TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

Bài tập lớn

Thiết bị đo y sinh và mơi trường
Đề tài:

Tìm hiểu về máy CT Scanner
Sinh viên thực hiện:

1. Phạm Thanh Tùng - 20154277
2. Nguyễn Đức Hải - 20161294

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Lan Hương

Hà Nội, 12-2019


Máy chụp cắt lớp vi tính

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................... 3
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. 4
Chương 1: Giới thiệu chung ............................................................................................. 5
1.1: Định nghĩa về CT Scaner: ......................................................................................... 5
1.2: Lịch sử hình thành: ................................................................................................ 6
1.3: Ứng dụng: .............................................................................................................. 9
Chương 2: Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 10
2.1: Nguyên lý chụp cắt lớp ........................................................................................ 10

2.2: Các kiểu chụp CT Scaner: ................................................................................... 11
2.3: Nhiễu ảnh: ............................................................................................................ 12
2.4: Lượng nhiễm xạ đối với chụp CT: ...................................................................... 13
2.5: Cấu tạo: ................................................................................................................ 14
2.6: Đọc phim CTscan ................................................................................................ 15
Chương 3: Nguyên lý tái tạo ảnh CT ............................................................................. 18
3.1: Nguyên tắc chung: ............................................................................................... 18
3.2: Quá trình tái tạo ảnh CT: ..................................................................................... 19
Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 23

2


Máy chụp cắt lớp vi tính

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Máy CT scaner ................................................................................................ 5
Hình 1. 2: Thế hệ máy CT thứ nhất ................................................................................. 7
Hình 1. 3: Thế hệ máy CT thứ hai ................................................................................... 7
Hình 1. 4: Thế hệ máy CT thứ ba..................................................................................... 8
Hình 1. 5: Thế hệ máy CT thứ tư ..................................................................................... 8
Hình 2. 1:Sơ đồ nguyên lý chụp cắt lớp vi tính ............................................................. 10
Hình 2. 2: Mã hóa hình ảnh CT...................................................................................... 11
Hình 2. 3: Cấu tạo máy CT Toshiba .............................................................................. 14
Hình 2. 4: Hệ thống máy chụp cắt lớp ........................................................................... 15
Hình 2. 5: Hình ảnh CT sọ não ...................................................................................... 17
Hình 3. 1: Hệ thống tọa độ máy CT ............................................................................... 18
Hình 3. 2: Ma trận ảnh Housfield................................................................................... 20
Hình 3. 3: Tái tạo ảnh từ dữ liệu .................................................................................... 21


3


Máy chụp cắt lớp vi tính

LỜI NĨI ĐẦU
Kỹ thuật chụp cắt lớp vi tính (chụp CT) ngày nay được sử dụng rất rộng rãi
trong chẩn đoán bệnh. Việc ứng dụng chụp ảnh cắt lớp vào trong y học để xác định ảnh
các mô hay các cơ quan bên trong cơ thể là một bước tiến rất quan trọng trong ngành y
tế. Khả năng của CT trong việc tạo ra ảnh thay thế, thay cho ảnh xếp chồng, chính là
một trong những điểm cốt lõi chứng minh của hiệu quả cao của phương pháp này: CT
có thể tạo ra những ảnh của các mô mềm với độ tương phản cực cao mà với phương
pháp cổ điển không thể đạt được. Hơn nữa nhờ những tiến bộ của khoa học kỹ thuật,
CT cịn cho phép định lượng được hình ảnh.
Trong rất nhiều trường hợp, nhờ khả năng tạo ảnh các mô mềm với độ tương
phản rất cao mà đã có thể loại bỏ việc sử dụng các chất cản quang. Ví dụ: nhờ CT có
thể chụp ảnh não thất một cách trực tiếp do vậy có thể giảm bớt được nhiều xét nghiệm
thần kinh, điện não đồ. Thơng thường hơn, có thể tránh phải bơm thuốc cản quang vào
mạch máu. Và do vậy, thay vì phải chịu nguy cơ cao do tiêm thuốc cản quang vào động
mạch nay chỉ cần tiêm tỉnh mạch với nguy cơ thấp hơn.
Đặc biệt hơn kỹ thuật chụp X quang cịn giúp tạo ảnh hình dạng thực của các cơ
quan bị thương tổn, phương pháp cổ điển chỉ tạo ảnh thông qua các thông tin gián tiếp
thông qua sự dịch chuyển của máu, trong khi đó X quang với rất nhiều trường hợp đã
cung cấp nhiều chỉ dẫn chính xác hơn khi chụp mạch.
Vậy q trình tạo ảnh CT như thế nào, và nó sử dụng cách thức ra sao để tạo
ảnh chúng ta sẽ đi sâu vào phần sau để hiểu rõ hơn.
Bài báo cáo sử dụng nhiều tài liệu tham khảo, đặc biệt lấy từ bài giảng “ Chẩn
đốn hình ảnh” của Nhà xuất bản Giaó dục Việt Nam. Báo cáo là kết quả nghiên cứu
của cả 3 thành viên trong nhóm trong thời gian một học kỳ, khơng thể tránh khỏi
những thiết xót. Chính vì vậy rất mong cơ có thể chỉ ra những điều cịn chưa hợp lý để

