I. Nghiên cứu chế tạo
Nghiên cứu chế tạo là trọng tâm của đề tài, tập trung vào việc thiết kế và xây dựng một thiết bị thí nghiệm mô phỏng hoạt động của hệ thống CT đa lát cắt. Mục tiêu chính là tạo ra một công cụ giảng dạy trực quan, giúp sinh viên và kỹ thuật viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hệ thống CT. Đề tài đã thành công trong việc chế tạo một thiết bị mô phỏng với các thành phần cơ khí, điện tử và phần mềm điều khiển, mô phỏng chính xác các chế độ quét và tạo ảnh CT.
1.1. Thiết kế hệ thống cơ khí
Hệ thống cơ khí bao gồm Gantry và bàn bệnh nhân, được thiết kế để mô phỏng chuyển động quay và nghiêng của Gantry, cũng như chuyển động nâng hạ và vào/ra của bàn bệnh nhân. Gantry được trang bị động cơ DC và encoder để kiểm soát tốc độ quay và góc nghiêng. Bàn bệnh nhân sử dụng hệ thống thủy lực và động cơ bước để điều khiển vị trí. Các cảm biến và công tắc hành trình được lắp đặt để đảm bảo an toàn và chính xác trong quá trình vận hành.
1.2. Thiết kế hệ thống điện tử
Hệ thống điện tử bao gồm các khối nguồn, vi điều khiển, công suất và cảm biến. Khối vi điều khiển sử dụng PIC18F4620 để điều khiển toàn bộ hệ thống, bao gồm động cơ, van thủy lực và các cảm biến. Khối công suất sử dụng mạch cầu H và relay để điều khiển động cơ DC và bước. Khối cảm biến giám sát vị trí, góc nghiêng và tốc độ, đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và an toàn.
II. Mô phỏng hệ thống CT
Mô phỏng hệ thống CT là một phần quan trọng của đề tài, nhằm tái tạo quá trình quét và tạo ảnh CT. Hệ thống mô phỏng bao gồm bóng phát tia X và dải đầu dò, sử dụng đèn laser và LED để mô phỏng chùm tia X và đầu dò. Hệ thống phần mềm điều khiển được thiết kế để mô phỏng các chế độ quét như Scanogram, Standard và Helical, đồng thời hiển thị ảnh DICOM. Phần mềm cũng tích hợp giao diện người dùng thân thiện, cho phép điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống.
2.1. Mô phỏng bóng phát tia X
Bóng phát tia X được mô phỏng bằng đèn laser Class II, tạo ra chùm tia X ảo. Đèn laser được điều khiển bởi vi điều khiển, mô phỏng các thông số như trường quét (FOV) và bề dày lát cắt (ST). Hệ thống này cho phép mô phỏng chính xác quá trình phát tia X trong hệ thống CT đa lát cắt, giúp người dùng hiểu rõ nguyên lý hoạt động của bóng phát tia X.
2.2. Mô phỏng dải đầu dò
Dải đầu dò được mô phỏng bằng hệ thống LED, tương ứng với các thông số FOV và ST khác nhau. Hệ thống LED được điều khiển bởi vi điều khiển, mô phỏng quá trình thu nhận tín hiệu tia X từ bóng phát. Dải đầu dò được thiết kế để mô phỏng các chế độ quét đa lát cắt, bao gồm 1, 2, 3 và 4 lát cắt, giúp người dùng hiểu rõ quá trình tạo ảnh CT.
III. Thí nghiệm mô phỏng
Thí nghiệm mô phỏng là phần ứng dụng thực tế của đề tài, nhằm đào tạo kỹ thuật viên và sinh viên vận hành hệ thống CT. Các bài thí nghiệm được thiết kế để mô phỏng các chế độ quét và tạo ảnh CT, giúp người dùng hiểu rõ quy trình vận hành và xử lý ảnh. Hệ thống phần mềm cung cấp giao diện điều khiển trực quan, cho phép người dùng thực hiện các thí nghiệm mô phỏng một cách dễ dàng và chính xác.
3.1. Thí nghiệm quét Scanogram
Thí nghiệm quét Scanogram mô phỏng quá trình tạo ảnh X quang bằng hệ thống CT. Người dùng có thể điều khiển bàn bệnh nhân và bóng phát tia X để tạo ra ảnh Scanogram. Hệ thống phần mềm hiển thị ảnh Scanogram, giúp người dùng hiểu rõ quy trình tạo ảnh và các thông số liên quan.
3.2. Thí nghiệm quét Standard và Helical
Thí nghiệm quét Standard và Helical mô phỏng quá trình tạo ảnh CT với các chế độ quét khác nhau. Người dùng có thể điều chỉnh các thông số như FOV, ST và số lát cắt để tạo ra ảnh CT. Hệ thống phần mềm hiển thị ảnh CT và cho phép người dùng xử lý ảnh DICOM, giúp hiểu rõ quy trình tạo ảnh và xử lý dữ liệu.
