Nghiên cứu phân tích và đánh giá hiệu quả sử dụng máy chụp cắt lớp 320 lớp hình ảnh động aquilion one toshiba tại bệnh viện trung ương quân đội 108 bộ quốc phòng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
..

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Nghiên cứu, phân tích và đánh giá hiệu quả sử dụng máy
chụp căt lớp 320 lớp hình ảnh động - Aquilion One- Toshiba
tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108, Bộ Quốc Phòng
BÙI ĐỨC THẾ

Ngành: Kỹ thuật y sinh

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Trần Anh Vũ

Chữ ký của GVHD

Viện: Điện tử viễn thông

HÀ NỘI, 11/2019

1


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình khoa học do chính tơi thực hiện trên cơ sở
nghiên cứu các tài liệu, thu thập các thông tin và quan sát, nghiên cứu giải pháp
công nghệ mới trong khai thác vận hành trang thiết bị y tế trong điều trị. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực. Các tư liệu, tài liệu được sử
dụng có nguồn dẫn rõ ràng.
Tác giả

Bùi Đức Thế

i


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tơi kính gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Giáo viên hướng dẫn TS. Trần
Anh Vũ đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ tơi trong suốt q
trình thực hiện đề tài.
Trân trọng cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo trong Viện Điện tử Viễn thông –
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã truyền đạt kiến thức, phương pháp nghiên
cứu khoa học và tạo mọi điều kiện cần thiết để tác giả có thể triển khai và hồn
thành đề tài đúng yêu cầu.
Trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các tác giả của các cơng trình, bài viết có
liên quan đã làm cơ sở lý luận cho đề tài. Trân trọng cảm ơn Bệnh viện Trung ương
Quân đội 108 và các đồng nghiệp đã cung cấp tư liệu, số liệu, hỗ trợ tác giả tiếp cận
các tài liệu để thực hiện đề tài.
Tôi cũng rất biết ơn những người thân trong gia đình đã ln động viên, hỗ trợ
tơi nhiều mặt trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Tác giả rất mong muốn nhận được sự hướng dẫn và đóng góp ý kiến của Q
Thầy, Cơ để hồn thiện đề tài và rút kinh nghiệm cho những lần nghiên cứu về sau
này.
Xin trân trọng cảm ơn./.

Tác giả

Bùi Đức Thế

ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU ...................................................................... vii
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TIA X ..................................................................3
1.1. Các khái niệm về tia x....................................................................................3
1.1.1. Lịch sử phát minh tia X .................................................................................... 3
1.1.2. Bản chất và điều kiện phát sinh tia X ............................................................. 4
1.1.3. Nguồn phát tia X ............................................................................................... 5
1.1.4. Tính chất của tia X ........................................................................................... 6
1.1.5. Sự hấp thu của tia X.......................................................................................... 8
1.1.6. Độ tương phản mô ........................................................................................... 9
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ VỀ CHỤP CẮT LỚP CT SCANNER ..............................10
2.1. Giới thiệu chung ...........................................................................................10
2.1.1. Giới thiệu .........................................................................................................10
2.1.2. CT và chụp X quang cổ điển..........................................................................11
2.1.3. Lịch sử phát triển kỹ thuật chụp CT ..............................................................13
2.1.4. Đặc điểm nổi bật của kỹ thuật chụp CT ........................................................15
2.2. Các thế hệ máy CT Scanner........................................................................16
2.2.1. Máy CT thế hệ thứ nhất ..................................................................................16
2.2.2. Máy CT thế hệ thứ hai ....................................................................................17
2.2.3. Máy CT thế hệ thứ ba .....................................................................................18
2.2.4. Máy CT thế hệ thứ tư......................................................................................18
2.2.5. Máy CT thế hệ thứ 5 .......................................................................................19
2.2.6. Thế hệ thứ 6 (Chụp xoắn ốc)..........................................................................20

2.2.7. Thế hệ thứ 7 (đa lát cắt) .................................................................................. 21
2.3. Phương thức thu thập dữ liệu .....................................................................22
2.3.1. Hạn chế ảnh hưởng của bức xạ thứ cấp.........................................................23
2.3.2. Ảnh hưởng của khoảng cách giữa các cảm biến...........................................24
2.4. Cơ sở tạo ảnh CT .........................................................................................24
2.4.1. Ảnh CT là gì ....................................................................................................24
2.4.1.1.Chỉ số CT – Đơn vị Hounsfield .........................................................24
iii


2.4.1.2. Hiển thị ảnh CT .................................................................................26
2.4.1.3. Windowing ........................................................................................27
2.4.1.4. Cửa sổ đôi .........................................................................................29
2.4.2. Nguyên lý tạo ảnh CT.....................................................................................30
2.4.2.1. Giới thiệu và tổng quan .....................................................................30
2.4.2.2. Quá trình chụp ảnh cắt lớp ................................................................32
2.4.2.3. Tiền xử lý và hậu xử lý .....................................................................34
2.4.2.4. Những thuật tốn dựng ảnh ...............................................................35
2.4.2.5. Lựa chọn thuật tốn...........................................................................39
2.5. Các thơng số chất lượng ảnh .......................................................................39
2.5.1. Thế nào là một ảnh tốt ....................................................................................39
2.5.2. Độ tương phản và độ phân giải ......................................................................39
2.5.2.1. Độ tương phản...................................................................................39
2.5.2.2. Độ phân giải ......................................................................................41
2.5.3. Nhiễu ...............................................................................................................43
2.5.3.1. Nguyên nhân của nhiễu .....................................................................44
2.5.3.2. Những nhân tố ảnh hưởng.................................................................44
2.5.4. Độ sắc nét ảnh .................................................................................................48
2.5.4.1. Các nhân tố ảnh hưởng .....................................................................48
2.5.4.2. Chiều dày lát cắt ................................................................................48

2.5.4.3. Thuật toán nâng cấp đường bờ ..........................................................49
2.5.5. Nhiễu artifacts .................................................................................................50
2.5.5.1. Nguyên nhân từ chùm tia ..................................................................51
2.5.5.2. Nguyên nhân của người bệnh ...........................................................51
2.5.5.3. Nguyên nhân của hệ thống đo và định mức giá trị ...........................51
2.5.5.4. Nguyên nhân từ film .........................................................................52
2.5.6. Những nhân tố khác ........................................................................................53
2.5.6.1. Trường hiển thị FOV (Field of view) ...............................................53
2.5.6.2. Những chỉ dẫn bệnh nhân .................................................................53
2.5.6.3. Độ nhạy đường viền ..........................................................................53
2.5.6.4. Liều tia đường viền ...........................................................................54
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ MÁY CHỤP CÁC LỚP CT 320-TOSHIBA,
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÍ ..................................................................55
HOẠT ĐỘNG ..........................................................................................................55
3.1. Tổng quan về máy chụp CT 320 -TOSHIBA ............................................55
3.1.1. Tổng quan........................................................................................................55
iv


