Đồ án phần mềm mô phỏng môn Công nghệ Chẩn đoán Hình ảnh ĐHBK

Nghiên cứu thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy hiệu quả. Tài liệu cung cấp giải pháp ứng dụng công nghệ hiện đại vào giáo dục.

• Tác giả: Nguyễn Quang An
• Người hướng dẫn: NCS. Nguyễn Thái Hà
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Điện tử Y sinh
• Đề tài: Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy môn CNCĐHA
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy

Ngành Kỹ thuật Điện tử Y sinh đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về thiết bị y tế hiện đại. Môn học Công nghệ chẩn đoán hình ảnh giữ vị trí then chốt trong chương trình đào tạo kỹ sư y sinh. Tuy nhiên, phương pháp giảng dạy truyền thống chủ yếu dựa vào giáo trình lý thuyết và sơ đồ tĩnh. Sinh viên gặp nhiều trở ngại khi hình dung cấu tạo chi tiết và nguyên lý vận hành của các máy chụp X quang phức tạp. Thiết bị y tế thực tế có giá thành rất cao, điều kiện tiếp cận tại bệnh viện còn nhiều hạn chế. Việc tiếp xúc trực tiếp với tia X cũng tiềm ẩn nguy cơ bức xạ đối với người học. Dự án thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy ra đời nhằm giải quyết triệt để rào cản này. Hệ thống ứng dụng công nghệ Macromedia Flash Professional 8 để tái hiện môi trường thực hành ảo. Phần mềm chuyển hóa các kiến thức cơ điện tử y sinh phức tạp thành các hoạt cảnh trực quan sinh động. Sinh viên dễ dàng quan sát cấu trúc bóng phát tia X, chu trình tăng sáng truyền hình và phương pháp quét chùm tia hiện đại. Đây là bước đột phá trong đổi mới phương pháp giảng dạy kỹ thuật y sinh.

1.1. Bối cảnh và sự cần thiết của mô phỏng y sinh

Thiết bị chẩn đoán hình ảnh tích hợp nhiều thành tựu vật lý ứng dụng, cơ khí chính xác và công nghệ thông tin. Việc đào tạo chuyên môn đòi hỏi người học phải nắm vững cấu trúc bên trong của thiết bị. Thực tế cho thấy các mô hình vật lý đắt đỏ khó có thể trang bị đồng bộ trong phòng thí nghiệm. Sinh viên khó tiếp cận cấu trúc phần cứng máy X quang khi đang vận hành thực tế. Phần mềm mô phỏng tạo ra môi trường học tập tương tác an toàn tuyệt đối. Người học tự do khám phá nguyên lý phát tia, cơ chế quét góc và mạch điều khiển mà không lo ngại nguy cơ phơi nhiễm bức xạ ion hóa.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu và phạm vi ứng dụng đề tài

Đề tài tập trung xây dựng công cụ số hóa phục vụ giảng dạy môn Công nghệ chẩn đoán hình ảnh. Trọng tâm nghiên cứu là mô phỏng hóa các hệ thống máy X quang tiêu biểu gồm X quang thường quy, tăng sáng truyền hình, chụp răng toàn cảnh, chụp sọ và chụp vú. Phần mềm xây dựng mô hình hoạt động chi tiết của bóng phát tia X cùng các mạch chỉnh lưu điện áp cao. Hệ thống tích hợp thư viện hình ảnh thực tế và kho dữ liệu câu hỏi trắc nghiệm. Chương trình được đóng gói thành tập tin chạy độc lập, dễ dàng phân phối và tích hợp vào các nền tảng bài giảng điện tử đại học.

