BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ LASER BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN CẤP BỘ KHẢO SÁT NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ TỔNG THỂ
THIẾT BỊ CHỤP X-QUANG TẦN SỐ CAO 500mA
(Digital Controlled X-Ray Instrument) Chủ nhiệm đề tài: KS. LÊ HUY TUẤN


X- Quang tần số cao 500mA, tiến tới thiết lập đề án khả thi nhằm
chế tạo toàn bộ thiết bị này tại Việt Nam.
11. Nội dung: 1 Khảo sát TT nguyên lý, đo lờng, phân tích các tham số điều
khiển, kỹ thuật của thiết bị chụp X- Quang tần số cao 500mA.
2 Thiết kế TT hệ thống thiết bị ( Bàn bệnh nhân, giá đỡ, ống X
Quang, tủ điều hành, bộ lập trình điều khiển mặt máy, cao áp).

12. Nhu cầu Kinh tế Xã hội, nơi áp dụng (u thế áp dụng, giá thành thiết bị):
Hiện nay, hầu hết các thiết bị chụp X Quang tần số cao ở Việt Nam phải nhập
từ nớc ngoài với giá thành khá cao từ (40.000 ữ 100.000USD tuỳ loại). Trong khi
đó tình trạng bệnh nhân quá tải trong các bệnh viện ngày càng tăng trong việc chụp
dạ dầy, ngực, tiết niệu, xơng.(chiếm đến 70% số lợng bệnh nhân nhập viện)
Việc nghiêu cứu, triển khai đề tài này sẽ đem lại nhiều lợi ích kinh tế xã hội; ngoài
ra còn đáp ứng đợc vấn đề bảo trì thiết bị lâu dài và lắp đặt, đào tạo chủ động.

13. Tình hình nghiên cứu trong, ngoài nớc:
Trong nớc: Đến thời điểm này, cha có tổ chức nào đặt vấn đề nghiên cứu thiết
kế tổng thể chi tiết và chế tạo hoàn chỉnh thiết bị X Quang tần số cao.
Trên thế giới: Thiết bị X Quang tần số cao khá phức tạp, chỉ có một số nớc có
nền tảng công nghệ tốt đã chế tạo và ứng dụng rộng rãi. Nó có nhiều u thế trong sử
dụng: Nhanh, chính xác, xử lý - lu trữ thuận tiện, hiệu quả, an toàn, gọn nhẹ.
Bởi vậy đề tài có tính thiết thực và cấp thiết cho nền y học nớc nhà.
Mục lục

Phần 1
Khảo sát nguyên lý tổng thể thiết bị chụp X- Quang
tần số cao 500mA
Trang
A. Tổng quan


6
Hình 01 : Hình ảnh máy chụp mạch 1 và 2 bình diện
7
A361. Chụp mạch.
8
Hình 02 : Chụp mạch X quang có thuốc cản quang
8
A362. Các yêu cầu khi chụp mạch
8
Hình 03 : Sơ đồ một máy chụp mạch
8
A37. ứng dụng của chụp mạch.
9

b. Nguyên lý và cấu trúc cơ bản của thiết bị x quang.

10
B1. Bức xạ tia X.
10
B2. Đặc trng cơ bản của tia X.
11
B3. ảnh X Quang.
12
B31. Độ tơng phản
12
B32. Độ sắc nét.
12
B33. Độ phân giải.
13
B4. Cấu trúc cơ bản của hệ thống.

C113: Cấu tạo và nguyên lý của bóng X - Quang có Anốt cố định:
17
Hình 07: Cấu tạo một bóng X- quang có Anốt cố định.
17
a) Ka tốt:
18
Hình 08: Mô tả một Katốt kép
18
b) A nốt:
18
Hình 09 : Quan hệ giữa góc đích với chấm hội tụ thực và chấm hội tụ hiệu dụng.
18
c) Thiết bị loại bỏ các tia mềm:
19
d) Mạch khác phục trạng thái dới bão hoà:
19
C114: Cấu tạo bóng X-Quang có A-nốt quay:
20
Hình 10: Cấu trúc một Anốt quay.
20
a) A tốt:
20
b) Động cơ A nốt:
21
c) Vỏ thuỷ tinh
21
Hình 11 : Ruột và vỏ thuỷ tinh một loại bóng A-nốt quay.
21
C115: Khả năng tản nhiệt của bóng :
21

