắt lp vi
tính CT;
- Chương II: Các hiệu ứng sinh học của bức xạ ion hóa và liều bệnh nhân trong
chuẩn đoán bằng CT;
- Chương III: Một số kết quả đánh giá liều bệnh nhân chụp CT.















4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ X QUANG CHẨN ĐOÁN
VÀ MÁY CHỤP CẮT LỚP VI TÍNH CT
1.1. MÁY X QUANG THƯỜNG QUY
Máy X quang thường quy thường bao gồm một số khối chức năng cơ bản như
sau:

Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống máy chụp X quang thường quy
Trong cấu tạo máy X quang thường quy, một số bộ phận giữ vai trò quan trọng
gồm:
Bóng X quang: là một bóng thủy tinh, bên trong là chân không, có hai cực:
- Cực âm: (cathode) là được cấu tạo bằng cuộn dây tungsten đặt trong một thanh
kim loại, khi được đốt nóng lên tạo ra các hạt electron.
- Cực dương: (anode) hay đối âm cực là thanh kim loại có số nguyên tử
Z ln như bạch kim, wolfram và được nối vi cực dương của dòng điện. Anode được
gọi là bia tia X, có hai chức năng cơ bản là chuyển năng lượng điện thành bức xạ tia
X và tải nhiệt.
Cơ chế phát sinh ra tia X: Khi đặt vào giữa anode và cathode một hiệu điện
thế ln, thường là từ 25 kV ti 150 kV, các electron được phát ra từ âm cực đốt nóng
và được gia tốc bằng điện trường, chúng sẽ va chạm vào anode vi 1 động năng nào
đó, hầu như tất cả động năng (99% ) sẽ chuyển thành nhiệt năng, nên cực dương là
nơi các electron từ cực âm bay đến sẽ rất nóng. Chỉ khoảng 1% động năng được biến
đổi thành năng lượng tia X trong suốt quá trình xảy ra va chạm.
Bàn điều khiển
Máy tạo điện
thế cao
ống phát tia X
Bệnh nhân
Hệ thống ghi
nhận hình ảnh
5


Hình 1.2. Bóng phát tia X và cơ chế phát sinh tia X
Hệ chuẩn trực chùm tia: Kích thưc chùm tia có thể được điều chỉnh bởi hệ
chuẩn trực chùm tia gồm nhiều tấm chì có thể trượt lên nhau dùng để gii hạn chùm

tia đặt giữa vùng phát tia và cơ thể bệnh nhân. Qua đó có thể điều chỉnh chùm tia nhỏ
ti mức tối thiểu cần thiết cho việc X-quang, góp phần làm giảm liều xạ cho bệnh
nhân và nhân viên vận hành thiết bị X-quang.
Bộ thu nhận ảnh: Phim X-quang được chế tạo từ một tấm chất dẻo trong suốt,
bề mặt phủ một lp nhũ tương đặc biệt bao gồm thành phần hoạt hóa chủ yếu là các
hạt bromua bạc bị kích hoạt bởi tia X. Hiệu suất chuyển đổi tia X thành hình ảnh của
phim thấp hơn nhiều so vi chuyển đổi ánh sáng nên trong thực tế cần phải dùng thêm
một cặp bìa tăng quang để tăng cường hiệu suất. Phim sau khi được chiếu xạ, sẽ được
đưa vào phòng tối để xử lý bằng hóa chất hiện hình và định hình. Sau đó sẽ được đọc
trên 1 hộp đèn xem phim.

Hình 1.3. Máy X quang thường quy
6

1.2. MÁY TĂNG SÁNG TRUYỀN HÌNH
Trong kỹ thuật chiếu X quang có sử dụng bóng tăng sáng, cho phép quan sát
ảnh động hoạt động của các cơ quan. Về nguyên tắc, dựa trên tính chất của tia X kích
sáng trên một số muối kim loại, máy tăng sáng truyền hình sử dụng bóng tăng sáng
thay màn huỳnh quang giúp làm tăng sáng lên hàng ngàn lần. Hình ảnh được camera
thu nhận, nhờ đó bác sỹ có thể xem trực tiếp giúp xử trí ngay.

