Đang tải... (xem toàn văn)
Máy chụp cắt lớp vi tính công nghệ chụp xoắn ốc
20111347-ĐTTT02 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Viện Điện Tử-Viễn Thông Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh Đề Tài: Máy Chụp Cắt Lớp Vi Tính Công Nghệ Chụp Xoắn Ốc Sinh viên thực hiện: 20111347 ĐTTT02-K56 GVHD : Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh Ts.Nguyễn Thái Hà 20111347-ĐTTT02 Hà Nội 07/12/2014 Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 Mục Lục Lời Nói Đầu Ngày mà kinh tế phát triển, trình độ nhận thức người nâng cao nhu cầu chăm sóc bảo vệ sức khỏe ngày quan tâm Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, giới nói chung nước ta nói riêng lĩnh vực thiết bị y tế chăm sóc sức khỏe người đầu tư quan tâm cách thích đáng Một phận nhỏ ứng dụng vào y tế hệ thống thiết bị chẩn đoán hình ảnh Hệ thống dần trang bị cho bệnh viện nhằm phục vụ nhu cầu khám chữa bệnh Các thiết bị ngày hoàn thiện tính tiện dụng thiết bị máy chụp Cắt Lớp Vi Tính Đây coi thiết bị đại hệ thống thiết bị chẩn đoán hình ảnh nước ta Với hệ thống chụp Cắt Lớp Vi Tính hình ảnh vùng thăm khám thể rõ nét hơn, tạo lớp cắt thể giúp cho bác sỹ dễ dàng chẩn đoán Em xin gửi lời cảm ơn tới TS Nguyễn Thái Hà cô giúp đỡ em nhiều việc lựa chọn đề tài dịch tài liệu chuyên ngành tiếng anh Sinh viên Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 Phần I Nội Dung I Sơ lược lịch sử phát triển 1.1 Lịch sử đời Năm 1895 Roengtgen tìm tia X từ sau có nhiều cải tiến kỹ thuật chụp cắt lớp qui ước nhiều hạn chế khảo sát chẩn đoán quan nội tạng Năm 1972, G.N Hounsfield phát minh phương pháp chụp cắt lớp vi tính (Computed tomography scanner), phương pháp giúp cho khảo sát chi tiết cấu trúc bên thể Hình Hounsfield máy chụp cắt lớp vi tính 1.2 Khái niệm chụp Cắt Lớp Vi Tính Chụp cắt lớp điện toán phương pháp dùng chùm tia X, có độ dày định quay quanh phận thể, nhiều góc độ khác nhau, theo trục ngang Phần tia X lại sau thể hấp thu ghi nhận đầu dò (detectors) Hệ thống chuyển liệu đến hệ thống vi tính Dữ liệu xử lý phương trình toán học phức tạp cho hình ảnh Hình ảnh hiển thị hình, phim lưu trữ Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 1.3 So sánh với máy X-quang thường qui a Giống nhau: - Đều dùng tia X b Khác nhau: - Chụp theo hướng trục thay theo hướng thẳng nghiêng - Tia X sau qua thể tiếp nhận đầu dò thay trực - tiếp ghi nhận phim Chùm tia nhỏ nên giảm lượng tia khuếch tán Độ nhạy cảm hệ thống đầu dò với tia X cao so với phim X quang thường xử lý vi tính để tái tạo hình ảnh nên cho ta thấy khác biệt độ đậm nhỏ mà phương pháp X-quang thường qui 1.4 Các hệ phát triển máy CT a Thế hệ Cấu trúc: - Bộ thu gồm đầu dò, chùm tia phát hẹp song song dạng bút chì Phương thức quét: - Bóng X quang đầu dò dịch chuyển song song theo hướng vuông góc với chùm tia bao trùm toàn mặt phẳng lớp cắt sau quay góc tiếp tục dịch chuyển song song theo hướng Trong dịch chuyển song song khoảng cách đặn chùm tia X phát thu Quá trình tiếp diễn số lượng tín hiệu thu đủ lớn cho việc tái tạo ảnh Thời gian chụp cho lớp cắt khoảng 4–5 phút áp dụng cho vùng không di động đầu Thế hệ không dùng Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 Hình Máy CT hệ b Thế hệ Cấu trúc: - Thay dùng đầu dò, dùng chùm đầu dò với số