báo cáo tìm hiểu về bóng X quang_ chẩn đoán hình ảnh

ĐỀ TÀI:
PHÂN TÍCH CÁC MẠCH BẢO HIỂM và BÁO
HIỆU TRONG THIẾT BỊ CHỤP X-Quang

Môn: Công Nghệ Chẩn Đoán Hình Ảnh 1
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Phú Đăng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Hiếu
Đoàn Thị Bích Ngọc
Nguyễn Văn Thắng
1


Mục lục
I. Mở đầu………………………………………..trang 3
II. Mạch điều khiển mAs………………………..trang 3-5
a, Chức năng
b, Thành phần cấu tạo
c, Thông số kĩ thuật
d, Nguyên lý hoạt động
III.
Mạch điều khiển thời gian chụp tự động…trang 6-9
1. Mạch thời gian cơ điện
2. Mạch thời gian điện tử
3. Mạch thời gian loại tự động
IV.Mạch chống quá dòng………………………..trang 9-12
a, Chức năng
b, Thành phần cấu tạo
c, Thông số kĩ thuật
d, Nguyên lý hoạt động
V. Tài liệu tham khảo……………………………trang 13

Nôi dung chi tiết
2


I.

Mở đầu

 Khi tiến hành các xét nghiệm chụp X-Quang, người sử dụng phải
kiểm soát được liều lượng tia X sao cho phùi hợp với từng đối
tượng và bệnh lý. Liều lượng X quyết định bởi các tham số có sẵn:
- Trị số điện áp cao thế - kV
- Trị số dòng điện bóng X-Quang – mA
- Thời gian chụp – s
 Việc ấn định khoảng thời gian phát tia và điều khiển sao cho tia
được phát và ngừng lại đúng trong khoảng thời gian đó là một yếu
tố quan trọng đảm bảo hình ảnh chụp được rõ ràng,chức năng này
được thực hiện bởi mạch thời gian.Có 3 loại mạch thời gian được
ứng dụng:
- Mạch điều khiển phát tia X theo mAs.
- Mạch điều khiển phát tia X theo thời gian(s).
- Mạch thời gian tự động.
 Trong bài báo cáo này chúng ta sẽ tìm hiểu về về mạch điều
khiển mAs; mạch điều khiển thời gian chụp tự động; và đồng
thời đưa ra giải pháp với mạch chống quá dòng(mA).

II. Mạch điều khiển mAs

3

a, Chức năng:
 Điều khiển thời gian phát tia để điều khiển liều lượng tia X.
 Đặc trưng cho mật độ tia tại vị trí vật thể. Tác dụng của tia X lên
vật thể là không đổi khi tích số dòng điện qua bóng và thời gian là
một hằng số: mAs = mA.sec.







b, Thành phần cấu tạo:
Mạch chỉnh lưu: biến đổi dòng xoay chiều AC thành dòng một
chiều DC.
Mạch là: tạo điện áp ổn định cho điện áp đầu ra do điện áp đầu ra
vẫn có sự mấp mô và độ gợn sóng.
Mạch nghịch lưu: biến điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều
có f khác nhau, hoạt động theo nguyên lý độ rộng xung.
Mạch chỉnh lưu cao thế:
Mạch tích phân: tạo ra điện áp tỷ lệ với mật độ quang
Mạch so sánh: phát ra tí hiệu ra lệnh ngừng phát tia.

c, Thông số kĩ thuật:
 Mạch đóng cắt tia X theo đại lượng Q đã được ứng dụng:
Q=I.T, trong đó I: là dòng cao thế (mA)
T: là khoảng thời gian phát tia (s)
4









Q: là mật độ quang (mAs)
Nguồn điện 380-400 VAC ; +/- 10%, 3Ø + 3N.
Tần số 50/60 Hz.
Dòng điện tức thời 100A/pha.
Dòng điện cuộn thứ cấp cao thế từ 60 – 140 KV.
Tần số cao thế tầm 8000 kHz.
Dòng điện chờ 5A trên 1 pha.
Nguồn điện tức thời tối đa 63 kVA khi phát tia tại 40 KW.