Hình 1.4. Máy X quang tăng sáng truyền hình
1.3. X-QUANG CAN THIỆP
X quang can thiệp là kỹ thuật chẩn đoán và điều trị vi sự trợ giúp của các thiết
bị soi chiếu, màn tăng sáng cho hình ảnh chẩn đoán trực tiếp của bệnh nhân khi chiếu
tia X vào cơ thể. Thiết bị thường được sử dụng là máy C-arm có thiết kế đặc biệt, cấu
trúc giá đỡ hình bán nguyệt. Cánh tay C-arm thường có đường kính ln được sử dụng
dễ dàng khi tiến hành phẫu thuật và không gây lây nhiễm.
Cấu hình tiêu chuẩn gồm có:
- Đầu đèn X-quang

7

- Bộ phận chuẩn trực tia X (Collimator)
- Bộ phận khuyếch đại ảnh
- Bộ phận thu ảnh truyền hình
- Bộ phận chụp C-Arm

Hình 1.5. Máy C arm
X quang can thiệp đang là lĩnh vực phát triển mạnh, góp phần chẩn đoán và điều
trị những căn bệnh nguy hiểm, ví dụ hệ thống X quang can thiệp tim mạch, hệ thống
X quang can thiệp mạch máu, dùng trong phẫu thuật Tuy nhiên, X quang can thiệp
gây chiếu xạ liều cao bệnh nhân và bác sĩ điều trị. Thủy tinh thể của bác sĩ có thể
nhận liều cao do sự tán xạ của các tia X khi đang điều trị cho bệnh nhân, thậm chí có
thể bị tia X chiếu trực tiếp vào tay (khi phẫu thuật định hình cột sống).
1.4. MÁY CHỤP CẮT LỚP VI TÍNH CT
Chụp cắt lp vi tính CT là phương pháp tạo hình ảnh của các lp cắt thng góc
vi trục cơ thể vi độ chính xác rất cao, hơn 100 lần so vi X-quang thông thường.
Bóng tia X phát chùm tia hẹp, chuẩn trực có phương vuông góc vi trục cơ thể. Các
đầu dò (detector chứa khí hoặc bán dẫn) ghi nhận chùm tia X sau khi xuyên qua cơ
thể. Chỉ một hưng của chùm tia X thì không đủ để tái tạo lại cấu trúc của lp cắt nên
sự chuyển động của hệ thống bóng và hệ thống detector quay quanh trục cơ thể bệnh
nhân cho phép ghi lại hàng loạt các số liệu tia X trong cùng một lp cắt theo nhiều
8

hưng khác nhau. Máy vi tính thực hiện việc xây dựng hình ảnh cấu trúc lp cắt từ
các dữ liệu mà detector ghi nhận bằng các thuật toán thích hợp. Sự tiến bộ nổi bật của
phương pháp chụp CT là việc áp dụng kỹ thuật số vào quá trình tạo ảnh. Bằng cách
quét nhiều lp, thu được nhiều ảnh nên thông tin chẩn đoán phong phú. Ngày nay, vi
các kỹ thuật tiên tiến, thời gian quét rất nhanh đạt ti vài chục ảnh trong một giây

Hình 1.6. Máy CT và nguyên lý hoạt động
Các bộ phận chính của máy CT:
a. Giàn quay : Là nơi chứa bóng X quang, đầu dò (hay các detector) và hệ thống
tích lũy dữ liệu. Để tạo lp cắt, giàn quay có thể điều chỉnh nghiêng so vi các mặt
phng đứng các góc ti ± 300
o
tùy thuộc vào loại máy. Góc nghiêng có thể đặt tự
động hoặc thủ công.