nhóm có thể hồn thiện tốt
Thay mặt nhóm, em xin chân thành cảm ơn!

4


Máy chụp cắt lớp vi tính

Chương 1: Giới thiệu chung
1.1: Định nghĩa về CT Scanner:
- Chụp cắt lớp vi tính (Computed Tomography) hay cịn gọi là chụp cắt lớp
điện tốn, chụp cắt lớp, là một phương pháp chụp hình X quang. Máy CT chạy vòng
quanh thân thể bệnh nhân, phát sóng X quang và đo độ hấp thụ năng lượng tia x của
các cấu trúc khác nhau của cơ thể. Sau đó sử dụng các thơng tin này và ráp lại với vi
tính hình ảnh của cơ thể trên khơng gian 2 hoặc 3 chiều.

Hình 1. 1: Máy CT scaner
- Phép chụp cắt lớp vi tính tận dụng sự kết hợp của nhiều phép đo bằng tia X
được chiếu từ nhiều góc độ để tạo nên hình cắt mặt ngang của vật được chụp, từ đó cho
phép người chụp có thể nhìn được bên trong của vật mà khơng cần mổ. Các thuật ngữ
khác bao gồm chụp cắt lớp trục (CAT scan) và chụp cắt lớp điện toán. Xử lý kĩ thuật số
được sử dụng để tạo ra thêm một khối ba chiều bên trong vật thể từ một loạt lớn các
hình ảnh X quang hai chiều được chụp xung quanh một trục xoay đơn. Tạo ra những
hình ảnh trong Y học là ứng dụng phổ biến nhất của máy CT. Hình ảnh cắt ngang của
5


Máy chụp cắt lớp vi tính
nó được sử dụng cho mục đích chẩn đốn và điều trị trong các ngành y tế khác nhau.
Thuật ngữ "chụp cắt lớp vi tính" (CT) thường được dùng để chỉ chụp X-quang, bởi vì