d, Nguyên lý hoạt động:
 Khi đóng mạch phát tia, trong mạch chỉnh lưu cao thế sẽ có dòng
cao thế theo thời gian thực , dòng này tạo ra một điện áp trên điện
trở R mắc giữa hai nửa cuộn thứ cấp cao áp, điện áp này được đưa
vào một mạch điện tích phân theo thời gian, tại lối ra của mạch tích
phân sẽ hình thành một điện áp, trị số điện áp này tỉ lệ với một đại
lượng mà nó phản ánh được cả hai đại lượng I và T chính là được
tính theo biểu thức:
=
- Trong đó là thời gian phát tia. Điện áp này được đưa tới một đầu
vào một đầu của mạch so sánh, đầu ra của mạch so sánh là một
điện áp tham chiếu mà trị số của nó tỷ lệ với giá trị đã xác định ().

Ngay khi đạt tới giá trị thì mạch so sánh sẽ phát tín hiệu ra lệnh
ngừng phát tia. Như vậy trong mạch đóng cắt tia X theo Q thì thời
gian phát tia và dòng cao thế có thể thay đổi nhưng mật độ quang
vẫn đạt yêu cầu.
e, Ưu điểm và nhược điểm:

 Ưu điểm: Khắc phục nhược điểm của loại máy đóng cắt tia X theo
khoảng thời gian.
 Nhược điểm:
- Khi tiến hành các ca chụp, người vận hành phải căn cứ vào
thể trạng của người bệnh (già, trẻ, gầy, béo,..) và cơ quan nội
5


tạng (đường ruột, phổi, xương,…) mà định ra các chỉ số dòng
cao thế (mA) và thời gian (s) cần thiết.
 Như vậy các tham số này được xác định dựa trên cơ sở
kiến thức và kinh nghiệm của người vận hành là chính, do
vậy kết quả đem lại mang tính chủ quan, hình ảnh trên
phim không phải lúc nào cũng đạt chất lượng mong muốn.
 Hiện nay máy X-Quang ứng dụng mạch điều khiển bằng
mAs còn gọi là kỹ thuật 2 điểm ngày càng phổ biến và
thay thế dần các loại máy X-Quang đóng cắt tia X thuần
túy.

III. Mạch điều khiển thời gian chụp tự động

a, Chức năng:
 Điều khiển liều lượng tia X thâm nhập vào phim nhằm mục đích
tạo ra ảnh chụp có độ rõ nét và chính xác cao nhất.

 Nếu thời gian phát tia càng dài thì lượng tia X đến vật thể càng
nhiều và ngược lại. Đảm bảo tạo ra liều tia X chính xác theo yêu
cầu.

6


b, Thành phần cấu tạo:
 Mạch chỉnh lưu: biến đổi dòng xoay chiều AC thành dòng một
chiều DC.
 Mạch là: tạo điện áp ổn định cho điện áp đầu ra do điện áp đầu
ra vẫn có sự mấp mô và độ gợn sóng.
 Mạch nghịch lưu: biến điện áp một chiều thành điện áp xoay
chiều có f khác nhau, hoạt động theo nguyên lý độ rộng xung.
 Mạch cảm biến: biến đổi chùm tia X thành tín hiệu điện, các
loại cảm biến như là:
- Đèn nhân quang: ổn định độ sáng của ảnh khi soi. Thường
được sử dụng kết hợp với hệ thống X-Quang truyền hình, bố
trí tại lối ra của thiết bị tăng sáng (đèn tăng quang). Dòng
điện cảm ứng tỷ lệ với cường độ sáng của hình ảnh.
- Buồng Ion: khá phổ biến, thường được bố trí trước phim, có
kích thước bao trùm vùng xét nghiệm, bề dày khoảng 610mm và không tạo ra bóng trên phim (trong suốt với tia X).
Hai mặt đối diện của buồng Ion là hai tấm điện cực tạo thành
tụ điện có chất điện môi là không khí. Hiệu điện thế giữa hai
tấm điện cực rơi vào khoảng 300-1000V DC. Dòng điện cảm
ứng từ vài chục đến vài trăm pA.
 Mạch tích phân: tạo điện áp tỷ lệ với liều lượng tia X
 Mạch so sánh: phát ra tín hiệu ra lệnh ngừng phát tia.
c, Thông số kĩ thuật:
 : Liều lượng tia X thâm nhập vào phim.