lượng 20-30 đầu dò đặt liền cho chùm tia phát có hình quạt (3 o-5o) Với cách bố trí đầu dò lượng liệu đo nhiều nhờ vào số lượng đầu dò tăng Phương pháp quét: - Dùng hai loại dịch chuyển song song chuyển động quay Thời gian quét giảm xuống khoảng 50-60s Thế hệ không dùng Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 Hình Máy CT hệ c Thế hệ Cấu trúc: - Số lượng đầu dò tăng lên từ 400-800 bố trí vòng cung đối diện gắn cố định với bóng X-quang Chùm tia X phát theo hình quạt (30o-60o) tùy theo số lượng đầu dò Phương pháp quét: - Hệ thống đầu dò quay quanh đối tượng góc 360 o để thực lớp cắt Với cấu trúc hệ thống đo thực kiểu chuyển động quay Thời gian chụp cho lớp cắt 1-4s Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 Hình Máy CT hệ d Thế hệ Cấu trúc: - Số lượng đầu dò lớn 1000 Hệ thống đầu dò bố trị vòng tròn bao quanh giường bệnh nhân Phương pháp quét: - Hệ thống đầu dò đứng yên bóng X quang quay quanh khu vực cần chụp Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 Hình Máy CT hệ II Nguyên lý hoạt động Cấu trúc máy CT II.1Nguyên lý hoạt động Máy chụp Cắt Lớp Vi Tính thiết bị tạo ảnh số, công cụ cao cấp hệ thống kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh y học Nó dùng để thu thập tạo hình ảnh lớp cắt thuộc nhiều phận khác thể Bức xạ quang tuyến xuyên qua lớp cắt mỏng (1-10mm) vuông góc với trục thể tới đầu dò (Detector) Nguồn phát tia-Detector liên kết hữu với nhau, quay quanh thể thực khoảng hàng ngàn phép đo vòng quay 360o … Hệ thống máy tính điện tử tính toán, xử lý liệu tái tạo thành hình ảnh lớp cắt Cho hình ảnh vuông góc với trục thể Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 20111347-ĐTTT02 II.2Cấu trúc máy CT _ Dàn quay _ Bàn bệnh nhân _ Khối điều khiển chuyển động học _ Hệ thống máy tính _ Bàn điều khiển _ Hệ thống tạo điều khiển điện cao _ Và phụ kiện như: Đĩa quang từ, máy chụp Laser… Hình Cấu trúc máy CT Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 10 20111347-ĐTTT02 - II.3Nguyên lý tạo ảnh Chiếu tia X qua vật thể từ nhiều góc khác Các lát cắt chùm tia X qua vật thể chia thành cột nhỏ (nguyên tố, chia nhỏ nữa, coi tia) - Chùm tia X chiếu qua lớp cắt không đồng bị hấp thụ với mức độ khác nguyên tố thể tích Khả hấp thụ tia X nguyên tố thể tích biểu thị hệ số hấp thụ µ Id=Io*e-µo - Thực Khi chùm tia X xuyên qua dãy nguyên tố thể tích liền kề nhau, có hệ số suy giảm tuyến tính tương ứng µo, µ1, … µn quan hệ là: In=Io*e-(µo+µ1+ ….+ µn)d Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 11 20111347-ĐTTT02 - Hệ số suy giảm µ biểu khả hấp thụ tia X tế bào, chuyển đổi thành đơn vị đo đặc trưng cho máy CLĐT gọi số CT: CT = - Chỉ số nguyên tố thể tích hiển thị hình tương ứng với nguyên tố ảnh Tập hợp nguyên tố ảnh tạo nên ảnh lớp cắt II.4Các phương pháp quét máy CT Do cấu tạo Dàn quay khác nên phương pháp quét máy CT - khác Quét đảo chiều: Hệ thống quét quay thuận ngược chiều kim đồng hồ đan - xen nhau, quán tính học nên thời gian thực lớp cắt lớn 3s Quét liên tục: Hệ thống quay theo chiều việc cấp điện cao hạ thế, truyền tín hiệu ảnh phận dàn quay với máy tính thiết bị khác phải thông qua vòng trượt, giảm thời gian quét xuống 2 tạo khoảng hẹp kiện lớp cắt Hình 10 Tỷ số Pitch Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 14 20111347-ĐTTT02 