Chương I CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ẢNH Y TẾ VÀ KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH 1.1 Các kiến thức cơ bản về ảnh y tế Hình ảnh y tế là kỹ thuật được sử dụng để tạo ra hình ảnh của cơ thể con người cho mục đích lâm sàng chẳng hạn như việc chẩn đoán và nghiên cứu. Hơn nữa, hình ảnh y tế là cần thiết cho các bác sĩ trong nghiên cứu y học và giáo dục. Có một số loại hình ảnh y tế (phương thức), chẳng hạn như chụp cắt lớp vi tính (CT), chụp X-quang, chụp cộng hưởng từ (MRI). Năm 1985 Rontgen đã phát hiện ra X-quang.
Lần đầu tiên trên thế giới người ta có thể hình dung được phần bên trong của cơ thể người mà không cần phải trải qua phẫu thuật. Ngay lập tức khám phá này đã được công bố rộng rãi trên báo trí. Công bố của ông đã đưa ra hình ảnh X-quang bàn tay bà Rontgen. Bức xạ tia X trong đó bao gồm X-quang là một hình thức của bức xạ điện từ.
Bước sóng điện từ của X-quang trong khoảng 0.01- 10 nanomet, tương ứng với tần số trong khoảng 3x1016 Hz - 3x1019 Hz và năng lượng trong phạm vi 120eV - 120keV. Đây là những bước song ngắn hơn so với tia UV và dài hơn tia gamma. Bức xạ tia X được gọi là bức xạ Rontgen. Hình ảnh X-quang bàn tay bà Rontgen X-quang được phân phân thành 3 loại: + X-quang từ 0.10 nm bước sóng) được phân là loại mềm.
+ X-quang từ 12 – 120keV (0.01nm bước sóng) được phân là loại cứng. + X-quang cứng có thể xuyên qua các vật thể rắn và được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực xác định hình thể bên trong của các đối tượng và tinh thể. Vì vậy trong các ứng dụng chẩn đoán y tế, năng lượng X-quang mềm sẽ bị cơ thể hấp thụ do đó một tấm kim loại mỏng được làm bằng nhôm sẽ được đặt trên cửa 3 sổ của ống X- ray (là một phần của quang phổ điện từ) để lọc ra những năng lượng thấp trong quang phổ chỉ để chụp ảnh và thu được 1 hình ảnh phóng xạ. X-quang rất hữu ích trong việc phát triển bệnh lý của hệ thống xương cũng như để phát hiện một số quy trình bệnh trong mô mềm.
Đáng chú ý nhất là vùng ngực, nó có thể xác định được các bệnh về phổi như viêm phổi, phù phổi, ung thư phổi, X- quang bụng còn phất hiện được một số bệnh về đường ruột như tắc ruột, cổ trướng và nhiều chẩn đoán khác. Tuy nhiên, X-quang không có tác dụng chẩn đoán nhiều trong các mô mềm như não hay cơ. Trong những năm gần đây máy vi tính và chụp X-quang kỹ thuật số đã thay thế ảnh phim trong các ứng dụng y tế và nha khoa mặc dù ảnh phim vẫn còn sử dụng rộng rãi trong các quá trình chụp X-quang công nghiệp (ví dụ: Để kiểm tra đường nối hàn của kết cấu). Vào cuối thế kỷ XIX công nghệ hình ảnh được phát triển đáng kể.
Nhiều kỹ thuật hình ảnh khác nhau đã được phát triển và sử dụng dựa trên các nguyên tắc vật lý khác nhau. Trong lĩnh vực y học những kỹ thuật hình ảnh khác nhau gọi là phương thức: + Phương thức giải phẫu học: Cung cấp cái nhìn sâu sắc về hình thái giải phẫu bao gồm X-quang, siêu âm, chụp cắt lớp (CT), hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) đôi khi còn xuất hiện dưới các tên khác nhau như: Chụp động mạch cộng hưởng từ (MRA từ MRI) chụp cắt lớp vi tính động mạch (CTA từ CT). + Phương thức chức năng: Miêu tả quá trình trao đổi chất cơ bản của các mô hoặc bộ phận cơ thể bao gồm các phương thức y học hạt nhân.2 Một số phương pháp thu nhận hình ảnh y tế 1. Chiếu X-quang: Trong phương pháp chiếu X-quang ta cần những tia X có độ đàm xuyên trung bình: từ 70 đến 80KV.