3.1.2. Ưu điểm của máy ............................................................................................56
3.1.3. Chỉ định chụp trong một số trường hợp của máy .........................................57
3.2. Sơ đồ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy CT320 ..........................57
3.2.1. Sơ đồ khối của máy CT320-TOSHIBA ........................................................57
3.2.2. Nguyên lý hoạt động của máy CT 320..........................................................58
3.3. Chức năng hoạt động từng khối .................................................................59
3.3.1. Giàn quay (Gantry) .........................................................................................59
3.3.2. Bóng X-Quang ................................................................................................60
3.3.3. Ống chuẩn trực ................................................................................................64
3.3.4. Khối cảm biến thu nhận và biến đổi thông tin ..............................................65
3.3.5. Bộ chổi quét và vành trượt .............................................................................69

3.3.6. Bàn điều khiển ................................................................................................70
3.3.7. Bàn bệnh nhân.................................................................................................70
3.3.8. Hệ thống nguồn ...............................................................................................71
3.3.8.1. Khối chuyển đổi nguồn xoay chiều 3 pha 200V ...............................72
3.3.8.2. Khối chuyển đổi điện (Inverter Unit (INV) ......................................73
3.3.8.3. Khối biến thế cao áp HV Mutilier control (HV) ...............................74
3.3.9. Khối thu nhận thông tin ..................................................................................75
3.3.10. Động cơ truyền động trực tiếp .....................................................................76
CHƯƠNG 4: NHỮNG ƯU ĐIỂM VÀ HIỆU QUẢ TRONG LÂM SÀNG
CHẨN ĐOÁN KHI SỬ DỤNG HỆ THỐNG CHỤP 320 HÌNH ẢNH ĐỘNG
TẠI BỆNH VIỆN TƯQĐ 108 – BỘ QUỐC PHÒNG ..........................................78
4.1. Giới thiệu chung: .........................................................................................78
4.2. Đánh giá hiệu quả lâm sàng của hệ thống máy CT320 ............................82
4.2.1. Về thời gian chụp và ảnh hưởng trực diện bệnh nhân:.................................82
4.2.2. Vai trị đặc biệt trong chẩn đốn và điều trị U gan bằng phương pháp tắc
mạch xạ trị với hạt vi cầu gắn Yttrium-90. ..............................................................83
4.2.3. Hiệu quả trong chẩn đoán can thiệp mạch vành: ..........................................83
4.2.4. Hiệu quả trong nghiên cứu đánh giá tưới máu cơ tim. .................................85
4.2.5. Cấp cứu thành cơng một bệnh nhân chảy máu tiêu hóa cấp tính mức độ
nặng do u ruột non nhờ chụp CT320 .......................................................................86
KẾT LUẬN ..............................................................................................................90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................92

v


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
AC: Alternating Current
ADC: Analog Digital Converter
AEC: Automatic Exposure Control

ART: Algebraic Reconstruction Technique
CT: Computed Tomography
CPU: Central Processing Unit
CAT: Computed Axial Tomography
CAT: Computed Axial Tomography
DAS: Data Acquisition System
D-con: Display console
GTS: Gantry Translation Stage
HV: Hight Voltage
HE: Heat Exchanger
HU: Hounsfield Unit
INV: Inverter Unit
ILST: Iterative Least Squares Technique
IDD: Image Data Disk
MRI: Magnetic Resonance Imaging
MTF: Modulation Transfer Function
Recon box: Reconstruction box
RDD: Raw Data Disk
ROI: Region of Interest
FOV: Field of View
SBC: System Control Board
S-con: Scan Console
SCRT: Surecom Rotational Tranfer
SCB: System Control Board

vi


DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU
Hình 1.1. Đồ thị sự giảm cường độ chùm tia khi tăng độ dày vật cản........................7

Hình 2.1. Hình ảnh máy chụp CT Scaner .................................................................11
Hình 2.2. So sánh hai phương pháp X quang truyền thống và CT ...........................12
Hình 2.3. Ảnh X quang (dọc cơ thể) và ảnh CT (ngang cơ thể) ...............................12
Hình 2.4. Hai nhà bác học được nhận giải Nobel Y học (Godfrey N. Hounsfield và
Allan M. Cormack) vì những đóng góp cho sự phát triển máy chụp cắt lớp điện tốn
...................................................................................................................................14
Hình 2.5. Máy CT thế hệ thứ nhất ............................................................................16
Hình 2.6. Máy CT thế hệ thứ hai ..............................................................................17
Hình 2.7. Máy CT thế hệ thứ ba................................................................................18
Hình 2.8. Máy CT thế hệ thứ tư ................................................................................19
Hình 2.9. Máy CT thế hệ thứ năm loại bóng X quang anode nhiều rãnh, mặt cắt dọc
...................................................................................................................................19
Hình 2.10. Máy CT thế hệ thứ năm loại bóng Xquang anode nhiều rãnh, mặt cắt
ngang .........................................................................................................................20
Hình 2.11: Ngun lí hoạt động của hệ thống chụp cắt lớp điện tốn thứ sáu .........21
Hình 2.12: Ngun lí hoạt động của hệ thống chụp cắt lớp điện toán thế hệ thứ bảy
...................................................................................................................................22
Hình 2.13. Hạn chế bức xạ thứ cấp ứng dụng hộp (lá) chuẩn trực trong máy quét
chùm tia rẻ quạt (a) và máy quét vòng cảm biến (b).................................................23
Hình 2.14. Trị số CT của nước, khơng khí và các cơ quan khác nhau .....................25
Hình 2.15. Ma trận ảnh .............................................................................................27
Hình 2.16. Pixel và Voxel .........................................................................................27
Hình 2.17. Xử lý bằng cửa sổ đơn ............................................................................28
Hình 2.8. Độ rộng của cửa sổ ảnh hưởng đến chất lượng ảnh .................................29
Hình 2.19. Xử lý bằng cửa sổ đơi .............................................................................30
Hình 2.20. Qt pha của định dạng ảnh CT ..............................................................30
Hình 2.21. Từ dữ liệu quét tái tạo thành ảnh số ........................................................31
Hình 2.22. Chuyển đổi ảnh số tới ảnh mức xám .......................................................32
Hình 2.23. Hình ảnh của một q trình qt tồn cảnh ............................................32
Hình 2.24. Q trình qt cắt lớp ..............................................................................33

Hình 2.25. Minh họa việc lựa chọn bề dày lớp cắt ...................................................34
Hình 2.26. Phương pháp tính lặp ..............................................................................36
vii


