1 / 29

TẠO ẢNH BẰNG TIA X

TẠO ẢNH BẰNG TIA X. Dẫn nhập Tia X chẩn đoán : bóng tia X của cơ thể 3. Tương tác của tia X với cơ thể 4. Tạo ảnh tia X 5. Chất cản quang 6. Tạo tia X 7. Đầu đo tia X 8. Chụp nhũ ảnh 9. X quang số hóa 10. CT 11. Ứng dụng. 1. Dẫn nhập:. Lịch sử 106 năm

jeneva
Download Presentation

TẠO ẢNH BẰNG TIA X

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TẠO ẢNH BẰNG TIA X Dẫnnhập Tia X chẩnđoán: bóngtia X củacơthể 3. Tươngtáccủatia X vớicơthể 4. Tạoảnhtia X 5. Chấtcảnquang 6. Tạotia X 7. Đầuđotia X 8. Chụpnhũảnh 9. X quangsốhóa 10. CT 11. Ứngdụng

  2. 1. Dẫn nhập: • Lịch sử 106 năm • Cái nhìn thoáng qua rẻ và tiện dụng • Phổ biến nhất: Mỹ: 80% dân số chụp ít nhất một phim X quang hàng năm • CT + MRI có sức mạnh lớn (2 giải Nobel sinh lý học hoặc y học 1979 và 2003) Allan M. Cormack (trên) và Godfrey N. Hounsfield (dưới) đoạt giải Nobel 1979 do phát triển kỹ thuật CT

  3. 2. Tia X chẩn đoán: bóng tia X của cơ thể * Bản chất của tạo ảnh X quang: Bóng của tia X Vùng sáng: ít tia X tới hơn Vùng tối: nhiều tia X tới hơn

  4. Các quá trình vật lý khi tia X đi vào cơ thể: • Phản xạ • Tán xạ • Hấp thụ • Huỳnh quang • Truyền qua Ảnh tia X dựa trên sự truyền qua Huỳnh quang tia X dựa trên sự huỳnh quang

  5. * Phân biệt tia X và tia γ trong vật lý y học: • Tia X: photon phổ liên tục từ bóng phát tia X • Tia γ: photon năng lượng đặc trưng từ các đồng vị phóng xạ

  6. 3. Tương tác của tia X với cơ thể: • Ba hiệu ứng: Quang điện (năng lượng < 100 keV, chủ yếu < 25 keV) Compton (nặng lượng > 25 keV) Tạo cặp (năng lượng > 2 MeV)

  7. Hiệu ứng quang điện: • Photon tới tương tác với điện tử lớp trong: Tia X bị hấp thụ hoàn toàn, còn điện tử được giải phóng, trở thành quang điện tử, trước khi bị tái hấp thụ • Quỹ đạo trống được tái lấp đầy nhờ bắt điện tử. Năng lượng dư được giải phóng dưới dạng tia X đặc trưng. • Góp phần tạo ảnh tia X

  8. Hiệu ứng phụ thuộc vào nguyên tố hóa học trong cơ thể • Xác suất hiệu ứng tỷ lệ với Z3, trong đó Z là nguyên tử số (số proton trong nhân) • Trong cơ thể, các nguyên tố có Z thấp: carbon (6), ni-tơ (7), oxy (8), hydro (1), nước (7,42), cơ (7,46), mỡ (5,92) Mô mềm (7,4) Xương (11,6 - 13,8) vì 10% là canxi (20) • Chì (82) hấp thụ tia X rất mạnh, nên thường dùng để che chắn

  9. Sự hấp thụ trong xương lớn hơn mô mềm tới (12,7/7,4)3 = 5 lần • Khi E tăng, xác suất hiệu ứng quang điện giảm. Khi E tia X trùng với năng lượng giải phóng điện tử, nó được gọi là giới hạn hấp thụ. Giới hạn hấp thụ do Z qui định • Người chụp X quang cần chọn năng lượng tia X trùng với giới hạn hấp thụ của đầu thu hoặc chất cản quang

  10. Hiệu ứng Compton: • Khi E tăng (> 25 keV), hiệu ứng Compton trở nên quan trọng. • Photon giải phóng điện tử lớp ngoài và bị tán xạ khỏi hướng ban đầu (tán xạ). • Nguyên tử bị ion hóa, tạo điện tử tự do. • Tia X tán xạ có thể tiếp tục gây hiệu ứng Compton với các nguyên tử khác. • Không tạo ảnh. Làm giảm độ tương phản. Cần ngăn chặn!

  11. Hiệu ứng tạo cặp: • Khi E > 2m0c2: tia X tương tác với trường hạt nhân và tạo cặp (e+, e-). • E > 2 MeV • Cặp (e+, e-) có thể gây các hiệu ứng thứ cấp • Không góp phần tạo ảnh tia X

  12. Sự suy giảm tia X: • Do tương tác với vật chất, tia X tắt dần • Quy luật: I(x) = I0 exp(-µx) I(x) : chùm tia X truyền qua I0 : chùm tia X tới µ : hệ số tắt dần x : kích thước mẫu • Trong cơ thể, các lớp tổ chức có hệ số tắt dần khác nhau: I(x) = I0 exp[-(µ1x1 + µ2x2 + µ3x3 + …)]