C22. Giá đỡ (Stand).
26
C23. Đờng ray (Rail).
27
Hình 15: Mô hình kết cấu giá đỡ, đờng ray
27
C24. Bàn bệnh nhân (Table).
27
Hình 16 : Bàn bệnh nhân, hộp Catssets
27
C3. Khối nguồn cao áp (biến áp cao áp, dao động cao tần công suất).
28
C31. Biến áp cao áp (High Trans).
28
C311. Biến áp
28
Hình 17: Cao áp
28
a) Cấu tạo
28
b) Dầu cách điện trong khối cao thế
29
C312. Chỉnh lu cao thế .
29
a ) Chỉnh lu cao thế một pha nửa sóng
29
b) Chỉnh lu cao thế 1 pha cả sóng
30
c) Chỉnh lu cao thế bội áp
30

36
A. đặc điểm, thông số kỹ thuật.

36
A1. Đặc điểm, u thế.
36
A2. Cấu trúc thiết bị.
36
Hình 21 : Cấu trúc thiết bị
37
A3. Điều kiện kỹ thuật an toàn bắt buộc khi lắp đặt và sử dụng.
37
A31. Điều kiện kỹ thuật an toàn về môi trờng.
37
A32. Điều kiện kỹ thuật an toàn về nguồn điện.
38
A33. Điều kiện kỹ thuật an toàn về vận hành, vận chuyển, bảo hành, bảo trì, sửa chữa
39
A4. Thông số kỹ thuật.
40
A41. Thông số kỹ thuật toàn hệ thống (Specification).
40
Bảng 1 : Thông số kỹ thuật toàn hệ thống
40
A42. Khối cao áp cung cấp cao áp cho bóng X -Quang.
41
Bảng 2 : Thông số kỹ thuật khối cao áp
41
A43. Nguồn cung cấp cho toàn thiết bị.
41

B1. Tháo dỡ
43
Hình 22 : Mô tả thiết bị khi tháo dỡ
43
B2. Lắp ráp và kích thớc tổng thể.
44
Hình23 : Độ dài tổng thể
44
Hình 24 : Lắp ráp mặt bàn vào tủ chân bàn
44
B21. Lắp ráp bàn bệnh nhân
44
B22. Lắp ráp đờng ray.
45
Hình 25 : Lắp ráp đờng ray
45
B23. Lắp ráp giá đỡ.
45
Hình 26 : Lắp ghép giá đỡ
45
B24. Lắp ráp mâm trợt của giá đỡ hệ bóng X- Quang.
46
Hình 27 : Lắp ráp mâm trợt của giá đỡ hệ bóng X- Quang
46
B25. Lắp ráp hệ bóng X- Quang.
46
Hình 28 : Lắp ráp hệ bóng X- Quang
46
Hình 29 : Nối dây
47

Hình 38 : Chú thích các nút điều chỉnh số liệu tơng ứng với các bộ phận
51
Hình 39 : Biễu diễn so sánh đặc tính chế độ mA COMP và thờng
51
B33. Cài đặt S/W trong khối điều khiển mặt máy
52
Hình 40 : Cài đặt S/W trong khối điều khiển mặt máy .
52
B34. Kiểm tra các thông số.
52
B341. Kiểm tra về sợi đốt.
52
a) Kiểm tra về sợi đốt.
52
Bảng 10 : Thông số kiểm tra sợi đốt
52
b) Kiểm tra tần số sợi đốt
53
Bảng 11 : Tần số kiểm tra sợi đốt
53
c) Kiểm tra sự phản hồi sợi đốt.
53
Bảng 12 : Sự phản hồi sợi đốt
53
B3742. Kiểm tra Rotor.
53
a) Kiểm tra sự kết nối Rotor
53
Bảng 13 : Sự kết nối Rotor
53

Bảng 21 : Kiểm tra đầu vào khối cao áp
55
e) Kiểm tra sự phản hồi.
55
Bảng 22 : Kiểm tra sự phản hồi
56
B35. Các thông báo lỗi.
56
Bảng 23 : Thông báo lỗi
56
B36. Vận hành chụp X - Quang
57
Hình 41 : Các cỡ ngời
57
Hình 42 : Các bộ phận thuộc cơ thể ngời
57
Hình 43 : Các cơ quan của ngời
58
Hình 44 : Màn hình LCD 2
58
Hình 45 : Lựa chọn các tham số chụp Màn hình LCD 1
58
Bảng 24 : Bảng tham khảo thông số chụp X- Quang với film thông dụng
59
B4. Cơ khí và điện tử (Gồm có 29 bản vẽ)
59
Bản vẽ 01 : Kích thớc lắp ráp tổng thể File : 01
60
Bản vẽ 02 : Hộp chứa khối điều hành File : 02
61