II. Thách thức đào tạo và thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập

Các thiết bị chẩn đoán quang tuyến sở hữu nguyên lý hoạt động phức tạp kết hợp giữa quang học, điện tử công suất và giải phẫu học. Điển hình như hệ thống màn huỳnh quang cổ điển chỉ đạt hiệu suất biến đổi photon X thành ánh sáng khoảng 7%. Cường độ phát sáng rất yếu khiến hình ảnh mờ nhạt và đòi hỏi liều chiếu xạ cao. Hệ thống tăng sáng truyền hình hiện đại ra đời để khắc phục triệt để các nhược điểm này. Thiết bị này tích hợp bóng tăng sáng, hệ thống quang học, camera thu hình và khối xử lý tín hiệu. Bên cạnh đó, kỹ thuật chụp răng toàn cảnh cổ điển từng gặp hiện tượng chồng ảnh do cung hàm người không phải hình tròn chuẩn. Kỹ thuật quét hiện đại phải phối hợp đồng thời chuyển động của cánh tay chữ C và trục đỡ trên. Việc truyền đạt những động học phức tạp này bằng bảng đen hay sách giáo khoa tĩnh bộc lộ nhiều hạn chế. Người học khó hình dung quỹ đạo quét và sự tương tác giữa chùm tia X với các lớp mô. Nếu không có mô phỏng trực quan, sinh viên chỉ tiếp thu lý thuyết một cách thụ động, thiếu tư duy vận hành thực tế.

2.1. Hạn chế của thiết bị quang tuyến cổ điển

Màn huỳnh quang truyền thống sử dụng lớp muối kẽm và cadmi sunfat để phát ánh sáng xanh vàng khi có tia X đập vào. Mặc dù cấu tạo đơn giản, thiết bị này bộc lộ nhiều điểm yếu kỹ thuật nghiêm trọng. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp khiến hình ảnh chẩn đoán có độ phân giải và độ tương phản rất kém. Thời gian chiếu tia kéo dài làm tăng đáng kể liều hấp thụ bức xạ ở bệnh nhân và nhân viên y tế. Màn huỳnh quang cũng nhanh xuống cấp trong điều kiện khí hậu nóng ẩm. Sự ra đời của hệ thống tăng sáng điện tử giúp nâng cao chất lượng chẩn đoán và giảm thiểu liều bức xạ.

2.2. Sự phức tạp trong cấu trúc máy X quang hiện đại

Các dòng máy X quang chuyên dụng đòi hỏi sự điều khiển cơ điện tử và xử lý tín hiệu rất tinh vi. Máy chụp X quang răng toàn cảnh hiện đại sử dụng quỹ đạo chuyển động kép để bám sát đường cong cung hàm. Hệ thống phối hợp nhịp nhàng giữa điểm hội tụ tia X và cảm biến thu hình để tạo ra ảnh panorama sắc nét không bị chồng lấn. Máy chụp sọ và máy chụp vú lại yêu cầu thiết lập chính xác các thông số phát tia như điện áp cực, dòng anôt và thời gian phát xung. Mô phỏng số hóa giúp bóc tách từng khối chức năng, làm rõ đường truyền tín hiệu một cách sinh động.

III. Giải pháp thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy

Nhóm nghiên cứu xây dựng giải pháp phần mềm hoàn chỉnh trên nền tảng Macromedia Flash Professional 8. Ngôn ngữ lập trình ActionScript 2.0 đóng vai trò điều khiển toàn bộ logic tương tác và các trục thời gian hoạt cảnh. Cấu trúc phần mềm bao gồm các mô-đun chức năng độc lập: mô phỏng nguyên lý máy X quang, thư viện hình ảnh và bài kiểm tra kiến thức. Các hoạt cảnh mô phỏng bóng phát tia X và chu trình chỉnh lưu điện áp được thiết kế chuẩn xác theo nguyên lý vật lý y sinh. Sinh viên có thể chủ động kích hoạt dòng phát xạ điện tử, quan sát đường đi của chùm photon và quá trình tạo ảnh trên đầu thu. Dữ liệu văn bản, danh mục bài giảng và câu hỏi trắc nghiệm được quản lý linh hoạt thông qua cấu trúc cây XML. Các thành phần giao diện chuẩn như Button, Tree View, Window và Quizz Component mang lại trải nghiệm tương tác trực quan, mượt mà. Ứng dụng xuất bản thành tập tin thực thi duy nhất kèm thư mục dữ liệu, hoạt động ổn định trên nhiều cấu hình máy tính mà không cần cài đặt phần mềm phụ trợ phức tạp.

