Nguyên lý cơ bản tia X

SIEMENS Healthineers -- Kiến thức X-quang Nguyên lý cơ bản tia X Tài liệu bổ sung cho kỹ thuật viên chẩn đoán hình ảnh Nguyên lý cơ bản tia X Nguyên lý tạo tia X Đĩa anode bằng Cũng như ánh sáng và sóng vô tuyến, Tia X là một phần của Trục Anode Tungsten/rhenium phổ sóng điện từ. Tia X có năng lượng cao hơn, do đó để Stator phân biệt với các sóng điện từ khác như ánh sáng, nhiệt hoặc sóng vô tuyến, ta dựa vào mức năng lượng của chúng. Trong Cathode môi trường chân không của ống tia X, các electron e Anode được gia tốc Dương cực Âm cực cho đến khi chúng đạt vận tốc lớn (Hình 1), sau đó các electron này va chạm với vật chất và tạo ra Tia X. Yếu tố quyết định ở đây là điện áp Rotor ống tia X (giá trị kV). Sau khi đi qua điện trường do điện áp tạo ra, các Cửa sổ tia X Bóng thủy tinh electron va chạm vào cực dương (= tiêu điểm). Động năng của Ống tia X Tia X Dây tóc (Filament) trong electron được chuyển đổi thành bức xạ tia X (khoảng 1%) và nhiệt chén hội tụ (focusing cup) (khoảng 99%). Tương tác giữa tia X và vật chất Hình 1: Quá trình tạo tia X ở tiêu điểm của cực dương (anode) Khi tia X đi qua vật chất, tia X bị suy giảm năng lượng. Trong y học, bức xạ tia X trải qua hai quá trình suy giảm: hấp thụ và tán xạ. Tài liệu bổ sung cho kỹ thuật viên chẩn đoán hình ảnh Trang 2 Nguyên lý cơ bản tia X Tia tán xạ Tiêu điểm Khi đi qua vật chất, tia X thay đổi hướng, hình thành nên tia tán xạ. Tia tán xạ ảnh hưởng lên chất lượng hình ảnh và khiến cho hình ảnh trở nên mờ hơn. Lượng tia tán xạ phụ thuộc vào kích thước và độ dày của vật thể mà tia X đi qua, tỷ lệ tia tán xạ so với tia chính (là tia X để tạo ảnh) có thể lên đến Chùm tia X 80:20. sơ cấp Fo Bệnh nhân Trong hầu hết các trường hợp, sử dụng lưới lọc tia tán xạ hay còn gọi là Tia tán xạ Mành được dùng để giảm tia tán xạ (Hình 2). Mành được đặt theo đường đi của tia X - đặt phía trên Tấm nhận ảnh để lọc tia tán xạ. Lá chì Mành cũng lọc đi một phần nhỏ tia chính. Ở các ca chụp trên trẻ em hoặc người lớn nhẹ cân, tia tán xạ ít hơn, do đó nên không sử dụng Mành Mành đối với các trường hợp này. Tấm nhận ảnh Hình 2: Sơ đồ mô tả cơ chế giảm thiểu tia tán xạ của Mành Tài liệu bổ sung cho kỹ thuật viên chẩn đoán hình ảnh Trang 3 Nguyên lý cơ bản tia X Nguyên lý tạo ảnh của Tấm nhận ảnh (FD - Flat detector) Bức xạ tia X Tấm nhận ảnh (FD) là thiết bị thu nhận hình ảnh kỹ thuật số. Bức xạ tia X được hấp thụ qua một lớp scintillator - vật liệu phát sáng. Lúc này, năng lượng của bức xạ tia X được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy được. Sau đó ánh sáng từ lớp scintillator được chuyển đổi thành tín hiệu điện Vật liệu phát sáng - Scintillator trong Photosensor - bộ cảm biến quang. Tấm nhận ảnh thu hình kỹ thuật số chất lượng cao cho cả chuỗi Bộ cảm biến quang - hình động và hình tĩnh, đồng thời hỗ trợ cho cả chế độ soi và chế độ chụp. Photosensor Scintillator – Vật liệu phát sáng Tín hiệu điện + - Vật liệu của scintillator là Caesium iodine (CsI), được sử dụng khá thành công và có hiệu quả cao trong bầu tăng sáng X-quang (X-ray image intensifiers). Vật liệu này được sắp xếp thành một phần tử liên tục, Chất nền thủy tinh - Glass substrate hoạt động trên toàn