Hình 2.27. Phương pháp chiếu ngược .......................................................................37
Hình 2.28. Phương pháp chiếu ngược có lọc ............................................................38
Hình 2.29. So sánh hai phương pháp chiếu ngược và chiếu ngược có lọc ...............38
Hình 2.30. Đo MTF sử dụng chức năng 1 điểm không gian được tạo nên bằng một
sợi mảnh ....................................................................................................................42
Hình 2.31. Quan hệ giữa nhiễu và mAs ....................................................................44
Hình 2.32. Ảnh khi đặt 280 mAs và đặt 140 mAs ....................................................45
Hình 2.33. Ảnh khi đặt điện áp ở 80kV, 100kV, 120kV và 140kV.........................45
Hình 2.34. Mối quan hệ giữa nhiễu và chiều dày lát cắt ...........................................46
Hình 2.35. Ảnh thu với chiều dày lát cắt là 0.9mm và 1.4mm .................................46
Hình 2.36. Quan hệ giữa N và µ ...............................................................................47
Hình 2.37. Ảnh thu được khi kích thước bệnh nhân khác nhau. ..............................47
Hình 2.38. Quan hệ giữa N và Alg............................................................................48
Hình 2.39. Quan hệ giữa bề dày lát cắt SH và độ sắc nét ảnh S ...............................49
Hình 2.40. Ảnh thu với độ dày lát cắt 8mm và ảnh 1mm .........................................49
Hình 2.41. Quan hệ giữa N và Alg............................................................................50
Hình 2.42. Ảnh khi chụp cùng một vị trí với việc lựa chọn thuật tốn khác nhau ...50
Hình 2.43. Ảnh bị nhiễu vệt sọc và ảnh bị nhiễu vịng .............................................51
Hình 2.44. Trường hiển thị của vùng não .................................................................53
Hình 2.45. Các độ nhạy đường viền cho các lát cắt có độ dày là 0.5mm, 1mm và
2mm ...........................................................................................................................54
Hình 3.1: Máy chụp CT 320 Aquilion ONE của hãng Toshiba................................55
Hình 3.2. Sơ đồ khối của máy ...................................................................................57
Hình 3.3. Cấu trúc Gantry của máy CT320-TOSHIBA ............................................59
Hình 3.4. Cấu tạo bóng X-Quang..............................................................................60

Hình 3.5. Cấu tạo bộ tản nhiệt...................................................................................64
Hình 3.6. Cấu tạo bộ chuẩn trực ...............................................................................65
Hình 3.7. Cấu tạo của phần tử cảm biến trạng thái rắn .............................................66
Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của 1 cảm biến ...............................................66
Hình 3.9. Sơ đồ bố trí khối cảm biến ........................................................................68
Hình 3.10 Sơ đồ chiều đi của dịng dữ liệu ...............................................................69
Hình 3.11. Khối chổi quét .........................................................................................70
Hình 3.12. Sơ đồ cấp nguồn cao thế cho bóng X-Quang ..........................................71
Hình 3.13. Sơ đồ khối chuyển đổi nguồn xoay chiều 3 pha 200V ...........................72
Hình 3.14. Sơ đồ điều khiển khối biến đổi điện........................................................73
Hình 3.15. Khối biến đổi điện Inverter Unit (INV) ..................................................74
viii


Hình 3.16. Sơ đồ bố trí sensor cảm biến nhiệt ..........................................................74
Hình 3.17. Sơ đồ hoạt động của khối cao thế (HV) ..................................................75
Hình 3.18. Khối thu nhận và xử lí dữ liệu ảnh ..........................................................75
Hình 3.19. Cấu tạo hệ thống quay Gantry.................................................................77
Hình 4.1. Hệ thống máy chụp CT320 - Gantry và bàn bệnh nhân ...........................79
Bảng 4.1: Một số so sánh giữa chụp can thiệp và chụp CT320 ................................82
Bảng 4.2: Mức độ chính xác của chụp CLVT 320 dãy động mạch vành trước và sau
phân tích tưới máu cơ tim (n=12) .............................................................................86

ix


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khi mà nền kinh tế đã phát triển, trình độ nhận thức của con người
được nâng cao thì nhu cầu chăm sóc và bảo vệ sức khỏe ngày càng được quan tâm
nhiều hơn. Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật trên thế giới nói chung và ở

nước ta nói riêng lĩnh vực thiết bị y tế chăm sóc sức khỏe con người ln được đầu
tư và quan tâm một cách thích đáng. Một trong những bộ phận nhỏ được ứng dụng
vào y tế đó là hệ thống thiết bị chẩn đốn hình ảnh. Thiết bị này đang được dần
trang bị cho các bệnh viện nhằm phục vụ nhu cầu khám và chữa bệnh. Các thiết bị
đó ngày càng được hồn thiện về tính năng và sự tiện dụng. Nó đã và đang giúp ích
rất nhiều cho bác sỹ chuẩn đốn chính xác các bệnh.
Trong các bệnh viện Việt Nam hiện nay, kể cả các bệnh viện trong và ngoài
Quân đội đã được quan tâm đầu tư về các hệ thống hệ thống chẩn đoán hình ảnh,
trong đó đặc biệt là các hệ thống chụp CT Scaner. Tuy nhiên, số lượng các hệ thống
chụp cắt lớp CT khơng nhiều, số lượng vẫn cịn thiếu, chưa đủ để phục vụ nhu cầu
khám bệnh của người dân, bên cạnh đó giá chiếu chụp vẫn cịn đắt so với người dân
lao động.
Bản thân tôi hiện đang công tác tại Bệnh Viện Trung Ương Quân Đội 108,
một bệnh viện tuyến cuối của tồn qn có rất nhiều máy móc hiện đại để phục vụ
cơng tác chăm sóc sức khoẻ cho quân và nhân dân và là đơn vị được đầu tư khá
nhiều trang thiết bị hiện đại. Một trong những thiết bị đó là máy chụp cắt lớp
CT320-TOSHIBA. Đây có thể coi là 1 trong những thiết bị mới và hiện đại nhất
trong hệ thống thiết bị chuẩn đoán hình ảnh ở nước ta cũng như ở khu vực Đơng
Nam Á. Nó giúp các sĩ đạt hiệu quả cao trong cơng tác khám và điều trị. Máy CT
320 có rất nhiều ưu điểm như với tốc độ quay của bóng lớn, khoảng che phủ rộng
cho phép chụp tim trong một nhịp đập và chụp tồn não trong một vịng quay của
bóng. Chính vì vậy thời gian thăm khám được rút ngắn, liều tia X thấp và giảm
lượng thuốc cản quang, giúp bệnh nhân ít bị ảnh hưởng bởi phóng xạ. Với hệ thống
chụp thì hình ảnh vùng thăm khám được thể hiện rõ nét hơn, tạo ra được các lớp cắt
trong cơ thể giúp bác sỹ dễ dàng chẩn đốn hơn.
Xuất phát từ tình hình này, tơi đã quyết định thực hiện đồ án “Nghiên cứu,
phân tích và đánh giá hiệu quả sử dụng máy chụp căt lớp 320 lớp hình ảnh động
- Aquilion One - Toshiba tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108, Bộ Quốc
Phòng”.

