Xquang trong thời đại kỹ thuật số

Ánh sáng được biến đổi sang tín hiệu điện Conversion to electrical charge HỆ THỐNG XQ KỸ THUẬT SỐ CR Computed Radiography Là hệ thống thu nhận và biến đổi tín hiệu từ tia X thành tín h

TRONG THỜI ĐẠI KỸ THUẬT SỐ

ONLINE

04/12/2021

1895 W.C Roentge phát hiện tia X

Sự phát triển của các kỹ thuật sử dụng tia X

3

Roentgen ti ̀m

ra tia X

X-quang kỹ

thuật số ra đời

sử dụng tấm

nhận ảnh không dây,

Ứng dụng X-quang trong thăm khám khám vú với sự

ra đời của

Nhũ ảnh 3D Tomosynthesis

1895

2021

Hệ thống quang rô-bốt đầu tiên – Ghi hình 3D realtime Kỹ thuật X-quang

X-chụp nối xương

trong chấn thương chinh hình

Ứng dụng công nghệ thông minh AI trên hệ thống X-quang

1896

Siemens và Halske đăng ký bằng sáng chế

Đầu bóng tia X

10/1895 Röntgen tạo

ra hình ảnh X-quang đầu tiên,

12/1895

Ứng dụng tia X phát minh ra hệ

thống CT đầu tiên

XQ trước đây

4

Cassettes and Imaging Plates

Dual function of cassette

 hold / protect the IP (Image Plate) against mechanical damage,

electrostatic charging, dust and dirt

 receive and hold the image identification and patient demographics data

RF CHIP

Phosphor base Imaging Plates

1 Tấm thu nhận ảnh -IP: Cấu tạo từ chất

Phospho – năng lượng tia X được thu tại đây

2 Đầu đọc (Readout Process): Tấm IP được

đưa vào để quét tại đây bằng chùm tia Laser,

năng lượng tia X biến đổi thành ánh sáng.

3 Ánh sáng được biến đổi sang tín hiệu điện

(Conversion to electrical charge)

HỆ THỐNG XQ KỸ THUẬT SỐ CR (Computed Radiography)

Là hệ thống thu nhận và biến đổi tín hiệu từ tia X

thành tín hiệu hình ảnh số hóa, hiển thị, lưu trữ và

truyền tải trên máy tính

Hệ thống CR bao gồm:

Version 2.2

Friendship Hospital

Imaging Plate

X-ray

FCR Console Filing/ Storage

Your existing equipment

Hệ thống thu nhận tín hiệu tia X, cho đầu ra là hình ảnh

X quang số hóa, được hiển thị và lưu trữ trên máy tính

Sử dụng liều tia thấp hơn so với CR, mà chất

lượng hình ảnh tốt hơn

Không cần đầu đọc, loại bỏ thao tác đọc tấm

Hình ảnh hiển thị nhanh dưới 10 giây sau khi chụp

HỆ THỐNG XQ KỸ THUẬT SỐ DR (Digital Radiography)

Một số ưu điểm so với CR:

Có hai dạng công nghệ tấm DR

Các bộ thu kiểu này gồm 2 phần

Lớp chất nhấp nháy (Scintillator ): Có chức năng biến tín hiệu tia X thành ánh sáng trong vùng nhìn thấy

Tín hiệu ánh sáng được biến đổi thành năng

lượng điện qua công nghệ CCD – sử dụng

công nghệ quang học để biến đổi, tuy nhiên

trên thực tế hệ thống phải trải qua nhiều quá

trình biến đổi mới ra tín hiệu điện, nên tín

hiệu dễ bị nhiễu

Ngày này công nghệ này ít được ứng dụng

Công nghệ biến đổi CCD – Charge Couple Display

Ứng dụng các kỹ thuật điện tử mới nhằm cải tiến hệ thống biến đổi từ ánh sáng sang điện, giúp tăng chất lượng hình ảnh và thu gọn kích thước tấm thu

Công nghệ tấm cảm biến phẳng – Flat Panel Display

Tấm thu sử dụng công nghệ FPD trên thị trường hiện nay có kích thước giống như với các cassette phim X-quang truyền thống

Dựa trên công nghệ biến đổi tia X thành tín hiệu điện có thể chia thành loại gián tiếp

(Indirect ) và trực tiếp (direct)

Biến đổi gián tiếp - Indirect

Thuật ngữ gián tiếp để chỉ tia X không được biến đổi trực tiếp thành tín hiệu điện và vẫnphải trải qua một quá trình biến đổi thành ánh sáng

Biến đổi gián tiếp - Indirect

CSI or GOS

Bộ phận nhấp nháy (Scintillator): có chức năng biến tín hiệu tia X thành ánh sáng Hai chất thường được sử dụng là Gadolinium Oxysulfide (GOS) và Cesium Iodide (CsI).