Hình 1.7. cấu tạo bên trong giàn quay
b. Bóng X quang: Cấu trúc bóng X quang ở máy CT giống như của máy X quang
thông thường; đó là loại anode quay và tốc độ quay có thể điều khiển được, làm mát
bằng dầu và quạt gió để có khả năng phát tia lâu dài.
9

c. Giàn detector: bao gồm các detector (detector chứa khí, detector nhấp nháy…)
bố trí liền nhau tạo thành một dạng hình cung.
d. Khối cung cấp cao áp cho các detector.
e. Khối điện tử khuyếch đại tín hiệu và biến đổi ADC (biến đổi tương tự số)
g. Bàn bệnh nhân:
+ Dùng di chuyển bệnh nhân ra (vào) vùng quét
+ Có thể điều chỉnh cao thấp được
+ Việc định vị bàn bệnh nhân có thể trực tiếp tại bảng điều khiển cạnh bàn hoặc
giàn quay.
h. Hệ thu nhận và xử lý số liệu
Máy tính có thể tái tạo ảnh nhanh và thực hiện một số công việc như đặt chương
trình, điều khiển các tham số chụp, lưu trữ, tính toán…
i. Bàn điều khiển
Là khối liên lạc trung tâm giữa người dùng và hệ thống thiết bị. Tại bản điều
khiển có một bàn phím, màn hình.

Cùng vi sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, hiện nay y học còn sử dụng kỹ
thuật PET/CT giúp nâng cao hiệu quả chẩn đoán hình ảnh. PET hay còn được gọi là
chụp xạ hình cắt lp Positron, sử dụng các chất đồng vị phóng xạ thích hợp tiêm vào
cơ thể bệnh nhân, các chất này sẽ tập trung tại các cơ quan cần khảo sát, việc ghi hình
dựa trên việc đo độ tập trung hoạt độ phóng xạ tại các cơ quan đó qua hệ thống đầu
dò đặt bên ngoài cơ thể. Kết hợp máy PET vi CT - Scanner tức là ghép 2 loại đầu
dò trên một máy và dùng chung hệ thống ghi nhận lưu giữ số liệu và các kỹ thuật của
máy tính. Nguyên lý làm việc như sau: Positron mang điện tích dương phát ra từ hạt
nhân nguyên tử đi được một quãng đường rất ngắn trưc khi kết hợp vi một electron
là điện tử mang điện tích âm trong mô ở vào một trạng thái kích thích tồn tại rất ngắn,
gần như ngay lập tức chuyển thành 02 tia gamma có năng lượng 511 keV phát ra theo
10

2 chiều ngược nhau trên cùng một trục, hai tia này được ghi nhận đồng thời bởi hệ
thống detector xung quanh bệnh nhân. Năng lượng này sau đó sẽ được hấp thụ và
chuyển thành các photon phát quang, các photon này sẽ tạo ra một chùm điện tử,
chùm điện tử này sẽ được khuyếch đại bởi hệ thống ống nhân quang trưc khi được
số hóa bởi hệ thống điện tử. Hệ thống máy vi tính sẽ phân tích, tái tạo, hiệu chỉnh và
trộn vi hình ảnh cắt lp vi tính bằng các thuật toán phức tạp cuối cùng cho ra hình
ảnh PET/CT.
1.4.1. Lịch sử phát triển của máy CT
Sự ra đời của máy chụp cắt lp vi tính CT có thể nói bắt đầu từ năm 1924 khi
nhà khoa học Johann Radon xây dựng lý thuyết toán học tái tạo hình ảnh chụp cắt
lp; trải qua quá trình nghiên cứu lý thuyết xây dựng kỹ thuật chụp cắt lp của nhiều
tác giả như A. Vallebona, A. McLeod Cormack, đến năm 1971, chiếc máy chụp cắt
lp vi tính CT thương mại đầu tiên ra đời. Một loạt các mốc sự kiện đánh dấu sự phát
triển của máy CT:
Năm 1989 – máy CT 1 dãy ra đời
Năm 1994 – máy CT 2 dãy xoắn ốc ra đời
Năm 2001 – máy CT 16 dãy xoắn ốc ra đời

Năm 2007 – máy CT 320 dãy xoắn ốc ra đời
Một trong những mô hình đầu tiên chụp CT mất thời gian chụp khoảng 9 ngày,
tiêu tốn 2,5 tiếng để tái tạo hình ảnh và thu được ảnh vi độ phân giải thấp 80 x 80