Bản vẽ 18 : SĐNL mạch (1) điều khiển sợi đốt Fi le : SJ 2000-A 3
77
Bản vẽ 19 : SĐNL mạch (2)điều khiển sợi đốt Fi le : SJ 2000-A 3
78
Bản vẽ 20 : SĐNL mạch điều khiển IPM Fi le : SJ 2000-A 5
79
Bản vẽ 21 : SĐNL mạch nguồn cung cấp chính Fi le : SJ 2000-A 7
80
Bản vẽ 22 : SĐNL mạch lọc và nguồn IPM Fi le :
81
Bản vẽ 23 : SĐNL mạch CPU (1) điều khiển HT Fi le : SJ 2000-A 1
82
Bản vẽ 24 : SĐNL mạch CPU (2) điều khiển HT Fi le : SJ 2000- A 1 83
Bản vẽ 25 : SĐNL mạch điều khiển (1) điều khiển HT Fi le : SJ 2000-A 2 84
Bản vẽ 26 : SĐNL mạch điều khiển (2) điều khiển HT Fi le : SJ 2000-A 2 85
Bản vẽ 27 : SĐNL mạch (1) điều khiển Relay Fi le : SJ 2000-A 4 86
Bản vẽ 28 : SĐNL mạch (2) điều khiển Relay Fi le : SJ 2000-A 4 87
Bản vẽ 29 : SĐNL điều khiển Relay 2 Fi le : SJ 2000-A 9 88
Bản vẽ 30 : Mô tả thiết bị khi tháo dỡ Fi le : 89
Bản vẽ 31 : Phơng pháp lắp ghép giá đỡ Fi le : 90
Bản vẽ 32: Phơng pháp lắp mâm trợt, hệ bóng X -Quang Fi le : 91
Bản vẽ 33 : Hớng lắp ráp các tấm ốp vào thiết bị Fi le : 92
Bản vẽ 34 : Góc điều khiển hệ bóng X - Quang Fi le : 93
Bản vẽ 35 : Giắc kết nối Fi le : 94
Bản vẽ 36 : Một số loại ống X Quang Fi le : 95
Bản vẽ 37 : Một số loại cáp kết nối cao áp Fi le : 96
Bản vẽ 38 : Một số loại cáp kết nối ống Fi le : 97
Bản vẽ 39 : Bảng thông số cáp X Quang Fi le : 98
Bản vẽ 40 : Cáp kết nối máy in Fi le : 99


nghệ xã hội kinh tế khí hậu Việt Nam).
- Dễ thay thế bảo hành bảo trì, cũng nh trong việc khai thác vật t.
Trong cuốn hồ sơ có 59 trang thuyết minh, 45 hình vẽ, 24 bảng, 40 bản vẽ,
gồm 2 phần thuyết minh và thiết kế đề cập đến nguyên lý, cấu tạo hoạt động cơ bản
của kỹ thuật chụp X Quang; Quy trình lắp ráp, căn chỉnh, cài đặt cấu hình và
chơng trình; Đặc điểm và các tham số điều khiển, kỹ thuật; Thiết kế, bản vẽ kỹ
thuật; Môi trờng sử dụng; Môi trờng an toàn. Nhìn chung, chúnh tôi thiết lập
khá đầy đủ về các phơng diện kỹ thuật - công nghệ vận hành.
Do khả năng ứng dụng và nhu cầu thị trờng của thiết bị X Quang tần số cao là
rất lớn, nhóm đề tài kiến nghị Bộ KHCN, Nhà Nớc ủng hộ phát triển đề tài ở giai
đoạn tiếp theo, cụ thể là:
- Có kinh phí để chế tạo thiết bị mẫu (phải có sự hỗ trợ của nhà nớc).
- Tiến hành chạy thử, đo lờng, thống kê số liệu.
- Thực hiện sửa đổi công nghệ kỹ thuật cho thích hợp với yêu cầu làm việc.
- Xác định đợc định công nghệ chế tạo, hoàn chỉnh hồ sơ công nghệ.
- Chuẩn bị sản xuất 5 thiết bị (trong dự án SX TN nếu nh đợc nhà nớc xét
duyệt ).
Trong đề tài này còn nhiều điều sơ xuất và thiếu sót mong bạn đọc đóng góp ý
kiến để chúng tôi sửa đổi hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn.
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Bộ Khoa học và Công nghệ Viện ứng
dụng Công nghệ Trung tâm Công nghệ Laser và các đồng nghiệp đ tạo điều
kiện và giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài. Hà nội: ngày 25 tháng 03 năm 2005
Chủ nhiệm dự án

Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA
2
Phần 1

tiền đề cho việc xây dựng các bệnh viện không film và việc nối mạng truyền ảnh
X- Quang.
Vì thế thiết bị X- Quang ngày nay thực hiện đợc nhiều chức năng phong phú và
đạt đợc nhiều đặc trng kỹ thuật cao nh:
- Công suất phát xạ lớn( dòng cao thế có thể dạt tới 1000mA với điện áp cao có thể
đạt tới 80 KV)
- Thời gian phát xạ có thể ngắn tới 1ms.
-
Liều lợng tia xạ qua bệnh nhân giảm.
- Hình ảnh rõ ràng.
- Có thể tạo ảnh cắt lớp theo mặt phẳng hoặc không gian tạo ra hình ảnh có chiều
sâu và quan sát dễ dàng hơn.
Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA
3
- Cho phép nhiều ngời cùng quan sát hình ảnh qua hệ thống truyền hình.
- Có thể lập chơng trình xét nghiệm theo bệnh lý, thể trạng của ngời bệnh và ghi
vào bộ nhớ và có thể gọi chơng trình này nhờ có hệ thống máy tính.
- Hình ảnh không chỉ lu giữ trên film mà còn đợc ghi trên đĩa từ hoặc trên đĩa
quang từ với dữ liệu rất lớn tới hàng vạn ngời bệnh với cả film và các số liệu liên
quan.
- Công suất tổn hao thấp.
- Đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và ngời sử dụng cùng môi trờng xung quanh.
Thiết bị ngày càng gọn nhẹ cơ động, hình thức phong phú

A2. u thế và hạn chế.
A21. u thế.
- Đợc phổ cập và ứng dụng rộng rãi so với các loại thiết bị khác (trên 70%).
- Có thể chẩn đoán toàn thân và với các góc độ và vị trí khác nhau.
- Có thể lắp đặt cố định hoặc di động.
- Có thể hỗ trợ cho các thủ thuật can thiệp đặc biệt.

ênl
ý
cũn
g
nh cấu tạo của má
y

Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA
4
X - Quang và máy X - Quang xoá nền, trớc hết ta tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý
chung của một máy X - Quang cơ bản hay còn gọi là máy X - Quang truyền thống.
Dới đây ta phân loại theo góc độ điều khiển và giao diện
A31. Thiết bị X Quang thông thờng (truyền thống ) Classic X-Ray Intrument.
- Là loại thiết bị X- Quang đầu tiên, chỉ sử dụng hiệu ứng X- Quang đơn giản:
- Thiết bị chỉ bao gồm đèn X- Quang, phần nguồn f = 50Hz và film. Thiết bị
cồng kềnh, nặng nề gần nh không có điều khiển và xử lý các tham số.
A32. Máy X- Quang tần số cao (High Frequency X Ray Intrument).
- Thiết bị này cải tiến đợc phần nguồn dao động (SWITCHING) có tần số từ
30Kz trở lên, nhờ đó mà thiết bị kết cấu nhẹ và gọn hơn.
A33. Thiết bị X Quang tần số cao điều khiển kỹ thuật số (Digital Controlled
X -Ray Intrument ).
- Đây là tiến bộ khoa học công nghệ quan trọng giải quyết vấn đề điều khiển
có hệ thống tin học đợc áp dụng. Nhờ đó quản lý đợc số liệu và lập đợc
các chơng trình tối u.
- Thiết bị gọn nhẹ, điều khiển chính xác các tham số chụp theo ý muốn.
- Dễ sử dụng, giao diện thân thiện giữa ngời và máy.
- An toàn cho ngời sử dụng. Quản lý các số liệu và báo lỗi kịp thời.
A34. Máy chụp X Quang tần số cao số hoá toàn bộ (Digital X- Ray System ).
Chùm tia X đợc phát ra từ bóng X quang khi đi qua bệnh nhân mang thông tin
về bệnh nhân đập và màn huỳnh quang lối vào của bóng tăng sáng. Màn huỳnh