1


Với hi vọng đồ án của mình sẽ cung cấp cho mọi người những hiểu biết cơ
bản nhất về hệ thống máy chụp cắt lớp, đặc biệt là hệ thống chụp cắt lớp 320 hình
ảnh động Toshiba - Aquilion one. Ngồi mục đích chung của đồ án là Nghiên cứu
và đánh giá hiệu quả của máy CT 320 lớp hình ảnh động, thấy rõ hiệu quả của thiết
bị trong áp dụng thăm khám, bản thân tự học hỏi nâng cao thêm trình độ kỹ thuật, từ
đó áp dụng các kiến thức đã học vào thực tế nhằm bảo dưỡng, sửa chữa, bảo trì thiết
bị một cách khoa học, kịp thời và khai thác tối đa tính năng sử dụng của máy đáp
ứng cho nhu cầu của các khoa lâm sàng.
Đồ án được thực hiện dưới của thầy giáo, Tiến sỹ Trần Anh Vũ - giảng viên
Bộ môn Điện tử y sinh, Trung tá - kỹ sư Phạm Quang Chiến - Kỹ sư Khoa Trang bị
Bệnh Viện TƯQĐ 108 cùng các đồng chí đồng nghiệp trong khoa.
Về cơ cấu nội dung của đồ án gồm 4 chương:
Lời nói đầu.
Chương I
: Các khái niệm về tia X
Chương II : Cơ sở chụp CT Scaner
Chương III : Giới thiệu về máy CT 320 hình ảnh động Aquilion One - Toshiba
Chương IV : Quy trình của máy.
Chương V : Tình hình sử dụng vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa thực tế tại
bệnh viện TƯQĐ 108 và đánh giá hiệu quả sử dụng
Do máy chụp cắt lớp CT 320 lớp hình ảnh động là một thiết bị mới, tài liệu kỹ
thuật về máy gần như khơng có và tài liệu sử dụng chủ yếu là tiếng anh. Mặc dù bản
thân đã rất cố gắng nhưng cũng khó tránh được những thiếu sót nhất định, tơi rất
mong được sự quan tâm góp ý của thầy giáo và tất cả các đồng chí
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Tiến
sỹ Trần Anh Vũ, và các anh em đồng nghiệp trong Khoa Trang Bị - Bệnh viện
TƯQĐ 108 đã tận tình hướng dẫn, động viên, quan tâm giúp đỡ tơi trong q tình

thực hiện đồ án.
Hà nội, ngày 25 tháng 5 năm 2019
Người thực hiện: Bùi Đức Thế

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TIA X
1.1. Các khái niệm về tia x
1.1.1. Lịch sử phát minh tia X
Vào những năm cuối thế kỷ 18, nhiều nhà bác học đã nghiên cứu sự phóng
điện qua khí kém và đã phát hiện ra tia âm cực. Và trong khi nghiên cứu những tính
chất của tia âm cực ( cịn gọi là tia Bêta), tức là chùm tia điện tử xuất phát từ
Cathode thì Rơnghen đã phát hiện ra tia X vào năm 1895. Nó đã làm kinh ngạc cả
ơng và tất cả mọi người vào thời điểm đó. Thực chất ơng ta khơng đi tìm kiếm con
đường nhìn vào trong thân thể người mà không cần phẫu thuật. Khi ông ta đã kiểm
tra các tia âm cực của một đèn điện cực chân không, ông ta để ý thấy những sự biến
đổi xuất hiện trong chất liệu ảnh, không liên quan trực tiếp vào các thí nghiệm của
ơng ta. Tất cả chỉ là sự tình cờ mà phát hiện ra tia X. Với sự ham hiểu biết và lịng
nhiệt tình của mình đã thơi thúc ơng ta hành động và từ sự phát hiện tình cờ hướng
ơng tới việc nghiên cứu sâu hơn.
Ơng đã khám phá ra rằng tia X có những đặc điểm sau:
•

Làm cho Bari Platincyanua phát ra huỳnh quang.

•

Nó ảnh hưởng đến các chất bắt ánh sáng trên mặt phim ảnh.

•

Nó phóng ra làm ion hố vật chất các đối tượng.

•

Làm trong suốt hố một số chất.

•

Có thể trực chuẩn trong các ống chuẩn trực.

•

Nó được tạo ra bởi một đèn chân khơng năng lượng cao.

•

Nó được tạo ra với hiệu suất cao hơn bởi các nguyên tố có số ngun tử Z lớn.

Trong vịng 2 tuần sau khi khám phá ra chúng, tia X đã được sử dụng
trong chuẩn đoán y tế, và chúng đã trở nên cần thiết khơng thể thiếu được
trong chẩn đốn y tế thậm chí cho đến tận ngày nay.
Sự ra đời của thiết bị chẩn đoán X-quang là một bước ngoặt lớn trong ngành y
tế, nó có thể được so sánh với sự kiện ra đời động cơ đốt trong trong khoảng hai thế
kỷ trước.
Tuy nhiên, có những vấn đề mà Rơnghen chưa khám phá ra, và phải mất 50
năm sau các nhà khoa học mới đánh giá đầy đủ là tia X có thể nguy hiểm nếu khơng
sử dụng hợp lý và nó có thể gây ra bệnh ung thư.
Qua nhiều năm thiết bị X quang đã khơng ngừng được hồn thiện. Mục tiêu

của các kỹ sư đầu ngành là:
•

•

Cải thiện chất lượng của ảnh.
3


•

Nâng cao độ tương phản giữa các mô khác nhau.

•

Cải thiện kích cỡ độ phân giải.

•

Giảm tới mức thấp nhất liều lượng bức xạ tới người bệnh.