Hình 1.8. Mô hình chụp CT đầu tiên và hình ảnh chụp CT đầu tiên
11

Trở lại năm 1971, vi máy CT đầu tiên, để quét được đoạn não dài 10 cm, mất
thời gian 40 phút, mỗi lát cắt xoay được 180
o
được thực hiện trong 4 phút. Hiện nay,
một máy CT 16 lát chỉ mất khoảng 0,5 giây cho một vòng quay, ảnh tái tạo chỉ mất
vài mili giây. Sự phát triển của máy CT trải qua nhiều thế hệ:
Thế hệ th nht và th hai: Bóng phát tia X gắn liền vi bộ phận phát hiện phải
tiến hành chuyển động tịnh tiến rồi chuyển động quay quanh bệnh nhân. Chùm tia của
thế hệ đầu tiên dạng song song (chùm tia dạng bút chì) và chỉ sử dụng 1 đầu dò. Thời
gian quét mất khoảng vài phút. Máy CT thế hệ thứ hai dùng chùm đầu dò khoảng 20-
30 đầu dò đặt liền nhau trong hưng quét, chùm tia phát có dạng hình quạt vi góc mở
hẹp. Thời gian quét giảm xuống khoảng 50-60 giây.

Hình 1.9. Máy CT thế hệ 1 Hình 1.10. Máy CT thế hệ thứ 2
Thế hệ th 3: Số lượng đầu dò tăng lên đáng kể (hơn 800 đầu dò), chùm tia mở
rộng hơn trưc cho phép kiểm soát toàn bộ cơ thể bệnh nhân. Ống phát tia X và hệ
thống đầu dò xoay quanh bệnh nhân, bệnh nhân không cần dịch chuyển theo trục z.
Thời gian cho mỗi lp cắt chỉ vài giây

Hình 1.11. Máy CT thế hệ 3
12

Thế hệ th 4: Rất nhiều detector được bố trí thành một vòng tròn xung quanh

trục bệnh nhân. Khi tiến hành xét nghiệm CT chỉ có bóng phát tia X chuyển động xung
quanh bệnh nhân. Thời gian cho nhiều lp cắt cũng chỉ mất vài giây. Để giảm thời
gian quét, thế hệ máy CT quét theo kiểu xoắn ốc ra đời.

Hình 1.12. Máy CT thế hệ 4
Thế hệ th 5: Máy phát chùm electron

Hình 1.13. Máy phát chùm electron
Phần cứng thiết kế quá cồng kềnh, đễ phát sinh lỗi kỹ thuật, vì thế hiện nay hầu
như rất ít được sử dụng.
Thế hệ th 6: CT xoắn ốc gồm ống phát tia X có thể quay liên tục, bệnh nhân
di chuyển liên tục qua các chùm tia, làm cho phép kiểm tra nhanh hơn nhiều. CT xoắn
ốc có thể phát hiện nhỏ bất thường các khu vực tốt hơn so vi CT thông thường; tốc
độ kiểm tra của CT xoắn ốc nhanh hơn so vi máy CT thông thường.

Hình 1.14. Nguyên lý của máy CT xoắn ốc
13

Thế hệ th 7: Máy CT vi đa dãy đầu dò (Multiple Detector Array)

Hình 1.15. Máy CT đa dãy đầu dò
Vi đầu dò đa mảng thời gian ghi nhân tín hiệu nhanh hơn, hình ảnh thu được
rõ hơn, từ các lát cắt dễ dàng tài tạo 3D, ảnh tái tạo mịn hơn.
Trong tương lai, hưng phát triển sẽ sử dụng các detector có bề rộng ln hơn
để thu nhận hình ảnh. Các phép chụp CT thường quy thường hiện nay do vẫn sử dụng
các detector gii hạn bao gồm cả máy CT 64 dãy. Phương pháp và các chế độ quét
phát triển trong tương lai cho phép thu hình ảnh 3D theo thời gian thực như trong thế
hệ máy mi 128 lát cắt (Hình 1.16)