bộ bề mặt của nó. Nguyên lý hoạt động của Tấm nhận ảnh (detector) Tài liệu bổ sung cho kỹ thuật viên chẩn đoán hình ảnh Trang 4 Nguyên lý cơ bản tia X Kết cấu Dưới lớp scintillator (vật liệu phát sáng) là một ma trận 2880 x 2880 pixel (điểm ảnh). Ma trận này đuoợc tạo bởi công nghệ silic vô định hình (Amorphous silicon - hay còn gọi là “a-Si”). Mỗi pixel bao gồm một cảm biến quang và một Bức xạ tia X công tắc bán dẫn. Các công tắc, bộ điều khiển và bộ đọc điện tử này được dùng để nhận biết và số hóa tín hiệu của từng pixel. Vật liệu phát sáng Hiệu chỉnh - Calibration Giống như hệ thống chụp cắt lớp vi tính (CT), Tấm nhận ảnh (detector) cần được hiệu chỉnh. Việc hiệu chỉnh được thực hiện bằng cách phát tia mà không có bất kì vật nào giữa đầu đèn và detector. Việc hiệu chỉnh sẽ xác định và lưu trữ độ nhạy Điện tử của từng pixel. Trong quá trình tính toán bất kỳ hình ảnh liên tiếp nào, những chênh lệch nhỏ về độ nhạy của pixel có thể được bù lại để độ nhạy của toàn bộ Điều khiển bề mặt là như nhau. Công tắc Liều tia Cảm biến ánh sáng Pixel - Điểm ảnh Sau khi hiệu chỉnh, hệ thống sẽ nhận biết được mức tín hiệu mà một mức liều tia X tạo ra. Do đó có thể tính toán được yếu tố chuyển đổi từ thang xám sang mức liều tia X. Với thông tin này, Tấm nhận ảnh trạng thái rắn (solid - state detector) có thể được sử dụng làm buồng đo liều trong giới hạn liều nhất định. Sơ đồ kết cấu “a-Si” của tấm nhận ảnh (detector) SIEMENS Healthineers. Để sử dụng đúng phần mềm hoặc phần cứng, vui lòng luôn sử dụng tài liệu Hướng dẫn sử dụng cho người vận hành (gọi chung là Hướng dẫn vận hành) do Siemens Healthineers ban hành. Tài liệu này chỉ được sử dụng làm tài liệu đào tạo và không có nghĩa là sẽ thay thế tài liệu Hướng dẫn vận hành. Bất kỳ tài liệu nào được sử dụng trong đợt đào tạo này sẽ không được cập nhật thường xuyên và không nhất thiết phản ánh phiên bản mới nhất của phần mềm và phần cứng có sẵn tại thời điểm đào tạo. Hướng dẫn vận hành sẽ được sử dụng làm tài liệu tham khảo chính của bạn, đặc biệt là các thông tin về an toàn sử dụng như cảnh báo và lưu ý. Lưu ý: Một số chức năng đề cập trong tài liệu này là tùy chọn và có thể không có ở hệ thống của bạn. Một số sản phẩm, khiếu nại hoặc chức năng liên quan đến sản phẩm (gọi chung là "Tính năng") có thể không (chưa) có sẵn trên thị trường ở nước của bạn. Do các yêu cầu quy định, tính sẵn có trong tương lai của các Tính năng nói trên không được đảm bảo ở bất kỳ quốc gia cụ thể nào. Vui lòng liên hệ với đại diện bán hàng của Siemens Healthineers tại địa phương để biết thông tin mới nhất. Không được phép sao chép, truyền tải hoặc phân phối nội dung đào tạo này nếu không có ủy quyền rõ ràng bằng văn bản. Người vi phạm sẽ phải chịu trách nhiệm bồi thường thiệt hại. Tất cả tên và dữ liệu của bệnh nhân, thông số và cấu hình dựa vào chỉ định là hư cấu và ví dụ. Tất cả các quyền, bao gồm các quyền được cấp bằng sáng chế hoặc đăng ký của một mô hình hoặc thiết kế tiện ích đều được bảo lưu. Bản quyền © Công ty TNHH Siemens Healthcare Trụ sở chính Siemens Healthineers Henkestr. 127 91052 Erlangen, Đức Điện thoại: +49 9131 84 0 siemens.com/healthineers Tài liệu bổ sung cho kỹ thuật viên chẩn đoán hình ảnh Trang 6