1.1.2. Bản chất và điều kiện phát sinh tia X
a - Bản chất của tia X
Tia X là một dạng sóng điện từ nên có đầy đủ tất cả các tính chất của dao động
sóng, nhưng những tính chất này chỉ biểu hiện ở những điều kiện nhất định.
Để thu được tia X người ta dùng các ống Rơnghen có cấu tạo cathode được
nung nóng, đã là nguồn phát sinh ra điện tử và anode. Giữa anode và cathode có
một điện áp cao. Khi các điện tử bị hãm đột ngột do va chạm với các nguyên tử của
vật chất cấu tạo anode, các tia rơnghen sẽ xuất hiện.
Tất cả các sóng điện từ (cịn gọi là dao động điện từ) đều có đặc điểm chung là

lan truyền trong chân không với tốc độ:
c =300.000 km / sec.
Ba đại lượng đặc trưng của sóng điện từ là:
- Chu kỳ T: là thời gian hoàn thành một dao động.
- Tần số f: là số chu kỳ trong một sec.
- Bước sóng: là quãng đường đi trong một chu kỳ.
Như vậy:

Và

Tia X có bước sóng rất ngắn, vào khoảng:
λ=2.10-8+0,6.10-10 cm = 2+0,6.10-2Ao (ăngstrong 1Ao=10-8)
Và năng lượng, ta có cơng thức sau:

Với h: là hằng số Plant
4


Như vậy bước sóng λ cần giảm thì năng lượng E càng lớn, tức là khả năng
đâm xuyên của tia càng lớn. Theo trình tự bước sóng λ giảm dần và năng lượng E
tăng dần, ta có bảng sau:

STT

Dạng sóng

Bước sóng trung b×nh

1

Sóng Radio (vơ tuyến)

Nghìn mét, trăm mét

- Dài

Trăm mét

- Ngắn

Chục mét

- Cực ngắn

Mét

- Truyền hình

dm

2

Hồng ngoại

90 m

3

Ánh sáng đỏ

0,8 m

4

Ánh sáng tím

0,4 m

5

Tử ngoại

0,1 m

6

Tia X

1 - 0,6.10-2Ao

7

Tia

2.10-2Ao

8

Tia vũ trụ

Phần nghìn Ao

b – Điều kiện phát sinh ra tia X
Để có tia X thì phải có những hạt vi thể dưới tác đông của điện thế giữa
anode và cathode, bắn phá vào nguyên tử (vật chất anode). Tức là phải có những
điện tử đập vào nguyên tử, khi các điện tử bị hãm đột ngột do va chạm với nguyên
tử của vật chất cấu tạo anode, các tia X sẽ xuất hiện khi đó xuất hiện hai bức xạ tia
X, bức xạ hãm và bức xạ đặc trưng.
1.1.3. Nguồn phát tia X
Nguồn phát tia X đơn giản là từ một điốt ống chân khơng kín bằng thuỷ tinh
bao gồm một Catốt khi nung nóng phát ra các electron và một Anốt chặn các tia
electron đó. Catốt được nung bằng sợi đốt, một Anốt và một ống thuỷ tinh chân
khơng kín . Điện áp VF nguồn sợi đốt sinh ra dịng IF chạy xun qua lõi sợi đốt,
đốt nóng tấm kim loại của catốt. Electron trong catốt được nung nóng bứt ra khỏi
tấm kim loại của catốt đi vào trong chân không. Điện áp anốt VA đủ lớn để các
5


electron này tạo thành dòng tia IB. Điện áp VA trên ống tia là rất lớn, có thể lên đến
trên 100 kV. Điện áp cao này đẩy electron tới vận tốc cao. Gần 1% các electron trên
khi tới anốt va chạm với các nguyên tử và sinh ra các tia X. Sau đó các tia X đi
xuyên qua ống vào trong khơng khí. 99% các electron cịn lại tạo thành năng lượng
nhiệt.
Để hiểu các tia X được sinh như thế nào đầu tiên phải xem xét đến các dòng
tia điện tử. Điện tử được thốt ra khỏi catốt đốt nóng nhờ chuyển động nhiệt đem
đến cho chúng năng lượng đủ lớn để thoát ra khỏi lực liên kết nguyên tử đi vào
trong ống chân không. Giá trị của năng lượng đó gọi là chức năng làm việc EH giá
trị này phụ thuộc vào kim loại làm catốt. Giá trị của dịng tính bằng ampe sinh ra
bởi bởi sự chuyển động nhiệt, IB nhận được từ việc nghiên cứu cơ học lượng tử
như sau:

IB=C0ACT2e-11600 E w / T

(1.1)

Ở đây AC là diện tích catốt tính theo m , và C0 là hệ số vật chất của catốt. Giá
trị của C0 đối với vật chất khác nhau sẽ có giá trị khác nhau.
(I) Khi điện áp VA còn đủ thấp tạo ra khơng gian tích điện hình thành xung
quanh catốt ở trong ống chân khơng, dịng điện tử được theo cơ sở của vật lý lượng
tử tính theo cơng thức sau:
2

3/ 2

I BE =2,33(10

-6

)V
d

A
2

AC

(ampe)

(1.2)

Ở đây d là khoảng cách tính theo m từ catốt tới anốt, và AC là diện tích catốt

tính theo m2. Trong một ống tia X được thiết kế phù hợp, d đủ nhỏ sao cho IBđối với tất cả các điện áp anốt của ống tia x quang y tế. Bởi vậy IB là dòng giới hạn
của ống; điều này nghĩa là IB tương ứng với giới hạn trên của dòng trong ống tia X.
Dòng IBE cho phép tính theo phương trình trên được gọi là định luật LangmuirChilds và mơ tả dịng trong các điốt cung cấp nguồn điển hình, ở đây VA là điện áp
đủ thấp để hình thành khơng gian tích điện xung quanh catơt của ống.
1.1.4. Tính chất của tia X
Như vậy, qua những gì đã tìm hiểu ở trên, ta thấy tia X có những tính chất cơ
bản sau đây.
a - Tính đâm xuyên:
Do tia X có bước sóng λ rất ngắn mà có năng lượng và khả năng đâm xuyên
rất lớn. Về mặt lý thuyết thì người ta chỉ có thể làm giảm cường độ tia chứ không

6


thể triệt tiêu hồn tồn tia X. Vì rằng đường biểu diễn cường độ tia X là một đường
giảm dần theo hàm số và tiệm cận với trục hoành. Đồ thị sau chỉ rõ điều đó

Cường độ chùm tia

Độ dày vật cản
Hình 1.1. Đồ thị sự giảm cường độ chùm tia khi tăng độ dày vật cản
b - Tính ion hóa mạnh:
Khi chiếu tia X vào một mơi trường, chẳng hạn như khơng khí, các ngun tử
và phân tử của mơi trường đó sẽ được bổ sung thêm hoặc mất những điện tử e-, để
trở thành những ion + hoặc - , người ta gọi hiện tượng đó là hiện tượng ion hóa, cịn
khả năng đó của tia X gọi là khả năng ion hóa. Tia X có khả năng ion hóa rất mạnh,
đặc biệt là với khơng khí. Người ta ứng dụng tính chất này để làm những máy đo
lường tia X và sử dụng tia X vào điều trị các bệnh khác nhau.
c - Làm phát sáng các chất huỳnh quang:

Nhiều chất khi tia X chiếu vào sẽ bị kích thích và trở thành huỳnh quang như
Clorua Natri, Bazi, Sulfua kẽm, Platin Cyanuare Batyum ….
Người ta sử dụng các chất này làm màn huỳnh quang để chiếu vào bìa tăng
quang để chụp. Nhờ tác dụng của bìa tăng quang mà có thể giảm được thời gian
phát tia và liều lượng tia chiếu trên bệnh nhân.
d - Tác dụng lên vật liệu ảnh
Đối với một số hợp chất, tia X có khả năng phân tích chúng thành những ion.
Chẳng hạn như ở các phim hoặc giấy ảnh có chứa chất Brômua Bạc ( AgBr) khi bị
tia X chiếu vào thì bị phân tích thành:
AgBr
Ag+ + Br Sau đó, dưới tác dụng của thuốc rửa phim (ảnh) ta sẽ có được hình ảnh đã
chụp trên bệnh nhân. Chính nhờ tính chất này mà người ta sử dụng vào việc chụp X
Quang cho bệnh nhân trong ngành y tế.
e - Tính chất quang học giống như ánh sáng
Các tính chất đó là:
7


+ Tia X truyền đi theo đường thẳng, với vận tốc C = 300.000 km/sec
+ Cường độ chùm tia giảm theo bình phương khoảng cách đến nguồn phát tia:
Trong đã:
J: Cường độ chùm tia
d: Khoảng cách đến nguồn phát tia
+ Tia X không bị điện trường và từ trường làm lệch hướng vì nó khơng mang
điện tích
+ Tia X có thể bị phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ và phân cực nhưng chỉ với những
điều kiện đặc biệt trên tinh thể chứ khơng phải với những điều kiện bình thường
như ánh sáng trắng.
1.1.5. Sự hấp thu của tia X
Ảnh X quang y tế được hình thành bằng cách chiếu các tia x tới bề mặt của cơ

thể và đo cường độ mà nó xuyên qua là bao nhiêu. Điều này có nghĩa là tổng số các
tia X bị hấp thu bởi cơ thể được đo bằng độ chênh lệch giữa năng lượng bức xạ đầu
vào và đầu ra. Sự hấp thu tia X là kỹ thuật cơ bản để phân biệt giữa các cơ quan
trong cơ thể dới sự quan sát của tia X . Thí dụ, các mơ xương, hấp thu nhiều tia X
hơn sợi cơ và vì vậy có thể dễ dàng phân biệt ra chúng . Việc định lượng cường độ
tia X bị hấp thu bao nhiêu bởi các mô khác nhau được xác định theo định luật
Lambert. ông nhận thấy rằng với các tia X, bề dày vật chất hấp thu ngang bằng với
kích thước của cường độ bức xạ ϑ. Nói một cách khác, phân số của năng lượng tia
X bị hấp thu tỷ lệ với bề dày vật chất hấp thu nó. Định luật Lambert được bắt đầu
bởi cơng thức tốn học sau:
dϑ
(1.3)
= − µρds
ϑ
ở đây ρ là mật độ khối lượng trung bình , s là khoảng cách xuyên qua vật chất,
và µ là hằng số tỷ lệ được gọi là hệ số suy giảm khối có đơn vị đo là cm2/g. Ký hiệu
dϑ đặc trưng sự thay đổi khác nhau của cường độ tia X theo khoảng cách. Để giải
phương trình 1.5 ta lấy tích phân 1.5 sẽ cho kết quả:
ϑ=ϑ0e-µρs

(w/m2)

(1.4)

ở đây ϑ0 là cường độ tia x tới mô và ϑ là cường độ tia x ló ra từ mơ ở bề dày s.
Các giá trị của µ theo đơn vị cm2/g cho bởi hình 1.3, minh hoạ các giá trị quan
hệ đối với xương và mô. Mật độ tiêu biểu của các mô sinh học là giá trị xác định tuỳ
thuộc vào các mơ khác nhau. Nó là giá trị biểu kiến chỉ ra rằng để nghiên cứu
8

xương bác sỹ nên sử dụng điện áp anốt thấp, thường là 60 kV, vì điều này làm cho
nó dễ dàng phân biệt nó với cơ. Theo một cách khá, nếu bác sỹ mong muốn làm
mờ xương để phân biệt mơ cơ nằm dưới từ lớp mỡ, thì nên sử dụng điện áp anốt cao
thường là 200 kV. Hơn nữa các giá trị µ là xấp xỉ bằng nhau. Vì vậy, thật khó để
nhận được các giá trị lớn của độ tương phản giữa các mô mềm khi sử dụng x quang.
Rõ ràng cường độ tia X phát ra từ nước là lớn hơn nhiều so với từ xương. Điều
này có nghĩa là xương hấp thu năng lượng tia X nhiều hơn nước. Hơn nữa sự khác
nhau về cường độ tia X trên phim sẽ tạo ra ảnh có tính chất tương phản tốt.
1.1.6. Độ tương phản mô
Độ tương phản của ảnh trên phim giữa 2 mô được xác định trong các điều kiện
của các cường độ tương đối của các tia X thu được trên phim. ϑ1 là cường độ của
các tia X thu được từ mô 1 và ϑ2 là cường độ của các tia X thu được từ mô 2. Độ tương phản giữa 2 mô được xác định bởi phương trình :
C12=10log

ϑ
ϑ

1

(dB)

(1.5)

2

ở đây nhân với 10 vì tỷ số ϑ1/ϑ2 là tỷ số năng lượng. Kết hợp với công thức
(15.6) ta được:
μ1ρ1

s
ϑ
e
C12=10 log
μρ
ϑe s
−

1

0

−

2

(dB)

2 2

0

ở đây s1 là bề dầy của mô 1 và s2 là bề dầy của mơ 2. Biến đổi phương trình
này ta có :
C12=10 (log e) ( μ 2 ρ2 s2 - μ1 ρ1 s1 )
Hoặc
C12=4,3429 ( μ 2 ρ2 s2 - μ1 ρ1 s1 )

(dB)

(1.6)

Từ phương trình này chúng ta kết luận rằng độ tương phản giữa 2 mô phụ
thuộc vào hệ số suy giảm khối, mật độ và bề dầy của chúng. Thực tế C12 tăng cùng
với sự chênh lệch giữa các tham số trên.