Hình 1.16. Công nghệ sử dụng detector ngày càng ln để thu nhận hình ảnh

Từ sự ra đời của máy CT đa lát cắt, một vấn đề đặt ra tại điểm đầu và điểm
cuối của mỗi phép quét xoắn ốc có một vùng cơ thể bị chiếu xạ mà không có hình
ảnh tái tạo thu được. Vấn đề này có thể xử lý được bằng cách sử dụng hệ chuẩn trực
liên tục mở ở điểm đầu và điểm cuối phép quét. Ví dụ như hiện nay có máy của hãng
Siemen: SOMATOM Definition AS+ là máy đang áp dụng công nghệ này, cho phép
giảm 10-25% liều do tác động trên, điển hình là 10% cho chụp CT bụng, 15% cho
chụp CT ngục, 20% chụp CT sọ và 25% cho chụp CT tim.
Ngoài ra, ở một số máy CT mi, nguồn phát tia X không chỉ là một mà sử
dụng 2 nguồn phát tia X; cải tiến tốc độ quay (hiện nay có máy đạt tốc độ 0.33 giây
14

một vòng quay, có thể thực hiện hình ảnh đồng bộ vi độ phân giải thời gian là 83
milligiây mà không phụ thuộc vào nhịp tim, nhờ đó cho hình ảnh tim không bị nhiễu
do chuyển động và giúp các bác sĩ phân biệt và xác định rõ hơn các vùng xương, mô
mềm và dịch lỏng).
1.4.2. Máy CT đơn lát cắt và đa lát cắt
Máy CT đơn lát cắt và đa lát cắt hay còn gọi là máy CT một dãy đầu dò và
máy CT nhiều dãy đầu dò có sự khác biệt chủ yếu về số lượng dãy detector thu nhận
tín hiệu sau khi tia X đi qua cơ thể bệnh nhân. Máy CT đơn lát cắt là máy chỉ có 1
dãy các detector thu nhận hình ảnh của bệnh nhân. Máy đa lát cắt là máy có số lượng
detector thu nhận hình ảnh nhiều hơn 1…Nhờ có nhiều dãy detector cho phép máy
CT đa lát cắt thu nhận cùng lúc các dữ liệu lát cắt ở các vị trí khác nhau. Vi góc quét
rộng, độ phân giải không gian cao và thể hiện các khối thể tích (voxel) đng hưng
chính xác, giúp cho máy CT đa lát cắt được ưa chuộng hơn máy đơn lát cắt.

Hình 1.17. Máy CT đơn lát cắt và máy CT đa lát cắt
Cu trúc hệ thống đầu dò (các detector) trong máy chụp CT đa lớp cắt:
Bề dày của lát cắt được xác định bởi bề rộng của detector; bề rộng của detector chính
là sự kết hợp của các detector đơn vi nhau. Khi đó tín hiệu thu được là tổng tín hiệu
thu được từ chính các detector kết hợp này. Tùy công nghệ khác nhau dẫn đến nhiều

cách thức sự tổ hợp khác nhau của detector và kích thưc các detector đơn khác nhau.
15


Hình 1.18. Sự tổ hợp khác nhau của các detector đơn trong máy CT 4 lát cắt
Trong hình 1.18A và B là sự tổ hợp detector đơn có kích thưc 1,25 mm để tạo
ra 4 lát cắt có bề dày thay đổi 5 mm (hình A) và 2,5 mm (hình B). Hình C và D là các
detector đơn vị có kích thưc khác nhau và chúng có thể tổ hợp khác nhau để thu
nhận được 4 lát cắt có bề dày khác nhau (5 mm trong hình C và 2,5 mm trong hình
D).
Cùng vi sự phát triển của kỹ thuật thu thập hình ảnh, càng ngày càng nhiều
kênh dữ liệu được sử dụng để thu thập dữ liệu nhiều hình ảnh hơn như phiên bản 8
kênh tổ hợp từ các dãy detector trong hình A và B để thu được 8 lát cắt bề dày 2,5
mm hoặc 8 lát cắt có bề dày 1,25 mm. Tiếp theo sau đó, là các máy 16, 32, 64 lát cắt
ra dời vi sự tổ hợp của các detector có kích thưc khác nhau nhằm thu được các bề
dày lát cắt có kích thưc khác nhau.
1.4.3. Chế độ quét xoắn ốc ở máy CT
Kỹ thuật chụp CT hiện nay chụp xoắn ốc (spiral mode) và không xoắn ốc hay
quét theo chuỗi (sequential mode ):
+ Chế độ quét chuỗi (Sequential Scanning): thực hiện vi sự dịch chuyển tịnh
tiến của giường sau mỗi vòng quay của máy; thu hình ảnh từng lát một, trong đó không
có dịch chuyển bàn khi thu thập dữ liệu. Một sự trễ tối thiểu giữa các lần thu dữ liệu
xảy ra khi dịch chuyển bàn đến vị trí lát cắt tiếp theo.
+ Chế độ quét xoắn ốc (Spiral Scanning) là chế độ thu nhận hình ảnh thể tích liên
tục. Việc thu nhận dữ liệu và dịch chuyển bàn được thực hiện đồng thời cho toàn bộ
16

thời gian quét; không có hiện tượng trễ; chế độ quét này giúp dễ dàng tái tạo các hình
ảnh gối nhau mà chế độ quét từng lát không làm được.