Nhưng cường độ thì rất thấp, chỉ cần từ 1,5 đến 3 miliampe. Các máy chụp X-quang đểu dùng để chiếu được, trừ các máy bé xách tay. Màn huỳnh X-quang là một tấm bià trên có phù một lớp tinh thể tungstat calci (hay sunfua kẽm). Hiện nay người ta dùng sunfua hỗn hợp kẽm và cadmi.
Chất này tạo nên một ảnh huỳnh quang vàng lục là màu tương ứng với độ cảm thụ cao nhất cùa mắt. Trên tấm bìa đó đặt một tấm kính thuỷ tinh pha chì dàv để bảo vệ người chiếu. Tia huỳnh quang của màn chiếu không sáng lắm, vì thế việc chiếu điện phải làm trong buồng tối. 4 Muốn trông rõ, con mắt phải thích nghi với bóng tối.
Nếu ngồi trong bóng tối 20 phút, mắt ta sẽ thấy rõ hơn 60 lần. Vậy lúc nào ta cũng phải ngồi trước bóng tối 15 phút rồi mới bắt đầu chiếu. Tuy nhiên, dù mắt có được thích nghi trong tối cũng không thấy rõ bằng ngoài sáng. Vì vậy quan sát hình chụp trên phim X-quang bao giờ cũng thấy rõ chi tiết hơn là chiếu.
Chụp X-quang: * Kỹ thuật: Ta dùng những tia X phát xạ dưới một điện thế từ 50KV đến 100KV, 150KV và phải cho qua bóng dòng điện có cường độ lớn hơn khi chiếu nhiều (từ 50 đến 100 - 200mA, và máy bây giờ đến 500-1000mA) để chụp thật nhanh. Cần phải chụp nhanh vì bệnh nhân không nằm yên hoặc nín thở lâu được; hơn nữa có những cơ quan như tim, dạ dày… vẫn chuyển động trong khi ta chụp, nên hình chụp sẽ bị mờ nếu không chụp thật nhanh. Người ta dùng những phim ảnh có lớp nhũ tương ăn hình cả hai mặt. Lớp ấy dày hơn và có nhiểu muối bạc hơn là phim chụp ảnh thường.
Để rút ngắn bớt thời gian chụp, người ta ép kèm vào hai mặt phim hai tấm bìa gọi là tấm tăng quang. Một mặt của tấm bìa này có phủ một lớp chất huỳnh quang. Lúc tia X chiếu vào, tấm tãng quang sẽ phát ra những tia sáng và tia tử ngoại tăng tác dụng của chùm tia X lên 10 lần. Như vậy người ta có thể rút ngắn thời gian chụp xuống 1/10.
Thời gian chụp nhanh hay chậm tuỳ thuộc cơ thể dày hay mỏng, cơ quan cần chụp ở nông hay sâu, và cũng tuỳ tính chất đâm xuyên của tia X. Dùng tia đâm xuyên mạnh thì lợi vì có thể chụp rất nhanh (dưới 1/10 giây) và có thể chụp xa được. Để điều khiển thời gian chụp, ở tủ điều khiển có một bộ phận (cái đổng hổ) gọi là kế điện miliampe giây (relais miliamperes-secondes). Bộ phận này cho ta thấy con số miliampe nhân với giây.
Ví dụ: ta vận kim đồng hổ này lên con số l00mAS. Như thế có nghĩa là máy sẽ phát ra cường độ 100mA trong 1 giây; cũng có nghĩa là 200mA trong 0,5 giây. Vậy cùng với một số mAS đã ấn định, muốn chụp nhanh hay chậm thì phải tăng hay giảm số miliampe sẽ sử dụng. Ở đổng hổ mAS có một bộ phận để tăng hay giảm tỷ lộ phần trăm miliampe đó, tuỳ theo yêu cầu của kỹ thuật.