9


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ VỀ CHỤP CẮT LỚP CT SCANNER
2.1. Giới thiệu chung
2.1.1. Giới thiệu
Tạo hình ảnh y tế kể từ những năm đầu hình thành cho tới nay đã đạt được
một bước tiến đáng kể trong cả hai lĩnh vực kỹ thuật và lâm sàng. Ngày nay chúng
ta đang được chứng kiến những ý tưởng mới, những phương pháp mới và sự cách
tân trong kỹ thuật hiện đại. Tất cả những sự thay đổi đó đều phục vụ cho một mục
đích, đó là thơng qua các kỹ thuật mới này chúng ta thu được một lượng thông tin
tối ưu nhất từ các hình ảnh y tế có chất lượng cao, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho
các bác sỹ chuyên khoa trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh.
Một sự phát triển nổi bật trong số đó đã trở thành một quá trình cách mạng
trong y học và đặc biệt là trong tạo ảnh y tế đó là chụp cắt lớp điện tốn.
Ngày nay dựa trên cơ sở hình thành từ buổi sơ khai, kỹ thuật này đã được ứng
dụng một cách rộng rãi trong lĩnh vực y tế cũng như trong một số ngành kỹ thuật
khác. Tầm quan trọng của việc ứng dụng CT trong y tế là một điều không thể phủ
nhận.
CT là một trong những biện pháp chẩn đốn hình ảnh hiệu quả và được sử
dụng phổ biến ở các Bệnh viện từ tuyến tỉnh trở lên. CT là từ viết tắt của từ
Computed Tomography. Tomography được tạo từ hai từ trong tiếng Hy Lạp
: tomo nghĩa là lát, miếng và graphy là mô tả. Vậy có thể hiểu CT là “chụp ảnh các
lát cắt bằng tính tốn”, CT có khả năng tạo hình ảnh “xun qua” cơ thể bệnh nhân.

CT cịn có tên gọi khác là CAT (Computed Axial Tomography).
CT là một kỹ thuật tạo ảnh lớp cắt cùng với sự hỗ trợ của máy tính tạo ra các
hình ảnh chụp cắt lớp sắc nét, rõ ràng. Công việc này được thực hiện thông qua việc
thực hiện một thủ tục hay một chuỗi hoạt động được gọi là sự tái tạo ảnh từ các hình
chiếu, một kỹ thuật hoàn toàn dựa trên các cơ sở toán học.

10


Hình 2.1. Hình ảnh máy chụp CT Scaner
2.1.2. CT và chụp X quang cổ điển
CT là một phương pháp chụp quang tuyến đặc biệt, khác về bản chất so với
phương pháp chụp Xquang cổ điển (là phương pháp dựa trên phương thức làm mờ
những vùng nằm ngoài vùng quan tâm). Thực chất khơng nhất thiết phải dùng máy
tính để thực hiện phương pháp chụp mới này, và do vậy thuật ngữ CT có thể khiến
bị hiểu lầm. Tuy nhiên việc ứng dụng máy tính để tạo ảnh đã được chứng tỏ rất có
hiệu quả.
Khi chụp bụng bằng phương pháp Xquang thông thường ảnh lập tức được tạo
ra trên phim từ thụ quan. Ảnh tương đối kém và tương phản. Ảnh khơng được như
chờ đợi bởi vì sự chồng chéo của các bộ phận giới hạn của ổ bụng. Sự phân bố của
bức xạ làm giảm tính rõ nét của các bộ phận nhỏ của ảnh.
Để có hình ảnh tốt hơn khi phẫu thuật cấu trúc ổ bụng, ví dụ như quả thận,
phương pháp chụp Xquang truyền thống có thể được sử dụng. Trong kỹ thuật chụp
Xquang, các phần của thận sẽ rõ hơn bằng cách làm mờ các mô ở trên và dưới,
thêm vào đó sự tương phản của kết cấu sẽ tăng lên. Song ảnh vẫn còn mờ và chưa
rõ.

11

Chụp X quang

Chụp CT

Hình 2.2. So sánh hai phương pháp X quang truyền thống và CT
- Phương pháp chụp X quang thông thường là chiếu X quang theo trục dọc,
từ đó mặt phẳng của ảnh đặt song song với trục dọc cơ thể và kết quả của mặt cắt
dọc và hình ảnh vịng. Máy CT là loại máy tịnh tiến theo chiều dọc hay là máy tác
động ảnh theo chiều ngang. Các ảnh tạo ra vng góc suốt chiều dài cơ thể.

Trục

Ngang
Hình 2.3. Ảnh X quang (dọc cơ thể) và ảnh CT (ngang cơ thể)
- Trong kỹ thuật chụp Xquang cổ điển, hình ảnh của đối tượng 3 chiều được
ghi vào phim dưới dạng ảnh bóng mờ 2 chiều do sự chiếu của một chùm tia X hình
12


cung qua đối tượng vào phim. Hình ảnh tạo ra theo phương pháp này là hình ảnh
xếp chồng của nhiều đối tượng khác nhau nằm trên đường chiếu của chùm tia X do
vậy ít nhiều bị mờ.
- CT tránh được hiệu ứng xếp chồng này vì chỉ xử lý những thông tin của lớp
cắt cần quan tâm. Như vậy trong CT chi tiết của đối tượng tương ứng một cách
chính xác với chi tiết ảnh mà không liên quan tới một số phần tử đối tượng nằm cận
kề trên đường chiếu của chùm tia X. Ảnh được tạo ra không còn bị xếp chồng và
được gọi là ảnh thay thế.
2.1.3. Lịch sử phát triển kỹ thuật chụp CT
- Vào năm 1917, J.Randon một nhà tốn học người Úc đã tìm ra một phương
pháp tái tạo ảnh bằng một hàm tích phân, đặt nền móng cho việc chế tạo hệ thống

máy chụp cắt lớp sau này. Trong phát kiến của mình ơng đã chứng minh được bằng
phương pháp tính tốn rằng khi ta chia một vật thể ra thành vô số các phần tử nhỏ
bé có kích thướng theo khơng gian ba chiều và dùng phép quy chiếu ta sẽ thu được
các kết quả mà dựa vào đó ta sẽ tái tạo được hình ảnh của vật đó. Với phép quy
chiếu người ta có thể truyền sóng tới vật thể, kết quả thu được là sự hấp thụ tán xạ
của nó và dựa vào đó ta có thể sử dụng hàm của Randon để tái tạo được hình ảnh
của vật thể. Cơ sở tốn học này đặt nền móng cho phương pháp tái tạo ảnh từ hình
chiếu.
- Năm 1956, Bracewell người Úc lần đầu tiên đã sử dụng kỹ thuật tái tạo ảnh
này trong lĩnh vực nghiên cứu về thiên văn học và từ đó ơng đã phác họa được sự
phát phổ của từng miền trên mặt trời.
- Năm 1961, Olendorf người Đức đã bước một bước tiến dài trong lĩnh vực
này, ơng sử dụng tia gamma của đồng vị phóng xạ I = 131 với detector tái tạo được
ảnh của một vật thể đơn giản.
- Vào các năm 1963, 1964 với nhiều sự cố gắng để cải thiện chất lượng ảnh
Allan Macleod Cormack một nhà toán học người Nam Mỹ là người đầu tiên đã mô
tả một phương pháp chụp cắt lớp Xquang, hoàn toàn đúng với phương pháp CT.
Nhờ phương pháp này có thể tạo ảnh một lớp cắt từ nhiều mặt cắt chéo xác định bởi
kỹ thuật chụp Xquang.
- G.Hounsfield một nhà nghiên cứu khoa học người Anh bắt đầu tiến hành
thực nghiệm cơ sở trên máy quét sọ não EMI.
- 1970 Khởi đầu sản xuất thử máy quét sọ não EMI.
- 1971 Lắp đặt mẫu máy quét sọ não EMI đầu tiên tại bệnh viện Atkinson
Morley và khởi đầu thực nghiệm lâm sàng.
13