film những hình ảnh theo ý muốn đã đợc lựa chọn. Chất lợng hình ảnh đạt
đợc trình độ cao bởi hàng triệu điểm ảnh trên 1 màn hình.
A35. Thiết bị X - Quang tăng sáng truyền hình
Khác với máy X-Quang truyền thống trớc kia sử dụng màn huỳnh quang đợc
chế tạo từ hợp chất lân quang, hiệu suất phát quang thấp nên cờng độ ánh sáng yếu,
không sử dụng đợc trong ánh sáng ban ngày mà phải sử dụng trong buồng tối. Để
thay cho màn huỳnh quang mà vẫn bảo đảm chức năng chiếu ngời ta đã sử dụng hệ
thống tăng sáng truyền hình trong máy X quang tăng sáng truyền hình.
Hệ thống tăng sáng truyền hình đợc sử dụng trong hệ thống các máy chụp mạch
và là khối không thể thiếu đợc trong quá trình tạo các ảnh mạch máu cần chụp.
Hệ thống tăng sáng truyền hình trong máy X quang bao gồm
- Khối thiết bị tăng sáng.
- Khối thiết bị thu hình.
- Khối thiết bị theo dõi (monitor).
Sau đây ta sẽ trình bày qua về từng khối trong hệ thống tăng sáng.
351. Khối thiết bị tăng sáng.
Gồm bóng tăng sáng và các mạch điện phụ trợ: mạch cấp nguồn, mạch điều
khiển trờng nhìn và hệ thống quang học.
- Bóng tăng sáng là một bóng điện tử chân không gồm có vỏ bóng, các điện
cực Anốt, Katốt quang, các điện cực hội tụ và màn ảnh lối vào, lối ra. Hoạt
động theo nguyên lý sau:
Chùm tia X sau khi qua bệnh nhân, mang những thông tin về ngời bệnh đập vào
màn huỳnh quang lối vào, màn này sẽ hấp thụ tia X và bức xạ ra photon ánh sáng.
Các photon ánh sáng đập vào Katốt quang, Katốt quang hấp thụ ánh sáng và bức xạ
chùm điện tử. Chùm điện tử đợc gia tốc trên quỹ đạo từ Katốt sang Anốt với điện
áp chênh lệch khoảng 30KV.
Trên quỹ đạo đặt các điện cực có tích điện (+) với các điện thế khác nhau. Những
điện cực này sẽ ảnh hởng đến quỹ đạo của chùm điện tử và làm thay đổi điểm hội
tụ của chùm tia. Những điện cực này có ảnh hởng giống nh thấu kính quang học
Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA

hoạt động của việc chuyển động cánh tay hình chữ C bơm thuốc cảm quang, di
chuyển tay hình chữ C chuyển động theo thuốc cảm quang, thu nhận xử lý và
hiển thị lên màn hình đều đợc số hoá.
- Đặc trng của máy chụp mạch số hoá là tốc độ thu nhận ảnh rất cao. Số l
ợng
ảnh thu nhận có thể có lên tới hàng trăm hoặc hơn nên đòi hỏi máy tính phải có
tốc độ xử lý cao gồm nhiều vi xử lý và phải có sự đa nhiệm rất cao.
- Bóng X - Quang phát tia liên tục nên nó cần phải có dung lợng nhiệt rất cao.
- Một phơng pháp chụp mạch xoá nền ( Digital Subtraction Angiography) DSA.
- Với phơng pháp này hình ảnh này đợc chụp hai lần trong đó một lần có
thuốc cảm quang, sau đó ảnh này đợc đem trừ cho nhau. Kết quả chỉ còn lại
Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA
7
ảnh của mạch máu đã đợc bơm thuốc cảm quang. Đây là sự kết hợp chặt chẽ
giữa hệ thống thiết bị và phần mềm nhằm tạo ra hình ảnh rõ nét. Sau khi lọc bỏ
nhiễu ảnh do các phần mềm lân cận tạo ra.
Nhờ kỹ thuật này mà có thể chẩn đoán rất nhiều bện về máu nh đứt mạch trong
tai nạn, tắc mạch trong xơ vữa, phồng mạch.
Tuy nhiên kỹ thuật này phức tạp, chi phí đầu t cao. Nên chỉ đợc ứng dụng
trong các bệnh viện lớn.
Một ứng dụng quan trọng của kỹ thuật này là chụp mạch can thiệp: Đồng thời
với việc hiển thị tức thời mạch máu có thể tiến hành đồng thời xử lý nong mạch với
mạch vành hay mạch ngoại vi, hay quá trình đóng mạch dẫn máu vào các Khối u
Nh đã nói ở trên, máy chụp mạch thực chất chỉ là một loại máy X - Quang ứng
dụng hệ thống tăng sáng truyền hình và công nghệ kỹ thuật số trong tạo ảnh.
X - Quang kỹ thuật số đem lại hình ảnh sắc nét và rõ ràng hơn các phiên bản kỹ
thuật tơng tự. Đặc biệt là những lợi ích tuyệt vời của X - Quang kỹ thuật số đem lại
cho kỹ thuật chụp mạch X - Quang có cản quang (Fluorescence Angiography) và
chụp mạch xoá nền DSA (Digital Subtraction Angriography), nh :
- Phát tia X ít nhng vẫn thu đợc ảnh rõ nét ( giảm đợc 80 % liều lợng tia X