nó là dạng phổ biến nhất được biết đến. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều loại CT khác tồn tại,
như chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) và chụp cắt lớp vi tính phát xạ đơn
photon (SPECT). Chụp X quang là một dạng sơ khai của CT.
1.2: Lịch sử hình thành:
- 1967 Housfield (Anh) dựa trên nguyên lý tạo ảnh đã thiết kế được một thiết bị
dùng tia X-quang để đo những vật thể thí nghiệm bằng các chất nhân tạo và lập được
chương trình cho máy tính ghi nhớ và tổng hợp kết quả.
- 1.10.1971 Housfield và Ambrose (Anh) đã cho ra đời chiếc máy chụp cắt lớp
vi tính sọ não đầu tiên. Thời gian chụp và tính tốn cho một quang ảnh lúc này cần 2
ngày.
- 1974 Ledley (Mỹ) hoàn thành chiếc máy chụp cắt lớp vi tính (CT scanner)
tồn thân đầu tiên, thời gian chụp một quang ảnh mất vài phút.
- 1977 trên thị trường thế giới xuất hiện loại máy chụp CTscan với thời gian
chụp một quang ảnh chỉ 20 giây. Cho đến nay đã có 4 thế hệ máy chụp CTscan ra đời.
+ Máy thế hệ 1: máy có một đầu dị, sử dụng ngun tắc quay và tịnh
tiến. Chùm tia X-quang cực nhỏ chiếu qua cơ thể tới đầu dị để thu nhận kết quả.
Bóng phát tia X phải quay quanh cơ thể 180o để hoàn thành một lớp cắt. Khi
quay 1o thì phát tia và quét ngang cơ thể để đo, một quang ảnh mất vài phút.

6


Máy chụp cắt lớp vi tính

Hình 1. 2: Thế hệ máy CT thứ nhất
+ Máy thế hệ 2: máy có nhiều đầu dò, sử dụng theo nguyên tắc quay và
tịnh tiến. Chùm tia X-quang có góc mở 10o, đối diện có một nhóm 5-50 đầu dị.
Do chùm tia X rộng hơn, nên giảm được số lần quét ngang. Thời gian chụp một
quang ảnh từ 15-20 giây.


Hình 1. 3: Thế hệ máy CT thứ hai
+ Máy thế hệ 3: máy có nhiều đầu dò (200-600 đầu dò), sử dụng nguyên
tắc quay đơn thuần. Chùm tia X có góc mở rộng hơn, chùm hết phần đầu dò
7


Máy chụp cắt lớp vi tính
quay cùng chiều với bóng phát tia và ghi kết quả. Thời gian chụp một quang ảnh
từ 1-4 giây, độ mỏng lớp cắt đạt 2mm.

Hình 1. 4: Thế hệ máy CT thứ ba
+ Máy thế hệ 4: máy có hệ thống đầu dị tĩnh, cố định vào 360o của
đường

tròn, số lượng đầu dò lên tới 1000. Bóng phát tia X-quang quay quanh

trục cơ thể

và phát tia. Thời gian chụp một quang ảnh đạt tới 1 giây, thuận lợi cho

khảo sát

các tạng chuyển động. Loại máy cực nhanh với thời gian cần cho một

quang ảnh

chỉ 0,1 giây, hoặc chụp cine CTscan được dùng trong chẩn đoán tim

mạch


Hình 1. 5: Thế hệ máy CT thứ tư

8


Máy chụp cắt lớp vi tính
1.3: Ứng dụng:
- Ngày nay, CT được ứng dụng rộng rãi trên lâm sàng để phát hiện bệnh lý từ sọ
não, đầu mặt cổ, tim, ngực, bụng, chậu, xương, mô mềm cho đến bệnh lý mạch máu
não, cổ, mạch máu chi và các mạch máu tạng khác. CT còn được dùng để hướng dẫn
phẫu thuật, xạ trị, theo dõi sau phẫu thuật. Kỹ thuật 3D-CT cho phép đánh giá chính
xác vị trí tổn thương trong khơng gian 3 chiều, từ đó định hướng tốt cho phẫu thuật
cũng như xạ trị. Kỹ thuật này còn dùng để tái tạo 3D trong các bệnh lý bất thường bẩm
sinh, giúp cho các nhà phẫu thuật tạo hình chỉnh sửa tốt hơn các dị tật bẩm sinh.
- Ưu điểm:
+ Hình ảnh rõ nét do khơng có hình tượng nhiều hình chồng lên nhau
+ Khả năng phân giải những hình ảnh mô mềm cao hơn nhiều so với X
quang.
+ Thời gian chụp nhanh, cần thiết trong khảo sát, đánh giá các bệnh cấp
cứu và khảo sát các bộ phận di động trong cơ thể (phổi, tim, gan, ruột…).
+ Độ phân giải không gian đối với xương cao nên rất tốt để khảo sát các
bệnh lý xương.
+ Kỹ thuật dùng tia X, nên có thể dùng để chụp cho những bệnh nhân có
chống chỉ định chụp cộng hưởng từ (Đặt máy tạo nhịp, van tim kim loại, máy trợ thính
cố định, di vật kim loại…).
- Nhược điểm:
+ Do khả năng đâm xuyên mạnh của tia X nên CT khó phát hiện các tổn
thương phần mềm hơn là MRI.
+ CT khó phát hiện được các tổn thương sụn khớp, dây chằng và tổn
thương tủy sống.