- Tháng 4 năm 1972 lắp đặt máy cắt lớp sọ não tại bệnh viện Mayo và ông
R.Sledley (học viện George Town) công bố về hệ thống máy chụp cắt lớp. Tuy
nhiên những máy thuộc giai đoạn này có tốc độ rất thấp, để có được một lớp cắt

phải mất tới khoảng 4 phút, vả lại chất lượng ảnh rất kém nên chưa có nhiều tác
dụng thực tế trong chẩn đoán.
- 1974 Phát triển máy cắt lớp EMI CT5000. Viện hạt nhân Ohio phát triển hệ
thống máy DELTA và thực nghiệm lâm sàng tại bệnh viện Clereland. Kể từ đó trở
đi thời gian quét 1 lớp giảm xuống chỉ còn 20 giây, có hiệu quả rõ rệt trong lâm
sàng.
- 1975 lắp đặt máy ACTA đầu tiên tại học viện Minnesota và máy DELTA
đầu tiên tại trung tâm y học nước Anh. Trong năm, khoảng 20 công ty đã tham gia
sản xuất máy cắt lớp điện toán và một cuộc triển lãm về máy tại đại hội quang tuyến
Bắc Mỹ đã thu hút sự tham gia của nhiều công ty hàng đầu như: EMI, Viện hạt
nhân Ohio, GE, Siemens, Syntex,...
- 1979 Trao giải Nobel về y sinh học cho các nhà khoa học G.Hounsfield và
A.Cormack.

Hình 2.4. Hai nhà bác học được nhận giải Nobel Y học (Godfrey N. Hounsfield và
Allan M. Cormack) vì những đóng góp cho sự phát triển máy chụp cắt lớp điện toán
- Như vậy chỉ sau hơn 40 năm (từ 1967 đến nay), từ những bước thử nghiệm
đầu tiên, máy chụp cắt lớp điện toán đã ngày càng phát triển và hoàn thiện, trải qua
4 thế hệ, để trở thành cơng cụ chẩn đốn ưu việt và được đánh giá là 1 trong 10 phát
minh lớn nhất thế kỷ 20. Hiện nay đã có hàng vạn máy CT được lắp đặt và sử dụng
trên thế giới. Từ máy CT thế hệ thứ nhất được xây dựng trên cơ sở những thực
nghiệm của Housfield tại phòng nghiên cứu thực nghiệm của ơng ở EMI và thời
gian để hồn thành một lớp quét đơn lẻ hay một lớp cắt mất khoảng vài giờ và mất
khoảng vài ngày để tái tạo được một ảnh từ những dữ liệu thô thu được này. Hệ
14


thống CT hiện nay đã phát triển thành hệ thống CT đa lát cắt (multi slice), với các
hệ thống 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 lát cắt. Có nghĩa là hệ thống hiện đại nhất hiện
nay là loại 256 lát cắt tức là có thể tiến hành được 256 lắt cắt trong một vịng quay,

hay nói cách khác là có thể cùng một lúc thu nhận dữ liệu của 256 lát cắt.
- Đối với hệ thống có thể cùng một lúc thu nhận được dữ liệu của 4 lớp cắt, thì
thời gian để thu nhận dữ liệu đối với một vòng quay là vào khoảng 350 ms và tiến
hành tái tạo ảnh với ma trận 512x512 từ hàng triệu điểm dữ liệu chỉ mất khơng đến
một giây. Có thể tiến hành quét 40 lớp cắt (mỗi lớp dày 8mm) chỉ trong vòng từ 5s
đến 10s khi sử dụng những hệ thống CT tiên tiến (multi slice CT scanner).
- Hệ thống CT ngày càng được cải thiện về tốc độ quét và tái tạo ảnh lớn hơn,
tiện nghi đối với bệnh nhân và độ phân giải của ảnh tốt hơn. Thời gian quét của hệ
thống CT được tiến hành nhanh hơn để có thể chụp được nhiều bệnh nhân hơn.
Thời gian quét giảm xuống còn giúp cho giới hạn được những nhiễu (artifacts) từ
những cử động của người bệnh như thở hoặc nhu động của các cơ quan. Đây cũng
là điều kiện tốt cho những nghiên cứu và phát triển những ưu điểm này, điều này sẽ
cung cấp cho ảnh có chất lượng tốt để phục vụ cho việc chẩn đoán được tin cậy hơn
và đặc biệt là giảm liều tia mà bệnh nhân phải hấp thụ.
2.1.4. Đặc điểm nổi bật của kỹ thuật chụp CT
- Khả năng của CT trong việc tạo ra ảnh thay thế thay cho ảnh xếp chồng
chính là một trong những điểm cốt lõi chứng minh hiệu quả cao của phương pháp
này: CT có thể tạo ra những ảnh của các mô mềm với độ tương phản cực cao mà
với phương pháp cổ điển không thể đạt được. Hơn nữa nhờ những tiến bộ của khoa
học kỹ thuật, CT còn cho phép định lượng được hình ảnh.
- Nhờ những tính chất nổi trội này, chỉ sau vài năm ứng dụng CT đã trở
thành một kỹ thuật tạo ảnh Xquang tiêu chuẩn không thể thiếu được trong lĩnh vực
thần kinh học mà còn trong lĩnh vực thăm khám toàn thân, phạm vi ứng dụng của
CT ngày càng mở rộng.
- Trong rất nhiều trường hợp, nhờ khả năng tạo ảnh các mô mềm với độ
tương phản rất cao mà đã có thể loại bỏ việc sử dụng các chất cản quang. Do vậy,
thay vì phải chịu nguy cơ cao do tiêm thuốc cản quang vào động mạch nay chỉ cần
tiêm tĩnh mạch với nguy cơ thấp hơn.
- Đặc biệt hơn kỹ thuật chụp CT còn giúp tạo ảnh hình dạng thực của các cơ
quan bị thương tổn. Phương pháp cổ điển chỉ tạo ảnh thông qua các thông tin gián

tiếp, thông qua sự dịch chuyển của máu, trong khi đó CT với rất nhiều trường hợp
đã cung cấp nhiều sự chỉ dẫn chính xác hơn khi chụp mạch.
15