3.1. Kiến trúc hệ thống và công nghệ phát triển

Phần mềm tận dụng tối đa sức mạnh đồ họa vector và lập trình hướng đối tượng của ActionScript 2.0. Các movie clip mô phỏng được tổ chức theo từng lớp chuyên biệt trên trục thời gian timeline. Cơ chế phân tách dữ liệu giúp mã nguồn luôn tinh gọn và dễ bảo trì. Dữ liệu hệ thống máy X quang và câu hỏi trắc nghiệm được nạp động từ các tệp XML bên ngoài. Giao diện chương trình tích hợp các Component điều hướng dạng cây, cửa sổ phụ trợ và nút bấm chức năng. Nhờ đó, giảng viên có thể cập nhật nội dung bài giảng mới mà không cần biên dịch lại toàn bộ dự án đồ họa.

3.2. Mô phỏng động học và tương tác trắc nghiệm

Hệ thống tái hiện chi tiết các chuyển động cơ học và sơ đồ khối điện tử của máy X quang. Người học trực tiếp điều khiển các thông số điện áp kV, dòng điện mA và thời gian phát tia trên giao diện ảo. Thuật toán mô phỏng chuyển động cánh tay C và sensor trong chụp răng toàn cảnh giúp làm rõ cơ chế chống chồng ảnh. Phân hệ trắc nghiệm cung cấp hệ thống câu hỏi phong phú về nguyên lý chẩn đoán hình ảnh. Chương trình tự động chấm điểm, hiển thị đáp án đúng và phân tích sai sót ngay lập tức. Tính năng này kích thích tinh thần tự học và nâng cao khả năng ghi nhớ kiến thức kỹ thuật.

IV. Hiệu quả ứng dụng phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy

Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu đề ra. Ứng dụng chứng minh tính hiệu quả vượt trội trong việc nâng cao chất lượng đào tạo môn Công nghệ chẩn đoán hình ảnh. Sinh viên chuyên ngành Điện tử Y sinh nắm bắt nguyên lý vận hành thiết bị nhanh chóng và sâu sắc hơn. Giảng viên sở hữu một công cụ trợ giảng trực quan, tiết kiệm thời gian truyền đạt các khái niệm cơ điện tử phức tạp. Điểm mạnh nổi bật của chương trình là dung lượng gọn nhẹ, tốc độ phản hồi nhanh và khả năng tương thích cao. Ứng dụng dễ dàng triển khai trên máy tính cá nhân hoặc tích hợp vào hệ thống mạng nội bộ trường học. Nền tảng kiến trúc linh hoạt cho phép mở rộng mô phỏng sang các học phần chuyên sâu khác như siêu âm, cộng hưởng từ và cắt lớp vi tính. Trong tương lai, hệ thống có thể chuyển đổi sang nền tảng web hiện đại để phục vụ đào tạo từ xa, mở rộng cơ hội tiếp cận tri thức y sinh cho cộng đồng học thuật.

4.1. Đánh giá giá trị thực tiễn trong giáo dục

Sản phẩm mô phỏng tạo nên bước chuyển biến tích cực trong phương pháp sư phạm kỹ thuật y sinh. Môi trường tương tác ảo xóa bỏ hoàn toàn rủi ro an toàn bức xạ đối với người học trong giai đoạn làm quen thiết bị. Nhà trường tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư mô hình phần cứng đắt tiền mà vẫn đảm bảo tính trực quan của bài giảng. Sinh viên hình thành phản xạ tư duy mạch lạc về cấu trúc hệ thống X quang từ khối phát tia đến khối xử lý ảnh. Đây là tiền đề quan trọng giúp người học tự tin tiếp cận các trang thiết bị y tế thực tế tại bệnh viện.

