Luận văn Mô phỏng tính liều bức xạ máy chụp cắt lớp điện toán (ct)

Trải qua gần 4 thập kỷ hình thành và phát triển, máy chụp cắt lớp điện toán (Computed tomography –CT) đã được ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán hình ảnhy học.Là công cụ chẩn đoán trong nhiều lĩnh vực lâm sàng như chẩn đoán ung thư, các vấn đề xương khớp, tổn thương mô mềm bên trong cơ thể, cũng như chấn thương vùng đầu, Trong kỹ thuật chụp cắt lớp dùng tia X, ảnh tái tạo từ các hình chiếu. Hình chiếu thu được bằng cách đo suy hao của bức xạ qua vật thể tại các góc khác nhau. Thiết bị chẩn đoán hình ảnh CT cho phép thu thập các số liệu bên trong cơ thể bệnh nhân để tái tạo cấu trúc giải phẫu bệnh nhân 2D, 3D; từ đó xác định các khối u và có cấu trúc giới hạn trong mỗi ảnh của bệnh nhân. Những hình ảnh này được sử dụng để quyết định các giải pháp điều trị cho bệnh nhân. CT được tổng hợp từcác lĩnh vực khác nhau của khoa học như toán học, cơ học, vật lý, điện tử, tin học để ứng dụng vào y học, chẩn đoán bệnh. Cơ sở vật lý của CT là các cơ chế phát bức xạ tia X, tương tác năng lượng chùm tia bức xạ với mô sống, suy giảm năng lượng. Nền tảng đầu tiên của toán học được ứng dụng vào lĩnh vực CT chính là các thuật toán biến đổi Radon (nhà toán học Radon xây dựn g năm 1917). Tiếp theo là các phép toán khác như phép lọc biến đổi ngược (filtered back projection), các thuật toán Ram-Lak (Ramachandran and Lakshminarayanan, 1970), Shepp -Logan (Shepp and Logan, 1974 ), Cosine, Hamming, Hann, [6] Các thiết bị cơ học , điện tử của CT đòi hỏi độ chính xác cao , vòng xoay với tốc độ nhanh, đầu phát tia X với năng lượng cao, Tương tự như các thiết bị chụp X quang thông thường nhưng phương pháp chụp cắt lớp điện toàn đòi hỏi năng lượng chùm tia X lớn hơn nhiều, do đó đầu phát tia X hoạt động ở điện lên đến hàng trăm Kv. Bên cạnh đó, các thông tin về ảnh chụp ở dạng kĩ thuật số, vì vậy không thể thiếu sức mạnh của máy tính để xử lý ảnh theo cá c yêu cầu khác nhau. Các vấn đề tăng độ tương phản giữa các mô, cơ quan, độ sáng, xem ảnh dưới nhiều góc độ khác nhau, tất cả đều được các phần mềm giải quyết. Ở nước ta hiện nay, hầu hết các bệnh viện lớn đều đã tr ang bị máy CT phục vụ công tác chẩn đoán hình ảnh.Nhưng việc nghiên cứu các vấn đề liên quan đến máy CT còn rất ít. Hầu hết chỉ dừng lại ở mức giới thiệu về một số tính năng, lợi ích của chẩn đoán hình ảnh bằng máy CT . Với các bệnh viện các vấn đề bảo trì và sửa chữa thiết bị CT hầu như phụ thuộc nhiều vào các đối tác cung cấp trang thiết bị này.Với sinh viên thì đây là đề tài hết sức mới mẻ và rất rộng .Trên cơ sở đó mục tiêu c ủa luận văn sẽ nghiên cứu một số vấn đề sau: LVTN: Mô phỏng tính liều bức xạ máy ch ụp cắt lớp điện toán (CT). www.bme.vn SVTH: LÊ MINH ĐẠT GVHD:Ts. HUỲNH QUAN G LINH 2 ? Phần I: Tổng quan về máy CT . ? Cơ sở vật lý của thiết bị chẩn đoán hình ảnh CT . Ảnh tái tạo từ các hình chiếu. Hình chiếu thu được bằng cách đo suy hao của bức xạ qua vật thể tại các góc khác nhau. ? Cấu tạo máy MSCT16 ( Multi -Slice Computed Tomography 16 ).Với hệ thống đầu dò lượng tử 40 hàng có khả năng thực hiện quét với chế độ 16x0.5 mm, thời gian xoay ganty 0.5s /vòng, MSCT16 thể hiện là một ch uẩn trong kỹ thuật chẩn đoán ảnh. Các vấn đề liên quan đến hệ thống phần cứng của máy CT sẽ được đề cập đến như: hệ thống phân phối điện áp, gantry, bàn nâng bệnh nhân, khối điều khiển trung tâm , khối xử lý ảnh, hiể n thị, lưu trữ. ? Hệ thống phần mềm thu nhận ảnh, xử lý ảnh CT .Các chức năng quét ảnh, xử lý ảnh, quản lý dữ liệu bệnh nhân. ? Vận hành máy CT : quy trình chụp ảnh, xử lý ảnh. ? Một số hư hỏng, bảo trì máy. ? Do CT hoạt động trên cơ sở bức xạ tia X nên các vấn đề liên quan đến an toàn phóng xạ cũng cần được quan tâm. Phần II sẽ đề cập các vấn đề liên quan đến liều lượng bức xạ, liều lượng hấp thụ ở máy CT ,cũng như mô phỏng tính liều bức xạ. ? Các khái niệm về liều bức xạ, liều hấp thụ, liều hiệu dụng . ? Hệ thống điều khiển dòng tự động . ? Tương quan giữa liều bức xạ với chất lượng ảnh. ? Mô phỏng tính liều bức xạ, tính toán các giá trị như chỉ số liều ở m áy CT (CTDI), giá trị liều theo chiều dài vùng được quét DLP. ? Liên hệ từ thực tế (số liệu thu thập tại phòng CT, trung tâm chẩn đoán y khoa medic Hòa Hảo).