Máy chụp cắt lớp vi tính công nghệ chụp xoắn ốc

Đề tài:
Máy chụp Cắt lớp vi tính-công nghệ chụp xoắn ốc
Sinh Viên Thực Hiên:
MSSV
Lớp
: ĐTTT 02 K56
GVHD
: Ts.Nguyễn Thái Hà

Hà Nội: 20/11/2014

: 20111347


Mục Lục

Sơ Lược Lịch Sử Phát Triển.
Nguyên Lý Hoạt Động và Cấu Trúc.
Phương Pháp Quét Của Máy CT.
Công Nghệ Chụp Xoắn Ốc.


I. Sơ lược lịch sử phát triển máy CT.

1. Lịch sử ra đời.


Năm 1895 Roengtgen đã tìm ra tia X từ đó về sau có nhiều cải tiến kỹ thuật như chụp cắt lớp qui ước
nhưng vẫn còn nhiều hạn chế trong khảo sát và chẩn đoán cơ quan nội tạng. Năm 1972, G.N Hounsfield
đã phát minh ra phương pháp chụp cắt lớp điện toán (Computed tomography scanner) phương pháp này
giúp cho chúng ta khảo sát chi tiết hơn những cấu trúc bên trong cơ thể.

2. Chụp cắt lớp điện toán là thế nào?


Chụp cắt lớp điện toán là phương pháp
dùng một chùm tia X, có độ dày nhất
định quay quanh một bộ phận cơ thể, ở
nhiều góc độ khác nhau, theo trục
ngang. Phần tia X còn lại sau khi đã
được cơ thể hấp thu sẽ được ghi nhận
bởi các đầu dò (detectors). Hệ thống này
chuyển các dữ liệu đến hệ thống vi tính.
Dữ liệu được xử lý bằng các phương
trình toán học phức tạp và cho ra hình
ảnh. Hình ảnh này được hiển thị trên
màn hình, phim hoặc lưu trữ.


3. Giống và khác so với máy chụp X-quang thường qui.

a. Giống nhau:
_ Đều dùng tia X
b. Khác nhau:
_ Chụp theo hướng trục thay vì theo hướng thẳng và nghiêng.
_ Tia X sau khi đi qua cơ thể được tiếp nhận bằng các đầu dò thay vì trực tiếp ghi nhận trên phim.
_ Chùm tia nhỏ nên giảm được lượng tia khuếch tán.
_ Độ nhạy cảm của hệ thống đầu dò với tia X rất cao.

4. Các thế hệ máy CT.
a. Thế hệ 1


Vật thể đặt giữa đầu đèn và một đầu dò, chùm
tia đi song song. Đầu đèn có chuyển động tịnh
tiến và chuyển động quay. Thời gian chụp cho
một lớp cắt khoảng 4–5 phút và chỉ áp dụng
cho những vùng không di động như đầu.

b. Thế hệ 2


Giống thế hệ thứ nhất là đầu đèn có hai
chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.
Nhưng chùm tia rẻ quạt có độ rộng (3o–5o) và
có khoảng 6–60 đầu dò. Thời gian chụp cho
một lớp cắt giảm xuống còn 10–20s.


c. Thế hệ 3


Có chùm tia rẻ quạt rộng (30o–60o) phủ trọn
cơ quan khảo sát nên dữ liệu đầy đủ hơn.
Thời gian chụp cho một lớp cắt khoảng 1-4s.
Ở thế hệ này, đầu đèn và hệ thống đầu dò
cùng quay. Có khoảng 400-800 đầu dò.

d. Thế hệ 4



Chỉ có đầu đèn quay còn hệ thống đầu dò
đứng yên. Có nhiều đầu dò hơn (>1000).
Không có sự khác biệt nhiều về tính năng
kỹ thuật máy thế hệ 3.


II. Nguyên lý hoạt động và Cấu trúc của máy CT.
1. Nguyên lý hoạt động.


Bức xạ quang tuyến xuyên qua 1 lớp cắt mỏng (1-10mm) và vuông góc với trục của cơ thể tới một bộ phát
hiện (Detector).



Nguồn phát tia - Detector liên kết hữu cơ với nhau, quay quanh cơ thể và thực hiện khoảng hàng ngàn phép
đo trong một vòng quay 360o.



Hệ thống máy tính điện tử sẽ tính toán, xử lý những dữ liệu và tái tạo thành hình ảnh của các lớp cắt. Cho
hình ảnh luôn vuông góc với trục cơ thể.


2. Cấu trúc của máy CT.

_ Dàn quay
_ Bàn bệnh nhân

_ Khối điều khiển chuyển
động cơ học.
_ Hệ thống máy tính
_ Bàn điều khiển
_ Hệ thống tạo và điều
khiển điện cao thế
_ Và các phụ kiện như:
Đĩa quang từ, máy chụp
Laser…


3. Nguyên lý tái tạo ảnh.


Chiếu tia X qua vật thể từ nhiều góc khác
nhau.



Các lát cắt của chùm tia X đi qua vật thể
được chia thành các cột nhỏ (nguyên tố,
không thể chia nhỏ hơn được nữa, coi như
là 1 tia).