 : Liều lượng tia X cần thiết.
 : dòng đi ra từ buồng Ion.
 : dòng đi ra từ đèn nhân quang.
 Nguồn điện 380-400 VAC +/- 10%, 3Ø + 3N.
 Tần số 50/60 Hz.
 Dòng điện tức thời 100A/pha.
 Dòng điện cuộn thứ cấp cao thế từ 60 – 140 KV.
7


 Tần số cao thế tầm 8000 kHz.
 Dòng điện chờ 5A trên 1 pha.
 Nguồn điện tức thời tối đa 63 kVA khi phát tia tại 40 KW.
d, Nguyên lý hoạt động:
 Hình 1.16 là sơ đồ của loại mạch thời gian chụp cả hai loại cảm
biến (buồn Ion và Đèn nhân quang).
 Các dòng điện và tỷ lệ với liều lượng tia X, từ Buồng Ion hoặc
Đèn nhân quang được đưa tới lối vào của một mạch tích phân,
tại lối ra của mạch tích phân sẽ tạo điện áp tỷ lệ với liều lượng
tia thực mang thông tin về mật độ chùm tia X đã bị suy giảm
sau khi xuyên qua đối tượng.
 Tín hiệu trên sẽ được so sánh với tín hiệu (liều lượng tia X cần
thiết) tại mạch so sánh.
 Khi hai tín hiệu đó bằng nhau, mạch so sánh phát ra tín hiệu ra
lệnh ngừng phát tia.
e, Ưu, nhược điểm:
 Ưu điểm:
- Kết quả xét nghiệm phản ánh tình trạng bệnh lý đúng hơn và
không phụ thuộc vào quan điểm riêng của người sử dụng.
- Kiểm soát được liều lượng tia X đi vào cơ thể của bệnh nhân.

 Nhược điểm: cấu trúc phức tạp, giá thành cao.
 Mạch này còn được gọi là kỹ thuật 1 điểm được ứng dụng
hầu hết trong các hệ thống X-Quang chẩn đoán hiện đại
như chụp/ chiếu tăng sáng - truyền hình, chụp mạch, chụp
mạch xóa nền…

IV. Mạch chống quá dòng (mA)
- Máy X quang là một hoặc tổ hợp thiết bị đắt tiền, do vậy nếu
vì 1 sơ xuất nào đó trong thiết kế dẫn tới những trục trặc
8


không kiểm soát được, có thể gây ra sự huỷ hoại những linh
kiện hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu đồng.
- Mặt khác, bản thân máy X quang chứa đựng một nguy cơ đối
với con người và môi trường xung quanh vì nó là thiết bị
phóng xạ và điện cao thế.
 Vì vậy, trong máy X quang, người ta thường áp dụng hàng
loạt biện pháp kiểm soát và đảm bảo an toàn do các mạch
điện khác nhau đảm nhiệm.Tùy theo công suất và mức độ
phức tạp của máy mà số lượng và giải pháp có thể khác
nhau.Trong mục này, chúng ta sẽ đề cập đến mạch phòng
ngừa quá dòng(mA).
a, Chức năng:
 Khi có sự trục trặc đối với bóng hoặc cáp cao thế như bóng bị
lọt khí, cáp bị dò điện thì dòng điện qua bóng và mạch chỉnh lưu
sẽ tăng quá giới hạn, chính vì vậy chúng ta cần đưa ra một mạch
chống quá dòng (điều khiển dòng cao thế mA) để:
- Ngăn ngừa việc quá dòng cho bóng.
- Bảo vệ bệnh nhân khi chụp.