đợc một số ảnh chụp mạch X quang có dùng thuốc cản quang của mắt và não.
Trớc đây, hợp chất của Iốt đợc sử dụng để làm chất cản quang. Ngày nay, nhiều
chất cản quang mới đợc thay thế với nồng độ Iốt thấp hơn, do đó giảm đợc các
vấn đề sinh học cũng nh các phản ứng phụ khi đa chất cản quang vào cơ thể. Có
loại thuốc cản quang không chứa Iot để không ảnh hởng đến những bệnh nhân mắc
các chứng bệnh nh đái tháo đờng hoặc thận bị h. Nhng giá thành của loại thuốc
này đắt gấp 10 lần loại thuốc có chứa Iot.
Sơ đồ sau đây mô tả cấu trúc các khối trong một máy X-Quang chụp mạch : 362. Các yêu cầu khi chụp mạch.
- Chụp nhiều ảnh để theo dõi đờng đi của thuốc cản quang.
- Chụp với tốc độ nhanh để quan sát ảnh tức thời, tốc độ chụp 24 hình/s. Một số
máy cũ chỉ có tốc độ chụp 6 hình/s. Ngoài ra còn có máy chụp với tốc độ 30
H
ình 02 : Ch
ụp
m

Mạch
khuếch đại
Máy ghi âm
ADC

-
Mạch
tích luỹ
+
Mạch
tích luỹ
Bộ nhớ
Bộ nhớ
mạch trừ
Bộ
điều khiển
Máy tính và
bàn điều
khiển
ổ đĩa cứng
Mạch
khuếch đại
DAC
Monitor ảnh
xoá nền
Máy chụp
đa ảnh
Monitor trực
tiếp


Chùm tia X khi đi qua một vật thể sẽ bị suy giảm không đồng đều phụ thuộc vào
khả năng hấp thụ tia X của vật thể. Chùm tia sau suy giảm sẽ tác động vào film tạo
nên ảnh do đó ảnh X- Quang là ảnh xếp chồng nghĩa là kết quả của sự chồng lên
nhau của hình ảnh của những đối tợng nằm trên đờng đi của tia X. Trớc hết ta
tìm hiểu về bức xạ tia X
B1. Bức xạ tia X.
Tia X là một dạng bức xạ ion hóa, sinh ra do sự chuyển đổi năng lợng qua nhiều
bớc, từ điện năng sang động năng rồi cuối cùng là nhiệt năng và bức xạ tia X.
Nguồn điện năng, nhờ một điện trờng rất mạnh tạo ra do một điện áp cao thế (cỡ
từ khoảng vài chục đến 150 kV) đặt vào giữa hai cực a-nốt và ca-tốt của bóng X
quang. Nguồn điện năng này truyền chùm tia điện tử bức xạ từ Ka-tốt khiến cho
chùm tia điện tử đợc gia tốc (gọi là chùm điện tử gia tốc), đạt đợc động năng rất
lớn từ vài chục đến hàng trăm KeV và chuyển động với vận tốc rất cao.
Mối quan hệ giữa vận tốc và động năng của điện tử đợc thể hiện theo công thức:
E
K
= 1/2 m
e
v
e
2

Trong đó
E
K
: Động năng điện tử
m
e
: Khối lợng của điện tử (9,1.10
-31

- Bức xạ kìm hm : là những bức xạ do ba loại tơng tác đầu giữa chùm điện tử
gia tốc với nguyên tử tấm đích tạo ra. Đây là bức xạ nhiệt và bức xạ tia X có mức
năng lợng biến thiên liên tục từ thấp tới cao.
- Kết hợp giữa bức xạ đặc trng và bức xạ liên tục tạo thành bức xạ tổ hợp.Trong
đó bức xạ đặc trng chiếm tỉ lệ nhỏ hơn nhiều so với bức xạ liên tục.