Ngoài ra điện kế mAS còn có thể tự động tăng tỷ số mili lên để đảm bảo số mAS đã ấn định, nếu trong lúc chụp, cường độ tụt xuống. 5 * Các loại ảnh chụp X-quang - Ảnh chụp X-quang nổi Một tấm phim X-quang thường không cho ta thấy bề sâu của cơ quan. Muốn biết một vật ở phía trước hay ở phía sau trong cơ thể, người ta chỉ có cách chụp nghiêng, hoặc xem hình vật ấy lớn lên nhiều hay ít, hoặc rõ hay mờ, khi so sánh hình chụp ở tư thế khác nhau (sấp hay ngửa). Nhưng còn có phương pháp chụp nổi, tốt hơn: người ta chụp hai phim tiếp theo.
Một phim đặt tiêu điểm của bóng cách đường giữa 3cm bên phải và phim kia 3cm bên trái (khoảng cách của hai đồng tử mắt là 6cm). Đến khi xem phim đã chụp thì dùng một đèn đọc phim đặc biệt có tấm che ở giữa để ta có thể mỗi mắt chỉ nhìn vào mộc tấm phim; mắt phải nhìn vào phim chụp với bóng ở bên phải, mất trái nhìn vào phim chụp với bóng ở bên trái. Như thế ta sẽ thấy hình nổi hẳn lên. - Ảnh thực hiện hình cắt lớp bằng phim chồng nhau Đây là một phương pháp dùng hai tấm phim chụp nổi đặt chồng lên một cái đèn đọc phim và xê xích qua lại để cho những hình ảnh của những vật ở vào cùng một mặt phẳng với nhau lần lượt chổng lên nhau.
Đối với mỗi vị trí của hai tấm phim chỉ những hình ảnh trùng nhau chồng khít với nhau thì thấy rõ, còn những hình ảnh khác thì sẽ mờ. Như thế ta có thể thực hiện được những hình ảnh theo từng lớp của cơ thể. Theo lý thuyết thì nếu ta chụp nhiều cập phim chụp nổi chừng nào thì có lợi chừng ấy, nhưng nếu chồng nhiều phim lên nhau quá thì hoá tối, nên người ta chỉ dùng hai cặp phim chụp theo hai đường thẳng góc với nhau. Hiện nay phương pháp này ít dùng, và người ta chỉ dùng kỹ thuật chụp cắt lớp.
- Ảnh chụp cắt lớp Trên phim chụp thường, nhiều khi những chỗ thương tổn bị che lấp vì hình ở những mặt phẳng khác nhau chồng lên nhau. Mục đích của phương pháp này là làm cho ta chỉ thấy hình ảnh một lớp mỏng nào đó của một bộ phận trong cơ thể, còn các lớp khác thì xoá nhoà đi. Chụp X– Quang cắt lớp *Nguyên lý kỹ thuật đó như sau: Bóng X-quang (B) và cát-sét phim F gắn liền vào hai đầu một thanh sắt dài (PP). Thanh này có thể qua lại chung quanh một trục ở khoảng giữa D.
Bệnh nhân (BN) nằm trên bàn bóng sẽ chạy qua lại tmớc mặt: khi bóng chạy xuôi thì phim dưới bàn sẽ chạy nguợc. Sự di chuyển của bóng và phim phải theo hai nguyên tắc: đổng nhịp, song song ngược nhau và theo một tỷ lệ nhất định. Ở đây ta thấy bóng (B) và phim (F) di chuyển ngược nhau và tỷ số đường đi của chúng là K1/K2. Ví dụ: ta lấy một điểm D trong cơ thể ở trong mặt phẳng SS’ cùa trục quay.
Hình của nó trên phim là Dl. Khi bóng di chuyển từ P1 qua P2 thì hình D1 của điểm D di chuyển từ DI qua D2. Tỷ số đường đi cùa nó và đường đi của bóng đúng theo tỷ lệ K1/K2. Vì vậy đường đi của nó bằng đường đi của phim, không dài hơn.
Do đó trong quá trình di chuyển hình của điểm D luôn luôn cố dịnh trên phim và hình của nó sẽ là một điểm rõ nét.