+ Những cơ quan và tổn thương có cùng đậm độ thì khó phát hiện và khó
phân biệt trên CT.
+ Độ phân giải hình ảnh của CT thấp hơn MRI, nhất là các cấu trúc mơ
mềm, vì vậy CT khó phát hiện các tổn thương có kích thước nhỏ.

9


Máy chụp cắt lớp vi tính
+ CT là kỹ thuật dùng tia X và gây nhiễm xạ. Mức độ nhiễm xạ mỗi lần
chụp đều nằm trong giới hạn cho phép.

Chương 2: Nguyên lý hoạt động
2.1: Nguyên lý chụp cắt lớp
- Chụp cắt lớp vi tính có thể được định nghĩa như một phương pháp đo tỷ trọng
X quang của các đơn vị thể tích của một lát cắt. Phương pháp này cho ra những hình
ảnh lát cắt của cơ thể với sự phân tích tỷ trọng 100 lần chính xác hơn trên hình ảnh X
quang thường quy.
- Chùm tia X rất hẹp được phát ra từ bóng X quang bị suy giảm sau khi đi xuyên
qua một phần của cơ thể được thu nhận bởi đầu tiếp nhận hay đầu thu (detector). Đầu
tiếp nhận này được cấu tạo bằng các tinh thể nhấp nháy hoặc bằng các buồng ion hóa
cho phép lượng hóa số đo. Độ nhạy của các đầu tiếp nhận cao hơn rất nhiều so với
phim X quang. Bóng X quang và đầu tiếp nhận được cố định bằng khung kim loại và
hai bộ phận này quay quanh vùng cần chụp của cơ thể nằm giữa chùm tia.

Hình 2. 1:Sơ đồ nguyên lý chụp cắt lớp vi tính
- Sau khi chùm tia đi qua cơ thể bệnh nhân, bộ cảm biến điện tử sẽ truyền tín
hiệu về trung tâm hệ thống thu nhận dữ liệu (Data Acquisition System- D.A.T) để mã

10



Máy chụp cắt lớp vi tính
hóa và truyền vào máy tính độ hấp thụ của chùm tia này với độ chính xác rất cao. Tuy
nhiên, hình chiếu của một chùm tia sau khi đi qua một bộ phận cơ thể vào bộ cảm biến
khơng đủ để có thể tạo được hình ảnh cấu trúc của một mặt cắt. Vì vậy, nhờ sự di
chuyển vòng quang bệnh nhân của chùm tia theo một mặt phẳng cắt hàng loạt các phép
đo được thực hiện ở các góc độ khác nhau. Ở mỗi vị trí của chùm tia, một mã số về độ
suy giảm tuyến tính (linear attenuation) được ghi nhớ trong bộ nhớ. Khi chuyển động
quét kết thúc, bộ nhớ đã ghi nhận được một số lượng rất lớn những số đo tương ứng
với những góc khác nhau trong mặt phẳng quét. Tổng hợp những số đo và nhờ máy
tính xử lý các số liệu đó ta có những kết quả bằng số. Nhờ những bộ phận tinh vi khác
có trong máy, các số đó được biến thành hình ảnh và hiện trên màn hình số với hình
ảnh một lát cắt ngang qua cơ thể.
2.2: Các kiểu chụp CT Scaner:

Hình 2. 2: Mã hóa hình ảnh CT

-Topogram là một bức ảnh số nhìn tổng quát sử dụng cho việc lựa chọn các lớp
cắt CT hoặc là cơ sở cho những tài liệu (documentation). Bóng phát tia và detector
được lắp ráp trên một khung có vị trí cố định đối nhau. Trong q trình qt thăm dị
Hình 2.16 Chuyển đổi ảnh số tới ảnh mức xám Hình 2.17 Hình ảnh của một quá trình
qt tồn cảnh hay qt tồn cảnh bóng phát tia và cụm đầu dò đứng yên, bàn bệnh
nhân di chuyển trên một khoảng cách bao trẻm vùng thăm khám (phù hợp với chiều dài
đặt topogram). Một ảnh chiếu được tạo nên từ đo các mức suy giảm “line-byline”. Kết
11


Máy chụp cắt lớp vi tính
quả những hướng chiếu khác cũng tương tự đối với việc xuất hiện những tia được quy

ước. Hình ảnh tạo ra là tập hợp của rất nhiều ảnh xếp chồng (như trong phương pháp
chụp Xquang thông thường), rộng bằng bề dày của lớp cắt (đã được xác định). Dựa
trên hình ảnh tồn cảnh này để lập chương trình tạo ảnh cắt lớp.
- Quét cắt lớp: Bóng phát tia và cụm đầu dị quay quanh người bệnh một góc
360o để thực hiện một lớp cắt. Bàn bệnh nhân dịch chuyển một khoảng cách bằng bề
dày lớp cắt sau mỗi lớp cắt theo phương thức quét gián đoạn hoặc di chuyển liên tục
với một tốc độ cố định (tốc độ chuyển động tịnh tiến của bàn bệnh nhân phải phù hợp
với tốc độ quay tròn của giàn quay để xác định khoảng cách giửa các lớp cắt) theo
phương thức quét xoắn ốc. Đối với phương pháp quét xoắn ốc trong khi đang thu nhận
tomogram, hệ thống bóng/detector vẫn tiếp tục quay tròn quanh bàn bệnh nhân. Những
hướng chiếu thu được từ những vị trí của những góc kế tiếp nhau trên vòng quay là
nhanh.
+ Đo cường độ đường viền với những mức cường độ tại những detector.
Mỗi hướng chiếu sẽ có một cường độ đường viền tương ứng (hướng chiếu của lớp cắt
quét cho một kênh). Trong khi đo, xấp xỉ 1,000 hướng chiếu được tạo nên. Mỗi một
hướng chiếu tạo ra 704 giá trị lấy mẫu –sample values, vì vậy để quét được đầy đủ cần
phải thực hiện trên 700,000 lấy mẫu dữ liệu đo.
+ Lựa chọn chiều dày lớp cắt bằng cách sử dụng một máy tính điều khiển
bộ chuẩn trực ở bóng phát tia. Bóng phát tia, trong q trình qt, có thể hoạt động
theo hai phương thức: phát tia liên tục hoặc phát tia theo xung. Hiện nay hầu hết máy
CT đều được thực hiện theo phương thức phát tia liên tục vì giảm được cơng suất phát
tia, tránh cho bóng phải hoạt động căng thẳng. Để thu thập mẫu dữ liệu, được bật tắt
hàng nghìn lần trong một vịng quay.
2.3: Nhiễu ảnh:
- Hình ảnh giả tạo hay nhiễu ảnh (artefact) thường làm cho ảnh thu được khơng
có giá trị chẩn đốn. Ngun nhân có thể do:

12



Máy chụp cắt lớp vi tính
+ Trong khu vực thăm khám có vật kim loại như mảnh đạn, răng giả…
hoặc một xương dày như hố sau của sọ, của cột sống, của vai… đã hấp thụ toàn bộ tia
X gây nên nhiễu ảnh.
+ Bệnh nhân là trẻ em hoặc người bị hôn mê luôn luôn cử động, không
nằm im hoặc các cơ quan luôn chuyển động như tim, ống tiêu hóa, cơ hồnh… làm cho
ảnh bị mờ, khơng rõ nét.
+ Do trong q trình chuyển động xoay trịn quanh bệnh nhân, bóng phát
tia X và bộ cảm biến đơi khi thiếu nhịp nhàng và khơng đều.
+ Máy vi tính cung cấp cho mỗi Voxel một tỉ trọng trung bình. Nếu lớp
cắt có cả chất khí, chất lỏng, xương… thì tỉ trọng trung bình của mỗi Voxel là trung
bình cộng của các tỉ trọng khác nhau nên khơng chính xác. Cách khắc phục là lớp cắt
phải thật mỏng (1mm) và nên dùng ma trận tái tạo lớn (512x512 hoặc 1024x1024).
2.4: Lượng nhiễm xạ đối với chụp CT:
- Liều nhiễm quang tuyến X tại vùng cơ thể chụp cắt lớp vi tính tương đương
với liều tại chỗ của một lần khám đại tràng hoặc chụp thận tiêm tĩnh mạch ( 2-3 rad).
- Liều sinh dục: do cấu trúc của máy bảo vệ tốt nên thường thấp hơn nhiều so
với chụp X quang quy ước nếu khơng chụp cắt lớp vi tính trực tiếp tại vùng có cơ quan
sinh dục.

13


Máy chụp cắt lớp vi tính
2.5: Cấu tạo:

Hình 2. 3: Cấu tạo máy CT Toshiba

Hệ thống bàn: Gồm mạch điều khiển, động cơ bước, Bàn cho bệnh nhân
nằm. Có chức năng dịch chuyển cao thấp, lui tiến theo chế độ điều khiển rất chính xác

của Xử lí trung tâm
Hệ thống điều khiển và hiển thị hình ảnh: Nhìn vẻ ngồi nó giống như
một hệ thống máy tính thơng thường. Tại đây người các lệnh điều khiển cho máy được
thực hiện hoàn toàn bằng phần mềm trên một hệ điều hành. Các tín hiệu hình ảnh và
quản lí thơng tin bệnh nhân cũng được xử lí tại đây
Máy rửa phim: Hoạt động như một máy rửa phim số thông thường

14


Máy chụp cắt lớp vi tính

Hình 2. 4: Hệ thống máy chụp cắt lớp
2.6: Đọc phim CTscan
2.7.1: Phim chụp CTscan khơng dùng thuốc cản quang
- Phim chụp CTscan cho hình ảnh của các lớp cắt theo những mặt phẳng
khác nhau do thầy thuốc tự chọn. Chẳng hạn: lớp cắt ngang, lớp cắt nghiêng, lớp cắt
dọc. Những máy sản xuất gần đây cịn cho phép hiện ảnh khơng gian ba chiều. Điều
này đặc biệt có ích khi cần khảo sát các khoang. Các ảnh này đặc biệt quý cho các phẫu
thuật viên sọ não.
- Đánh giá các cấu trúc trên các lớp cắt bằng số đo trung bình theo đơn vị
tỉ trọng Housfield để nhận xét. Ta có ba loại cấu trúc dựa theo tỉ trọng:
+ Cấu trúc tăng tỉ trọng: khi cấu trúc có số đo tỉ trọng cao hơn mô
lành cùng loại của bệnh nhân.
+ Cấu trúc giảm tỉ trọng: khi cấu trúc có số đo tỉ trọng thấp hơn
mô lành cùng loại của bệnh nhân.
+ Cấu trúc đồng tỉ trọng: khi cấu trúc có số đo tỉ trọng ngang bằng
mô lành cùng loại của bệnh nhân.
- Những biến đổi chính:
+ Cấu trúc dịch: dịch trong các nang thận, dịch thấm có tỉ trọng

gần với tỉ trọng nước. Tỉ trọng này phụ thuộc nhiều vào lượng protein có trong dịch.
15