4.2. Hướng phát triển và mở rộng hệ thống

Đề tài mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn cho nhiều chuyên ngành kỹ thuật khác nhau. Hướng phát triển ưu tiên là chuyển đổi mã nguồn Flash sang các chuẩn web hiện đại như HTML5 và WebGL. Giải pháp này giúp phần mềm chạy mượt mà trên trình duyệt web và các thiết bị di động thông minh. Hệ thống có thể bổ sung thêm các mô phỏng 3D chuyên sâu về máy chụp cắt lớp CT, máy cộng hưởng từ MRI và máy xạ trị ung thư. Việc kết nối cơ sở dữ liệu trực tuyến sẽ hỗ trợ theo dõi tiến độ học tập và đánh giá năng lực của từng học viên theo thời gian thực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN QUANG TUYẾN 1.1 Giới thiệu chung Thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong y học là một trong những lĩnh vực then chốt của ngành kỹ thuật điện tử y sinh; bao gồm những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt về vật lý ứng dụng, y sinh học hiện đại và công nghệ thông tin. Những thiết bị chẩn đoán hình ảnh ngày nay đã trở nên phổ biến, từ những máy siêu âm đơn giản có mặt ở những phòng khám đến những thiết bị CT, MRI hiện đại ở những bệnh viện lớn. Tất cả đều có một đặc điểm chung, đó là những thiết bị phức tạp, hiện đại và là sự phức hợp của nhiều lĩnh vực cho nên người sử dụng muốn hiểu rõ về nó, cũng không phải dễ dàng có thể tiếp thu và làm chủ được nó. Công nghệ chẩn đoán hình ảnh (CNCĐHA) là công nghệ chế tạo các thiết bị hoặc hệ thống thiết bị để tạo ra hình ảnh của các cơ quan và bộ phận của cơ thể con người nhằm phục vụ cho công việc chẩn đoán bệnh trong y tế.

Chẩn đoán hình ảnh trong y tế thường sử dụng các kỹ thuật sau đây: - Chẩn đoán quang tuyến: sử dụng máy X quang chẩn đoán (X ray machine) - Chẩn đoán quang tuyến cắt lớp điện toán CT (Computed Tomography Scanner) - Chẩn đoán siêu âm: sử dụng máy siêu âm chẩn đoán (Ultrasound Diagnostic Scanner) - Chẩn đoán cộng hưởng từ: sử dụng máy cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging System-MRI) Nhóm Flash – ĐTYS – K49 2 / 103 Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy môn CNCĐHA 1.2 Nguyên lý chẩn đoán quang tuyến Công nghệ chẩn đoán quang tuyến là công nghệ tạo ảnh nhờ ứng dụng tia X. Chùm tia X khi di xuyên qua một đối tượng hay vật thể (ví dụ là cơ thể người bệnh) sẽ bị suy giảm. Sự suy giảm này không đồng đều mà khác nhau, phụ thuộc vào khả năng hấp thụ tia X của vật chất và được đánh giá bằng công thức Lamber-Beer: I =Ioe-μρs (1.1 - Minh hoạ của nguyên lý chẩn đoán quang tuyến. Trong đó I: Năng lượng chùm tia tới.

I0: Năng lượng chùm tia sau khi đi qua đối tượng hay vật thể. s: Bề dày của đối tượng. ρ: Mật độ vật chất trung bình của đối tượng. µ: Hệ số suy giảm khối lượng, hệ số này thể hiện cấu trúc vật chất của các đối tượng và phụ thuộc vào năng lượng bức xạ.

Chùm tia X sau khi đi qua đối tượng, sẽ tác động vào một vật hiện hình (có thề là phim, màn huỳnh quang, bóng tăng sáng …), từ đó tạo ra hình ảnh tổng thể của toàn bộ thể tích được tia X chiếu qua. Nhóm Flash – ĐTYS – K49 3 / 103 Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy môn CNCĐHA 1.3 Tia X và những đặc trưng của chúng Tia X được dùng để chụp ảnh các cơ quan của cơ thể, xương và vật thể lạ có bên trong cơ thể. Các bác sĩ sử dụng tia X để quan sát bên trong cơ thể mà không cần phải thực hiện giải phẫu. Roentgen khám phá ra vào năm 1895, 1 năm sau được ứng dụng vào chụp ảnh và cho đến nay nó đã có những đóng góp to lớn trong y học cũng như khoa học kỹ thuật, như để kiểm tra vật liệu, xác định cấu trúc tinh thể.