B2. Đặc trng cơ bản của tia X.
Tia X không nhìn thấy bằng mắt thờng có thể xuyên qua vật chất, tia X bị hấp
thụ. Độ suy giảm của tia X, nói cách khác là độ hấp thụ tia X phụ thuộc vào các loại
vật chất khác nhau, ví dụ chì có độ hấp thụ cao so với nhôm. Trong cơ thể, xơng có
độ hấp thụ cao hơn cơ và các mô mềm khác, do đó đối với từng loại thăm khám cần
chọn đúng liều tia cần thiết.
Sau khi xuyên qua cơ thể ngời bệnh, cờng độ chùm tia X bị suy giảm, sự suy
giảm này không đồng đều mà phụ thuộc vào độ hấp thụ của các tổ chức nằm trên
đờng đi của tia X, do vậy chùm tia lối ra mang trong nó những thông tin về các bộ
phận bên trong cơ thể. Nhờ tính chất này tia X đợc dùng để tạo ảnh đối tợng cần
thăm khám trên màn hình (film X-Quang, màn huỳnh quang hoặc bóng tăng quang).
Ngoài tác dụng tạo ảnh quang tuyến, tia X có hại cho sức khoẻ, giống nh các
dạng bức xạ I-ông hóa khác tia X phá huỷ tế bảo cơ thể và có thể gây ra một số bệnh
nếu liều lợng tia vợt quá mức độ cho phép, vì vậy phải hạn chế tác dụng có hại
của nó xuống mức tối thiểu bằng cách sử dụng các phơng tiện phòng ngừa thích
hợp nh áo chì, kính chì
Những tia X nằm trong vùng bớc sóng dài có năng lợng và khả năng đâm
xuyên thấp, nhiều tia không xuyên thấu tới phim và không có tác dụng tạo ảnh,
Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA
12
những tia này gọi là tia mềm, ngợc lại gọi là tia cứng. Trong số tia mềm, những tia
có bớc sóng dài nhất là tia có hại, chúng chỉ làm tăng liều tia vô ích trên cơ thể
ngời bệnh do vậy ngời ta phải lọc những tia này bằng cách đặt những tấm nhôm
dầy khoảng 2mm hoặc vật liệu khác có độ hấp thụ tơng đơng trên đờng đi của tia

- P : Mật độ vật chất của đối tợng.
- à : Hệ số suy giảm.
B32. Độ sắc nét:
Độ sắc nét là một chỉ tiêu trong việc tạo ảnh X quang. Khác với độ đối quang, độ
sắc nét liên quan tới đờng bờ (đờng biên) của chi tiết trong ảnh. Một ảnh đợc coi
là sắc nét khi có thể phân biệt rõ đờng biên giữa các bộ phận nằm trong vùng thăm
khám, ngợc lại ảnh đợc coi là ảnh nhoè. Độ sắc nét quyết định bởi các yếu tố sau:
Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA
13
- Khoảng cách, ảnh càng gần với vật thật khi khoảng cách giữa tiêu điểm nhỏ
ảnh sẽ sắc nét hơn trờng hợp tiêu điểm lớn
- Chất liệu thiết bị mang ảnh nh màn huỳnh quang, tấm bìa tăng quang và phim
- Sự chuyển động (dịch chuyển) của đối tợng chụp
B33. Độ phân giải:
Cho ta khả năng phân biệt các chi tiết trên ảnh, đánh giá độ tơng phản. Độ phân
giải phụ thuộc nhiều yếu tố nh: nguồn phát tia, đối tợng, thiết bị mang ảnh. Đánh
giá độ phân giải bằng số lợng cặp vạch/mm (LP/mm) hoặc số điểm ảnh (pixel), số
lợng này càng cao thì độ phân giải càng lớn
Từ việc phân tích ba yếu tố trên cho thấy để tạo ảnh sắc nét cần bố trí khoảng
cách thích hợp với từng đối tợng thăm khám, đặt ngời bệnh yên tĩnh, nếu cần phải
cố định nhất là với trẻ em, yêu cầu ngời bệnh nín thở khi chụp và giảm thời gian
chụp xuống mức thấp nhất.
Kết luận:
1 ảnh X - Quang có những điểm đặc trng sau:
- ảnh X - Quang có chiều sâu.
- ảnh X - Quang có bị biến dạng.
- ảnh X - Quang ngợc chiều di chuyển bóng.
2 ảnh X - Quang là sự thể hiện mật độ tia X trên thiết bị mang ảnh. Dựa vào sự
thay đổi của mật độ tia X ngời ta có thể nhận dạng hình ảnh của vật thể
đợc chiếu, chụp.
Nguồn công suất
Nguồn nuôi hệ
thống
Dao động cao tần
công suất
Biến áp cao áp
và chỉnh lu
Bóng
X - Quang
ống
chuẩn trực
Bàn bệnh
nhân
Điều khiển
bằng tay
Đờng
ray
Giá đỡ
Rửa,
tráng film
Điều hành
hệ thống
Đặt chơng trình
và hiển thị
( kỹ thuật số )
220VAC
50Hz
Thu ảnh