Máy chụp cắt lớp vi tính
Dịch nang là dịch vơ mạch, nên tỉ trọng sẽ không đổi khi tiêm thuốc cản quang tĩnh
mạch.
+ Dịch tiết hoặc dịch viêm có lượng albumin cao trên 30g/l, có thể
đạt tỉ trọng 20-30 đơn vị H.
+ Máu, ổ máu tụ: tỉ trọng phụ thuộc nhiều vào lượng albumin của
các phân tử hữu hình. Máu mới có tỉ trọng 55 đơn vị H, khi các thành phần hữu hình
tan hết, tỉ trọng giảm xuống 15-20 đơn vị H. Máu cục có tỉ trọng cao hơn hẳn máu
trong tuần hoàn. Hiện tượng tăng tỉ trọng của ổ máu tụ chỉ tồn tại đến ngày thứ 7 sau
chảy máu, sau đó tỉ trọng trở nên cân bằng với mô mềm. Sau 2 tuần, tỉ trọng thấp hơn
mô mềm. Những ổ máu tụ lớn, đến giai đoạn muộn do fibrin lắng đọng tạo nên một
bao xung quanh, bên trong là dịch lỏng, trông giống như một nang dịch.
+ Ổ áp xe: thơng thường, dịch mủ có tỉ trọng 30 đơn vị H, tổ chức
bao quanh giàu mạch máu, nên khi tiêm thuốc cản quang vào tĩnh mạch ta sẽ thấy một
bao tăng tỉ trọng bao bọc quanh ổ áp xe. Tỉ trọng của mủ trong ổ áp xe theo thời gian sẽ
giảm dần xuống gần bằng tỉ trọng của nước.
+ Các ổ hoại tử: là ổ giảm tỉ trọng rõ.
2.7.2: Chụp CTscan có tiêm thuốc cản quang tĩnh mạch
- Chất cản quang dùng trong chụp CTscan khác với chụp X-quang thơng
thường, bao gồm:
+ Dung dịch phải có độ cản quang ổn định, không lắng đọng hay
kết tủa.
+ Dung dịch cản quang phải có độ thẩm thấu cân bằng với độ
thẩm thấu của cơ thể.
+ Độ cản quang không được cao quá để tránh nhiễu ảnh.
- Đánh giá tổn thương: Những tổn thương giàu mạch máu sẽ tăng cản

quang, như các khối u giàu mạch máu. Trái lại, những vùng khơng có mạch máu như
các nang dịch, tỉ trọng không thay đổi, nhưng sẽ phân biệt rõ do tương phản với nhu
mô lành ngấm thuốc cản cản quang.

16


Máy chụp cắt lớp vi tính

Hình 2. 5: Hình ảnh CT sọ não

Hình 5. Hình ảnh chụp Ctscanner sọ não.
Ảnh trái sọ não bình thường.
Ảnh phải một ổ sán não ở thùy chẩm phải (mũi tên).

17


Máy chụp cắt lớp vi tính

Chương 3: Nguyên lý tái tạo ảnh CT
3.1: Nguyên tắc chung:
- Nguyên lý quét được đơn giản như hình minh họa, trong đó một phép chiếu
được đặc trưng bởi vị trí η trọng hệ tọa độ η, ξ lệch một góc φ so với hệ tọa độ gốc x,
y.
- Cường độ J đo được tại cảm biến phụ thuộc vào góc chiếu φ, vị trí η và cường
độ tia tới 𝐽0 :

- Thơng qua tồn bộ các giá trị J(φ, η) đo được có thể tính được hệ số suy giảm
µ trong lớp cắt. Giải phương trình tích phân trên sẽ tính được µ. Tuy nhiên để thuận

tiện, trước hết cần biến đổi phương trình trên thành phương trình tích phân tuyến tính
bằng cách lập mối quan hệ giữa J(φ, η) và 𝐽0 rồi lấy loga 2 vế:

Trong đó Pφ(η) là dữ liệu phép chiếu theo hướng φ và vị trí η.