- Bảo vệ các bộ phận khác của máy.
b, Nguyên lý hoạt động:
 Chống quá dòng bằng các mạch điều khiển:
- Máy X-Quang truyền thống:

9


+ Bộ ổn áp: cấp cho biến thế sợi đốt được ổn định (ổn áp sắt
từ và ổn áp điện tử).
+ Mạch bù tần số:

. Giảm ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lưới điện tới điện áp
nguồn sợi đốt.
. Gồm một tụ điện C và một cuộn cảm L mắc song song với
nhau, trở kháng của chúng thay đổi theo tần số ( giả sử khi
tần số lưới điện tăng thì điện áp ra của bộ ổn áp tăng => trở
kháng của mạch LC và sụt áp tăng => điện áp cung cấp cho
biến thế sợi đốt không đổi => dòng cấp cho sợi đốt không
đổi).
+ Mạch bù điện tích không gian:

10


. Khi bóng X-Quang hoạt động với mA cao thì xuất hiện hiệu
ứng điện tích không gian (tồn tại mối quan hệ giữa mA và
KV).
. Gồm một biến thế bù áp T.
+ Mạch đặt dòng cao thế (chọn mA):

. Gồm một cái chuyển mạch và một số điện trở. Trị số điện
trở được lựa chọn điện áp sợi đốt thích hợp với mA đã đặt.
- Máy X-Quang cao tần:

11


+ Trị số dòng điện cao thế yêu cầu được đưa vào bộ nhớ
thông qua mạch so sánh, rồi được đưa tới bộ điều khiển cao
tần cho sợi đốt bóng X-Quang thông qua biến thế nguồn sợi
đốt.
+ Để ổn định trị số dòng cao thế trong khi phát tia, dòng cao
thế được cảm nhận từ mạch cao thế và so sánh với giá trị
tại một mạch so sánh.
+ Mặt khác dòng sợi đốt cũng được cảm nhận từ mạch sợi
đốt rồi so sánh với giá trị dòng sợi đốt yêu cầu tại một bộ so
sánh khác.
+ Tín hiệu từ đầu ra của mạch so sánh này, phản ánh sự thay
đổi dòng cao thế và dòng sợi đốt từ đó điều khiển bộ đổi tần.
Làm cho dòng sợi đốt được duy trì ổn định.
 Chống quá dòng bằng các mạch chỉ thị; báo hiệu mA:

12


- Vấn đề chỉ thị mA khi phát tia có ý nghĩa quan trọng đối với
cả người sử dụng và người bảo dưỡng, sửa chữa máy.
- Đối với người sử dụng: căn cứ vào chỉ số mA có thể xác định
xem máy có hoạt động đúng với yêu cầu đặt ra hay không,

nhằm đảm bảo an toàn.
- Đối với người sửa chữa: chỉ số mA giúp cho việc tìm kiếm,
phát hiện hư hỏng trong máy như:
+ Nếu mA=0 có thể sợi đốt bị đứt hoặc trục trặc trong mạch.
+ Nếu dòng lớn hơn trị số bình thường (quá dòng) và có âm
thanh lạ như rạn vỡ phía cao thế thì cáp cao thế có vấn đề.
+ Khi dòng quá lớn có thể bóng bị lọt khí.
- Khi có những dấu hiệu quá dòng thì các mạch bảo vệ sẽ chỉ
chị, báo hiệu cho người sử dụng biết để có những biện pháp
xử lý kịp thời, tránh gây tổn hại về người và của.

V.

Tài liệu
1. Trang thiết bị y tế tập 1; Học viên kỹ thuật quân sự - Bộ môn:
Điện tử y sinh; tác giả Huỳnh Lương Nghĩa – Nguyễn Phú
Đăng.
2. Trang thiết bị y tế tập 2; Học viên kỹ thuật quân sự - Bộ môn:
Điện tử y sinh; tác giả Huỳnh Lương Nghĩa – Mai Ngọc Anh –
Lê Ngọc Sơn – Phùng Mạnh Hùng.
3. Bài Giảng chẩn đoán hình ảnh –Trường Đại học Y hà nội-bộ
môn chẩn đoán hình ảnh-nhà xuất bản Y học; Chủ Biên:
GS.Hoàng Kỷ, TS.Nguyễn Duy Huề, TS.Phạm Minh Thông,
BS.Bùi Văn Lệnh, BS.Bùi Văn Giang.
4. Kỹ thuật X Quang thông thường tập 1 – Bộ môn kỹ thuật hình
ảnh khoa điều dưỡng_kỹ thuật y học Đại học Y dược thành phố
Hồ Chí Minh; Chủ biên: Nguyễn Doãn Cường – Nguyễn Văn
Nam – Võ Bá Tùng.
13

5. Advanced Concepts of Radiographic Imaging Maintenance –
Level II; Presented by: DITEC, Inc.

14