Nhờ vào phát hiện này, Roentgen đã nhận được giải Nobel vật lý vào năm 1901 với hình ảnh bàn tay được chụp với tia X.2 - Bàn tay chụp với tia X - Giải Nobel vật lý 1901 1.1 Nguyên lý Tia X được sinh ra nhờ sự chuyển đổi năng lượng qua nhiều bước: từ điện năng sang động năng rồi cuối cùng là nhiệt năng và bức xạ tia X Nguyên lý tạo tia X: Catốt được nung nóng tới 2000 oC để phát ra điện tử. Nhờ một điện trường rất mạnh tạo ra dưới tác dụng của điện áp cao thế giữa anốt và catốt bóng X quang (cỡ 30 - 150kVp), các điện tử này được gia tốc về phía anốt với động năng rất lớn, tới đập vào anốt làm phát ra tia X (chỉ chiếm 1%) và nhiệt năng (chiếm tới 99%). Nhóm Flash – ĐTYS – K49 4 / 103 Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy môn CNCĐHA Hình 1.3 - Nguyên lý tạo tia X Mối quan hệ giữa vận tốc và động năng của điện tử theo công thức sau: 1 W me ve2 2 Trong đó: W: động năng điện tử me: khối lượng của điện tử ( = 9,1.10-31 kg) ve: vận tốc của điện tử 1.2 Đặc trưng cơ bản - Tia X không nhìn thấy bằng mắt thường - Tia X có thể đâm xuyên qua hầu hết mọi vật chất nhờ có năng lượng rất cao và bước sóng cực ngắn. - Khi xuyên qua vật chất, tia X bị hấp thụ.

Sự hấp thụ khác nhau với các loại vật chất khác nhau. Với cơ thể người, cường độ chùm tia X bị suy giảm khi xuyên qua cơ thể; sự suy giảm này không đồng đều mà phụ thuộc vào độ hấp thụ của các tổ chức trên đường đi của tia X; do vậy, chùm tia khi ra sẽ mang thông tin về các tổ Nhóm Flash – ĐTYS – K49 5 / 103 Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy môn CNCĐHA chức cơ thể. Nhờ tính chất này mà tia X được dùng để tạo ảnh đối tượng cần thăm khám. - Ngoài tác dụng tạo ảnh quang tuyến, tia X có hại cho sức khỏe.

Nếu liều lượng tia vượt quá mức độ cho phép, tia X có thể phá hủy tế bào cơ thể và gây ra một số bệnh. Do đó phải hạn chế tới mức tối thiểu tác hại bằng cách sử dụng các phương tiện bảo vệ, che chắn. - Tia X mềm là những tia nằm trong vùng có bước sóng dài, có năng lượng và khả năng đâm xuyên thấp, không có tác dụng tạo ảnh mà chỉ làm tăng liều tia vô ích trên cơ thể người bệnh. Ngược lại gọi là tia X cứng.1 Đặc điểm ảnh X quang Ảnh X quang là ảnh được tạo ra nhờ ứng dụng tia X.

Ảnh X quang là ảnh xếp chồng, nó là kết quả xếp chồng lên nhau của hình ảnh của những đối tượng nằm trên đường đi của tia X. Vì vậy ảnh X quang có những đặc trưng sau: - Ảnh X quang có chiều sâu, nghĩa là ta có thể hình dung ra hình ảnh của các đối tượng nằm trên các mặt phẳng khác nhau. - Do chùm tia X được phát ra theo dạng hình nón nên những bộ phận nào nằm gần nguồn phát tia thì sẽ được phóng đại lớn hơn so với các bộ phận nằm xa hơn, do đó ảnh X quang sẽ bị biến dạng. Mặt khác, vì phim hoặc màn huỳnh quang nằm xa nguồn hơn so với đối tượng nên ảnh thu được sẽ có kích thước lớn hơn thật.