Có góc khác nhau, với tiết diện vi phân, mỗi
cột đó có một hệ số suy giảm trung bình µ



Thực hiện phép chiếu ở nhiều góc khác
nhau.



Như vậy, giao điểm của các cột tạo thành
một ma trận 2 chiều, mỗi phần tử là 1 voxel.

1
0


IV. Các phương pháp quét của máy CT.



Quét đảo chiều: Hệ thống quét quay thuận và ngược chiều kim đồng hồ đan xen nhau, do
quán tính cơ học nên thời gian thực hiện một lớp cắt lớn hơn 3s



Quét liên tục: Hệ thống quay theo một chiều. Việc cấp điện cao thế hoặc hạ thế, truyền tín
hiệu ảnh giữa các bộ phận trong dàn quay với máy tính và các thiết bị khác phải thông
qua các vòng trượt, giảm thời gian quét xuống <1s. Điển hình nhất là công nghệ quét
xoắn ốc.

1
1

V. Công nghệ chụp xoắn ốc .
1. Giới thiệu về công nghệ.


Kể từ khi giới thiệu lâm sàng vào năm
1991, công nghệ chụp xoắn ốc đã dẫn đến
một cuộc cách mạng cho chẩn đoán hình
ảnh. Ngoài việc cho CT một ứng dụng
mới, chẳng hạn như chụp mạch CT và
đánh giá những bệnh nhân có cơn đau quặn
thận, thì còn các ứng dụng như phát hiện
các bệnh của phổi và gan nhờ đó tổn
thương đã được cải thiện đáng kể.



CT xoắn ốc có cải thiện trong vòng tám
năm qua với việc giàn quay nhanh hơn,
ống x -ray mạnh mẽ hơn, và cải thiện thuật
toán nội suy.
12


2. Kỹ thuật chụp cắt lớp điện toán xoắn ốc.


Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật CT xoắn ốc là:
_ Sự thu dữ liệu

_ Đầu đèn quay và di chuyển bàn bệnh nhân
đều liên tục.


Ưu điểm so với chụp CT thông thường:
_ Đầu đèn quay và phát tia liên tục.

_ Bàn bệnh nhân di chuyển trong lúc đầu đèn
quét.
_ Ghi được tín hiệu của một thể tích.
_ Thời gian khảo sát rất ngắn.
_ Có thể tái tạo và dựng hình đa dạng và chi
tiết hơn so với CT thông thường.


Chụp CT theo chế
độ cắt trục, đường
ranh giới của xương
có dạng bậc thang.

Chụp CT theo chế
độ cắt xoắn ốc, hình
ảnh dựng 3D có chất
lượng cao, đường
ranh giới của xương
khá liên tục.
1
4

3. Tỷ số Pitch.


Tỷ
  số Pitch: là tỷ lệ giữa tốc độ của bàn
bệnh nhân chuyển động (V) với độ rộng
của bộ chuẩn trực (W) trong mối tương
quan với thời gian quét 360o của bóng Xquang.

Pitch =
Chú ý: Nếu Pitch càng lớn thì thời gian khám
xét càng ngắn nhưng nhiễu ảnh tăng theo.
Nên chọn Pitch < nếu Pitch >2 thì sẽ tạo
ra các khoảng hẹp không có dữ kiện giữa các
lớp cắt.


Thí dụ: Với độ mở của chùm tia 5mm.
_ Pitch =1 tức là bàn bệnh nhân tịnh tiến
được 5mm trên một vòng quay 360o


_ Pitch = 2 tức là bàn bệnh nhân tịnh
được 10mm trên một vòng quay 360o

A

tiến

B

_ Tỷ số Pitch cho quét xoắn ốc đơn và đa lát cắt.

1
7


_ Ví dụ về Pitchd và Pitchx

1
8


4. Kết luận và nhận xét.


Chất lượng hình ảnh trong quét xoắn ốc phải được tối ưu hóa đối với một số yếu cầu:
1.

Chuẩn trực hẹp, phù hợp với vùng phủ sóng của một khối lượng nhất định và với một
thời gian quét nhất định, để giảm thiểu hiệu ứng một phần khối lượng và tối ưu hóa chất
lượng hình ảnh.

2.

Thời gian xoay vòng phải nhanh nhất để tối đa hóa và để giảm thiểu mờ chuyển động.



Do khả năng đâm xuyên mạnh của tia X nên CT khó phát hiện các tổn thương phần mềm
hơn là so với MRI. CT khó phát hiện được các tổn thương sụn khớp (ở khớp háng, gối, cổ
bàn chân, vai, khuỷu, cổ bàn tay...) và dây chằng. CT có giá trị thấp trong chẩn đoán tổn
thương tủy sống.



Do hoạt động trên nguyên lý đo tỷ trọng nên những cơ quan có cùng mật độ và nằm cạnh
nhau sẽ khó phân biệt ranh giới trên hình ảnh CT, ví dụ như hạch di căn ung thư nằm lẫn
trong tổ chức phần mềm hay các tổn thương đặc ở vùng cổ nằm lẫn trong cơ.
1
9


Thank You!

2
0