Hình 1.19. Quét theo chuỗi và quét xoắn ốc
Trong quét xoắn ốc cần chú ý đến giá trị pitch: là đại lượng được tính bằng tỷ
số của độ dịch chuyển của bàn chia cho bề rộng của chùm tia. Đây là đại lượng có
ảnh hưởng đến liều bệnh nhân vì ảnh hưởng đến mức độ tiếp xúc vi bức xạ của cơ
thể bệnh nhân:
 Khi pitch <1 thì vòng xoắn có sự chồng chéo
 Khi pitch =1 thì các vòng xoắn tiếp xúc nhau
 Khi pitch > 1 thì các vòng xoắn sẽ tách biệt



Hình 1.20. Giá trị pitch của máy CT


17

CHƯƠNG 2. CÁC HIỆU ỨNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA
VÀ LIỀU BỆNH NHÂN TRONG CHUẨN ĐOÁN BẰNG CT
2.1. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ LIỀU BỆNH
NHÂN TRONG CHẨN ĐOÁN BẰNG CT
Những tiến bộ trong công nghệ chụp CT đã tiếp tục mở ra các ứng dụng lâm
sàng mi, bao gồm cả chẩn đoán bệnh tim. Tần số của kiểm tra CT đang gia tăng
nhanh chóng từ 2% tổng các kiểm tra X quang chẩn đoán một thập kỷ trưc lên đến
đến 10-15% hiện nay tại một số quốc gia. Nguyên nhân là trong những năm 1990, một
bệnh nhân chịu khoảng 10 phút cho một phép chụp CT ngực, thì hiện nay chỉ mất một
vài giây để quét toàn bộ ngực [13]; Những tiến bộ trong mi trong công nghệ CT đã
có thể thực hiện CT 3 chiều, CT nội soi.
Theo nghiên cứu của IAEA, năm 2008, mặc dù các phép kiểm tra CT chỉ chiếm
khoảng 17% tổng các phép kiểm tra chẩn đoán, nhưng lại đóng góp 49% liều hiệu
dụng của tất cả các phép chẩn đoán bằng X-quang. Nguyên nhân là CT thu được chất

lượng hình ảnh cao hơn khi bệnh nhân bị chiếu xạ cao hơn. Ở CT xoắn ốc hiện đại,
thể tích quét không có khoảng trống giữa các lát và có khả năng quét chồng chéo; tình
trạng bệnh nhân phải thực hiện các phép kiểm tra CT nhiều lần; chế độ thiết lập thông
số chụp CT không có sự khác biệt giữ trẻ em và người ln và không có sự khác biệt
giữ vùng vùng chậu (khu vực tương phản cao) vi CT bụng (khu vực tương phản thấp).
Bên cạnh đó, khi tiến hành chụp CT, một số bộ phận nhạy cảm như bộ phận sinh dục
cũng bị ảnh hưởng mặc dù chúng không phải là đối tượng chẩn đoán.
Theo nghiên cứu của Ủy ban quốc tế về an toàn bức xạ ICRP, liều hiệu dụng
trung bình trong CT ngực là khoảng 8 mSv (hơn khoảng 400 lần so vi liều chụp X-
quang ngực) và trong một số phép kiểm tra CT như vùng xương chậu, liều có thể vào
khoảng 20 mSv. Liều hấp thụ các mô từ CT thường có thể tiệm cận hoặc vượt quá
mức được biết dẫn ti tăng xác suất ung thư như trong nghiên cứu dịch tễ.
Bảng 2.1. Liều có hiệu dụng điển hình do chiếu xạ y tế chẩn đoán trong những
năm 2000 [5]