- Ảnh X quang bị biến dạng theo hướng phát xạ, khi trục của đối tượng nằm vuông góc với trục của chùm tia thì ảnh thu được ít bị biến dạng nhất. - Khi chiếu, ảnh X quang di chuyển ngược so với chiều di chuyển của tiêu điểm phát xạ, ngược với chiều di chuyển của bóng. Nhóm Flash – ĐTYS – K49 6 / 103 Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy môn CNCĐHA Hình 1.4 - Mô phỏng chụp X quang 1.2 Chất lượng của ảnh X quang Ảnh X quang mà ta thu được là ảnh đen trắng, nó là một tập hợp của vô số điểm ảnh. Chất lượng của ảnh X quang phụ thuộc vào những yếu tố chính sau đây: - Độ tương phản màu sắc (hay còn gọi là độ đối quang).

 Độ tương phản màu sắc (độ đối quang) Trong quá trình tạo ảnh X quang, lượng thông tin dùng để chẩn đoán chính là độ đối quang của hình ảnh của các bộ phận trên phim thu được. Để tạo ảnh X quang có chất lượng cao có nghĩa là độ tương phản thích hợp nhất với từng đối tượng khác nhau thì ta cần phải thay đổi năng lượng của chùm tia X bằng cách thay đổi các thông số kVp, mA, s sao cho phù hợp. Độ đối quang của ảnh X quang là sự thể hiện trên màn hình của sự suy giảm năng lượng của chùm tia X khi đi xuyên qua các bộ phận khác nhau của đối tượng. Sự suy giảm này có được là do khả năng hấp thụ tia X của vật chất, nó được đánh giá bởi công thức Lamber – Beer như đã đề cập đến ở trên.

Độ đối quang của ảnh X quang chỉ có được khi chùm tia X đi qua những đối tượng liền kề có những trị số S, ρ, µ khác nhau. Trong thực tế, khi chụp ảnh X quang của những bộ phận là mô mềm như não, dạ dày, thận, mạch máu …để tăng cường độ Nhóm Flash – ĐTYS – K49 7 / 103 Thiết kế phần mềm mô phỏng hỗ trợ học tập và giảng dạy môn CNCĐHA đối quang, người ta sử dụng chất cản quang để thay đổi độ đối quang một cách thích hợp. Có 2 loại chất cản quang, đó là: - Chất cản quang dương tính: làm tăng độ hấp thụ tia X của đối tượng. (Ví dụ BaSO4) - Chất cản quang âm tính: làm giảm độ hấp thụ tia X của đối tượng.

(Ví dụ CO2)  Độ phân giải Độ phân giải là một chỉ tiêu định lượng đánh giá chất lượng ảnh, nó là số cặp vạch đen, trắng có cùng độ rộng trên 1mm ảnh. Số lượng cặp vạch đen - trắng càng nhiều thì ảnh càng rõ nét, khả năng phân biệt các chi tiết trên ảnh càng cao. Độ phân giải của ảnh phụ thuộc chủ yếu vào các cấu kiện và các thiết bị ghi ảnh như: phim, bìa tăng quang, màn huỳnh quang …  Độ sắc nét Độ sắc nét là một chỉ tiêu trong tạo ảnh X quang. Độ sắc nét liên quan tới đường biên của chi tiết trong ảnh.

Một ảnh được coi là sắc nét khi có thể phân biệt rõ đường biên giữa các bộ phận khác nhau nằm trong vùng thăm khám. Độ sắc nét phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: - Hình học: Ảnh càng gần với vật thật thì khoảng cách giữa tiêu điểm của bóng X quang và màn hình càng lớn. Mặt khác, tia càng tập trung nghĩa là chùm tia được phát ra từ một tiêu điểm nhỏ thì ảnh cũng sẽ sắc nét hơn trường hợp tiêu điểm ảnh lớn, muốn vậy thì công suất phát xạ phải lớn và bóng phải có khả năng chịu nhiệt cao. - Chất liệu của màn hình: cụ thể là chất lượng của màn huỳnh quang, tấm bìa tăng quang và phim.