Photodiode: ánh sáng được đưa qua đây để biến

thành điện năng và được lưu trong các tụ điện

TFT – Array (Thin Film Transitor): Giúp đọc

các tín hiệu điện tạo ra bởi các Photodiode và

được lưu trong các tụ TFT là loại IC diện tích

rộng được chế tạo bằng cách ngưng tụ một số

chất bán dẫn lên một bảng mỏng

Cấu trúc lớp nhấp nháy

Cấu trúc chất nhấp nháy:

Chất Cesium Iodide – CSI có cấu trúc dạng kim, có tính chất dẫn ánh sáng tổ hơn so với

GOS nên cho chất lượng hình ảnh cao hơn , nhưng giá thành cũng cao hơn

Thuật ngữ trực tiếp để chỉ tia X được biến đổi trực tiếp thành tín hiệu điện mà không cần giai đoạn biến đổi thành ánh sáng nhìn thấy

Biến đổi trực tiếp - Direct

Thường có chất lượng hình ảnh cao hơn loại gián tiếp

Nhưng tấm FPD loại này có thể cho điểm ảnh nhỏ 50 µm – 100 µm

Nhược điểm:

Giá thành cao hơn nhiều so với gián tiếp

Dùng chất a-Se là chất nhạy cảm với

môi trường

Phù hợp dùng cho hệ thống

Mamography

Hiển thị kết quả

Tối ưu hóa hình ảnh

qua phần mềm Hậu xử lý hình

ảnh

Tia X được tạo ra

với Bộ phát và Đầu bóng Quá trình tia X đi qua Collimator, Lưới lọc tia và Buồng kiểm soát phát tia

Bộ phát Đầu bóng Collimator Lưới lọc tia Buồng kiểm soát

phát tia Tấm nhận ảnh

Thu nhận hình ảnh

với Tấm nhận ảnh

19

LIỀU TIA: Kiểm soát?

Liều bức xạ tia X ghi nhận

trên hình ảnh X-quang (Liều

phát) thường được đo bằng

đơn vị Gray(Gy) và thường

được hiển thị trên hình ảnh

Như trong trường hợp này:

0,14 µGy * m²

Liều tia thay đổi khi điều chỉnh Collimator

Công suất của bộ phát

- Quyết định đầu ra của thông số: kV, mA, mAs: là các thông số tạo ảnh chính.

- Bộ nguồn có công suất cao thì càng tốt.

- Công suất: 55 kW trở lên

- Khoảng kV: thường từ 40 đến 150

- Khoảng mA: phải lớn hơn 500 mA

Đầu bóng

• Đầu bóng tia X có các thiết kế, hiệu

suất khác nhau tùy theo các ứng

dụng chẩn đoán.

• Độ trữ nhiệt của đầu bóng là một

trong những yếu tố quan trọng để

đánh giá độ bền của Đầu bóng

• Độ trữ nhiệt của đầu bóng cần tối

nhiệt năng tại Anode

An Toàn Tia X

Ca ́c phương pháp thu nhận hình ảnh

Rửa phim nước

CR cassette

Tấm nhận ảnh không dây Tấm nhận

ảnh có dây

Tâ ́m nhận ảnh hoạt động như thế nào?

Bức xạ X được hấp thụ qua một lớp

scintillator - vật liệu phát sáng (CsI) Lúc

này, năng lượng của bức xạ X được

chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy

được Ánh sáng từ lớp scintillator và được

chuyển đổi thành tín hiệu điện trong

Photosensor - bộ cảm biến quang.

Vật liệu phát sáng CsI Tia X

TF T

27

DQE 84%, MTF 73% S-VUE

Xử lý hình ảnh AEC, DAP

Quản lý liều chụp

Image Quality

Dose

CHỈ ĐỊNH CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH

Why Computer Radiography?