Bóng X - Quang thực chất là một dạng đặc biệt của bóng điện tử chân không.
Bóng X - Quang gồm các bộ phận chủ yếu sau:
a) Ka tốt:

Bao gồm sợi đốt và một điện cực phụ (điện cực Wehnelt) dùng làm giá đỡ sợi đốt
và tạo khe hội tụ nhằm tập trung toàn bộ số lợng điện tử bức xạ từ Katốt
- Sợi đốt thờng đợc chế tạo bằng hợp kim Vônfram và Thôri. Vônfram (hay
Tungsten) có nhiệt độ nóng chảy rất cao (3370
0
C) nên ít bị bốc hơi khi hoạt
động ở nhiệt độ trên 2000
0
C. Vì thờng thì khi bóng làm việc nhiệt độ có thể
lên tới hơn 2700
0
C. Vì nếu sợi đốt bị bốc hơi với một mức độ nào đó thì khi bị
Đề tài cấp bộ: Khảo sát nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị chụp X- Quang tần số cao500mA
16
nung nóng lâu dần sẽ tạo ra các phần tử dẫn điện và tích luỹ chúng làm giảm
độ chân không, gây ra sự phóng điện hồ quang trong bóng làm giảm tuổi thọ
bóng. Để khắc phục hiện tợng này, ngời ta đã cho một lợng nhỏ Thô-ri
(1% - 2%) vào Tungsten trong khi chế tạo sợi đốt, nhờ vậy có thể tạo ra cùng
một lợng điện tử bức xạ với nhiệt độ sợi đốt giảm hơn nhiều so với khi dùng
Tungsten nguyên chất.
- Dây sợi đốt có dạng hình xoắn ốc để tạo diện tích bức xạ điện tử rộng, việc hội
tụ chùm tia điện tử nhờ điện cực Wehnelt (có điện thế bằng điện thế Katốt).
Katốt có hai loại : đơn và kép.
- Loại Katốt đơn chỉ gồm một sợi đốt và một khe bức xạ.
- Loại Katốt kép gồm hai sợi đốt (thờng là sợi tóc nhỏ và sợi tóc lớn) đặt trong
hai khe bức xạ tơng ứng với hai kích thớc nhỏ và to khác nhau. Hai khe này

17
d. Vỏ ngoài:
Thờng đợc chế tạo bằng thép hoặc hợp kim nhôm phủ chì, nhằm ngăn ngừa tia
X bức xạ theo những hớng không mong muốn có hại cho môi trờng xung quanh
và để tản nhiệt khi bóng làm việc.
Để đảm độ cách điện, ngời ta đổ đầy dầu cao thế vào khoang giữa hai lớp vỏ.
Ngoài tác dụng cách điện ngoài ra dầu còn có tác dụng tản nhiệt để làm mát bóng
Vỏ ngoài bao quanh bóng X quang, nó có ba nhiệm vụ:
- Chỉ cho tia X bức xạ qua cửa sổ bóng.
- Hấp thụ tia X theo các hớng có hại cho ngời bệnh và môi trờng bao quanh.
- Cách điện cao, chống phóng điện hồ quang và phòng ngừa điện giật
e. Cửa sổ:

Ngoài ra trên vỏ còn bố trí cửa sổ lối ra tia X, nơi ghép với hộp chuẩn trực, và vị
trí các đầu nối.
Hiện nay hai loại bóng đợc ứng dụng phổ biến trong thiết bị X - Quang là:
- Bóng X quang Anốt cố định.
- Bóng X quang Anốt quay.
Sau đây ta sẽ làn lợt trình bày cấu tạo và nguyên lý từng loại bóng có A-nốt cố
định và A-nốt quay.
C113. Cấu tạo và nguyên lý của bóng X - Quang có Anốt cố định:
Cấu tạo một bóng X- Quang Anốt cố định đợc mô tả nh hình 07.
Gồm có Katốt, Anốt, thiết bị loại bỏ tia mềm, các mạch hạn chế trạng thái dới
mức bão hoà.

Hình 07: Cấu tạo một bóng X- quang có Anốt cố định.