  13. 4. Các yếu tố cơ bản để tạo ảnh tia X: • Ba yếu tố căn bản quyết định chất lượng ảnh: độ tương phản độ phân giải (không gian) độ nhòe (ồn) • Các yếu tố bổ sung: sự hấp thụ (hiệu ứng quang điện) sự tán xạ (hiệu ứng Compton) chất lượng ảnh liều hấp thụ (nguy cơ) • Sự cân bằng tối ưu: liều thấp & tia X truyền qua đủ tạo ảnh tốt

  14. Sự tương phản: • Sự khác nhau tính theo % giữa các tín hiệu tia X tại 2 vị trí xét: C = (I1 - I2)/I1 = 1 - exp[-(µ2 - µ1)x2] • Các yếu tố ảnh hưởng:

  15. Vai trò của năng lượng tia X: Năng lượng lớn: tia X truyền qua tốt hơn • Lớptổchứcdày (lồngngực): E cần đủlớn E nhỏquá: tia X bịhấpthụhoặctán xạtrướckhitớiđầuđo (chỉtăng liềugâyhại) E lớnquá: h/ư Compton chiếmưu thế: tia X bịtánxạ, khôngtạoảnh màlàmgiảmđộtươngphản (tánxạ góp 50-90% lượngtia X tớiđầuđo) • Lớptổchứcmỏng (nhũảnh): E nhỏ độtươngphảntốt (íttánxạ) liềuthấp

  16. Giảm tia tán xạ? • Lớp không khí giữa bệnh nhân và đầu đo • Lưới chì giữa bệnh nhân và đầu đo

  17. Độ nhòe (ồn): • Số lượng tia X tới đầu đo quyết định ồn: Tr/bình ± Độ lệch chuẩn lượng tia X lớn: ảnh ít nhòe • Tăng lượng tia tới đầu đo: Tăng cường độ chùm tia (tăng mA) Tăng thời gian chiếu tia Dùng đầu đo chất lượng tốt Hai giải pháp trước làm tăng liều!

  18. Độ phân giải không gian: • K/cách nhỏ nhất giữa 2 điểm còn phân biệt được • T/chất tia X và đầu đo, hình học dùng tạo ảnh quyết định độ phân giải (cử động!) • Thông thường 1 mm; có thể 0,1 mm

  19. 5. Chất cản quang: • Để tăng độ tương phản • Barium (Z=56) và Iodine (Z=53) Không độc Hấp thụ mạnh Giới hạn hấp thụ 37,4 và 33,2 keV (vùng tia X chẩn đoán thông dụng) • Barium: tiêu hóa • Iodine: tiết niệu tuần hoàn

  20. 6. Tạo tia X: • Bóng phát tia X: Cực âm: phát điện tử tự do Điện tử gia tốc, đập vào cực dương, tạo ra tia X • Tia X hãm: e bị hãm trong trường hạt nhân, mất năng lượng và lệch hướng. phần E dư phát xạ tia X (hãm)

  21. * Tia X đặc trưng: Tia X va chạm với e lớp trong, giải phóng nó. E lớp ngoài sẽ nhảy vào chỗ trống và phát tia X (đặc trưng) • Đặc trưng cho loại nguyên tử cấu trúc nên anode

  22. Cường độ và điện thế? • Cường độ (mA): Số lượng e, do đó số lượng photon tia X • Điện thế (kV): năng lượng của một photon tia X (keV)

  23. Anode (cực dương): • Tiêu chí: tạo tia X có năng lượng thích hợp nhiệt độ nóng chảy cao tản nhiệt tốt • Anode quay • Tungsten: năng lượng lớn chụp lồng ngực • Molybdenum: năng lượng nhỏ (giới hạn hấp thụ 20 keV) chụp chi trên; nhũ ảnh

  24. 7. Đầu đo: • Phim • Màn huỳnh quang • Màn hình

  25. 8. Chụp nhũ ảnh: • Tia X năng lượng thấp • Đè nhũ: Giảm liều tia X (giảm x) Tăng độ phân giải (không nhòe do cử động) Các lớp mô ít chồng lên nhau Ít tạo sự tán xạ (tăng độ tương phản)

  26. 9. X quang xóa nền: • Do sự hấp thụ khá tương đồng giữa các mô mềm nên thông tin giải phẫu có thể chìm trong nền. • Dùng chất màu tạo tương phản khi chụp mạch, nhưng nền vẫn rõ • Dùng kỹ thuật máy tính: số hóa trừ Chụp mạch trước và sau khi tiêm chích Số hóa ảnh Ảnh sau - ảnh trước: xóa nền.

  27. 10. X quang cắt lớp điện toán (CT): • X quang thông thường: ảnh 2 chiều • CT: ảnh 3 chiều • Bóng phát và đầu thu quay tròn

  28. * Máy CT biểu diễn sự hấp thụ tia X bằng số CT Số CT = [(µmô - µnước)/µmô ] x 1000 [Số CT] = Hounsfield Nước: số CT = 0 Mỡ: số CT < 0 Còn lại: số CT > 0

  29. Nhược điểm của CT: vẫn là phương pháp tạo ảnh bằng tia X • Suy cho cùng, ảnh CT cũng chỉ là bản đồ hệ số tắt dần hoặc mật độ. Nó là phép đo giải phẫu không đủ nhạy trong một số trường hợp • CT truyền thống bị hình học quét giới hạn Việc tạo hình theo các mặt cắt khác do máy tính thực hiện với độ phân giải thấp hơn

More Related