A Breakdown of Request in a Typical Radiology

XQ th ườ ng quy

Viêm thùy trên phổi trái

Rãnh liên thùy trái

Tiến triển tốt sau ĐT kháng sinh

Using Lung X-rays to Diagnose COVID-19

36

Cấp cứu

37

XQ TRONG CHỈNH HÌNH

43

XQ trong bệnh lý đường tiêu hoá

44

Tăng sáng truyền hình

 Đánh giá dạ dày

 Xoắn dạ dày

Ứng dụng của XQ

47

Nam 55T, ho và khó thở khi gắng sức, hút thuốc 36 bao/năm Nốt mờ ở hạ đòn phải.

CLVT:

phải có nhiều nốt thứ phát

Nữ 38T, gày sút cân ít, ho mạn tính kèm sốt nhẹ

BK âm tính

Thâm nhiễm lao BK âm tính Trên CLVT không chẩn đoán ngay được mà chỉ

mô tả có thâm nhiễm nhiều nốt nhỏ tập trung thành đám ở thùy trên

BN nam 53T,thể trạng suy kiệt, khó thở, sốt

Có phải lao kê?

Không: Phim CLVT cho thấy nhiều nốt mờ lan tỏa có kích thước khác nhau, nghĩtới tổn thương ung thư Di căn não, hạch và xương

Ngày nay: Hệ thống X quang KTS hầu hết dùng công nghệ FPD với biến đổi gián tiếpIndirect với các công nghệ tiên tiến sau:

Kích thước điểm ảnh siêu nhỏ 100 µm, chất nhạy sáng CSI

AeroDR 3 100μm

A

Company E 150μm

KÍch thước điểm ảnh 100 µm mang lại chất lượng hình ảnh sắc nét hơn đáng

kể khi so sánh với 150 µm

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

Phù hợp với tính linh động cao, sử dụng nhiều nơi

Lưu trữ ảnh ngay trong tấm lên đến 200 ảnh, thuận tiện khi chụp bệnh nhân cấp

cứu, hoặc chụp với X quang di động Hình ảnh có thể được chụp và lưu trong tấm

trước, sau đó truyền tải đến trạm xử lý sau

Đơn giản hóa thao tác với kết nối không dây hoặc có dây

Khả năng chống cong vênh cao: Phù hợp

chụp bệnh nhân nằm tại gường

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

Một số công áp dụng trên DR hiện nay

Công nghệ tự động cảm biến tia X (AED): ◆KonicaMinolta Công nghệ cảm biến tia X

Read out charges Transmit image data

Exposure

X-ray detection (AERO SYNC)

auto-X-ray

X-ray detected

Với AeroDR 3 chỉ mất khoảng 4s cho toàn bộ quá trình tạo ảnh

Sử dụng hầu hết các máy X Quang với thời gian xử lý ảnh chỉ 4 giây

Phâ ̀n mềm hậu xử lý hình ảnh

• Cung cấp độ chi tiết cao hơn ở liều thấp hơn

• Rút ngắn thao thác điều chỉnh hình ảnh thủ

công

• Đem lại chất lượng hình ảnh đồng nhất

IntelligentGrid là một chức năng sử lý ảnh để cải thiện độ tương phản do tia X bị phân tán để tạo ảnh có mức độ tương phản tương tự với một ảnh không có lưới lọc

With grid W/O grid

W/O grid+IG processing

Exposure condition is not changed regardless of using grid.

Lưới lọc ảo - IntelligenGrid

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

IntelligentGrid Không áp dụng

Hình minh họa

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

Phần mặt sau

Phần tấm giữa

Phần mặt trước

Cấu trúc bằng Car-bon

Hệ thống detector được thiết kế

với carbon với cấu trúc

Super monocoque housing structure

Khung Carbon, tối ưu độ bền, chống nước, trọng lượng chỉ 2.6kg

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

4 Máy có tính năng chụp Nối hình không ?

Máy có tính năng chụp Nối hình

Có thể chụp từng phần trên cơ thể rồi

máy sẽ tự động nối các phần vào với

nhau

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

IV PHẦN MỀM XỬ LÝ HÌNH ẢNH SẮC NÉT - REALISM

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

IV PHẦN MỀM XỬ LÝ HÌNH ẢNH SẮC NÉT - REALISM

Một số công nghệ áp dụng trên DR hiện nay

RThông thường

REALISM

IV PHẦN MỀM XỬ LÝ HÌNH ẢNH SẮC NÉT - REALISM

AEC – Kiê ̉m soát phát tia tự động

Điều chỉnh liều tia phù hợp tùy từng Bệnh nhân và bộ phận chụp

Kê ́t hợp AI trong điều chỉnh Collimator