Thí dụ: Với độ mở chùm tia 5mm _ Pitch =1 tức bàn bệnh nhân tịnh tiến 5mm vòng quay 360o _ Pitch = tức bàn bệnh nhân tịnh tiến 10mm vòng quay 360o Nhận xét: Khi tỷ số Pitch lớn thời gian quét rút ngắn khoảng cách vòng lớn tạo khoảng hẹp giữ liệu lớp cắt gây nhiễu ảnh Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 15 20111347-ĐTTT02 _ Tỷ số Pitch cho quét xoắn ốc đơn đa lát cắt Single Slice System MS Detector System Single Helix Four Interleaved Helices _ Ta có tỷ số Pitch sau: PitchX = Pitchd = Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 16 20111347-ĐTTT02 _ Ví dụ Pitchd Pitchx PitchX Pitchd Giá Trị Ví Dụ Ví Dụ X-ray collimation 20 mm 20 mm Detector width mm 10 mm Table travel 20 mm/rot 20 mm/rot Pitchx Pitchd Ví Dụ Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh Ví Dụ 17 20111347-ĐTTT02 Phần II Kết Luận Chất lượng hình ảnh quét xoắn ốc phải tối ưu hóa số yếu cầu: Chuẩn trực hẹp, phù hợp với vùng phủ sóng khối lượng định với thời gian quét định, để giảm thiểu hiệu ứng phần khối lượng tối ưu hóa chất lượng hình ảnh Thời gian xoay vòng phải nhanh để tối đa hóa để giảm thiểu mờ chuyển động Do khả đâm xuyên mạnh tia X nên CT khó phát tổn thương phần mềm so với MRI CT khó phát tổn thương sụn khớp (ở khớp háng, gối, cổ bàn chân, vai, khuỷu, cổ bàn tay ) dây chằng CT có giá trị thấp chẩn đoán tổn thương tủy sống Do hoạt động nguyên lý đo tỷ trọng nên quan có mật độ nằm cạnh khó phân biệt ranh giới hình ảnh CT, ví dụ hạch di ung thư nằm lẫn tổ chức phần mềm hay tổn thương đặc vùng cổ nằm lẫn Tài liệu tham khảo _ Article: Multislice Computed Tomography Basic Principles and Clinical Applications by A F Kopp, K Klingenbeck-Regn, M Heuschmid, A Küttner, B Ohnesorge, T.Flohr, S Schaller, C D Claussen _ Silde Computed Tomography Scanner by Ts Nguyen Thai Ha _ https://www.google.com.vn Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 18 [...]... trong dàn quay với máy tính và các thiết bị khác phải thông qua các vòng trượt, giảm thời gian quét xuống 2 thì sẽ tạo ra các khoảng hẹp không có dữ kiện giữa các lớp cắt Hình 10 Tỷ số Pitch Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 14 20111347-ĐTTT02 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... tia X xuyên qua một dãy nguyên tố thể tích liền kề nhau, có hệ số suy giảm tuyến tính tương ứng là µo, µ1, … µn thì quan hệ sẽ là: In=Io*e-(µo+µ1+ ….+ µn)d Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh 11 20111347-ĐTTT02 - Hệ số suy giảm µ biểu hiện khả năng hấp thụ tia X của tế bào, nó được chuyển đổi thành một đơn vị đo đặc trưng cho máy CLĐT gọi là chỉ số CT: CT = - Chỉ số của từng nguyên tố thể tích được hiển thị... collimation 20 mm 20 mm Detector width 5 mm 10 mm Table travel 20 mm/rot 20 mm/rot Pitchx Pitchd Ví Dụ 1 Báo Cáo Chẩn Đoán Hình Ảnh Ví Dụ 2 17 20111347-ĐTTT02 Phần II Kết Luận Chất lượng hình ảnh trong quét xoắn ốc phải được tối ưu hóa đối với một số yếu cầu: 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 ... pháp chụp cắt lớp vi tính (Computed tomography scanner), phương pháp giúp cho khảo sát chi tiết cấu trúc bên thể Hình Hounsfield máy chụp cắt lớp vi tính 1.2 Khái niệm chụp Cắt Lớp Vi Tính Chụp cắt. .. quay với máy tính thiết bị khác phải thông qua vòng trượt, giảm thời gian quét xuống