Hình 3. 1: Hệ thống tọa độ máy CT

18


Máy chụp cắt lớp vi tính
- Trong nhiều hệ thống CT phép tính loga này được thực hiện như một cơng
đoạn của q trình tích lũy dữ liệu và dữ liệu Pφ(η) được truyền tới máy tính, vì vậy
phép lấy loga như một phần trong quá trình xử lý dữ liệu đo và hàm Pφ là một phép
chiếu.
- Có hai phương pháp khác nhau áp dụng cho việc giải phương trình tích phân.
Trong một phương pháp, phương trình này sẽ được viết ngay dưới dạng rời rạc – tức là
chuyển đổi thành một hệ phương trình đại số tuyến tính sau đó giải hệ phương trình
này. Cịn một phương pháp khác người ta ứng dụng công thức gần đúng.
- Một máy tính mini sẽ thực hiện cơng việc tính tốn để tái tạo ảnh. Máy tính
này thường bao gồm những phần tử tính tốn đặc biệt đáp ứng các u cầu giải các
thuật tốn của CT do đó việc xử lý tái tạo ảnh được nhanh chóng.
3.2: Q trình tái tạo ảnh CT:
- Ảnh CT được bắt đầu với việc quét pha. Trong pha đó, một chùm tia X mỏng
có hướng chiếu khi xuyên qua những cạnh (edges) của phần cơ thể để tạo ảnh. Bức xạ
khi đi qua phần cơ thể nó được đo bằng dãy detector. Các detector này khơng thể tạo ra
được ảnh CT hồn chỉnh mà nó chỉ cho hình viền của một đường chiếu. Dữ liệu đường
viền là đo sự suy giảm của tia X từ bóng phát tia tới những detector riêng lẻ. Để có đủ
thơng tin cho việc tạo nên một ảnh đầy đủ, chùm tia X quay vòng, hoặc quét, xung
quanh thiết diện cắt để tạo nên đường viền từ những góc độ khác nhau. Điển hình, hàng

trăm vùng tạo được và dữ liệu đường viền của mỗi vùng được lưu trữ trong bộ nhớ
máy tính. Tổng số đo sự đâm xuyên tạo nên số vùng và số tia X nằm trong khoảng giới
hạn cho mỗi vùng. Tổng thời gian quét cho một lớp cắt khoảng từ 0.35s tới 15s, phụ
thuộc vào việc thiết kế máy quét (scanner mechanism) và người điều khiển chọn kiểu
quét thay đổi. Chất lượng của ảnh có cải tiến bằng cách tăng thời gian quét.

19


Máy chụp cắt lớp vi tính

Hình 3. 2: Ma trận ảnh Housfield
- Pha thứ 2 của việc tạo ảnh là dựng ảnh. Quét pha của định dạng ảnh CT được
thực hiện bằng máy tính số, nó là một phần của hệ thống CT. Dựng ảnh là thực hiện
bằng một quá trình tốn học đó là việc chuyển đổi dữ liệu quét của các vùng (views)
riêng lẻ về dạng số hoá, hoặc số hóa bức ảnh bức ảnh. Ảnh được cấu tạo bởi dãy phần
tử ảnh riêng lẻ gọi là pixel. Những pixel này được đặc trưng bằng một giá trị số, hoặc
là chỉ số CT. Các giá trị đặc biệt cho mỗi pixell quan hệ với mật độ của mô ở trong
những nguyên tố thể tích tương ứng gọi là voxel. Dựng ảnh thường mất vài giây, phụ
thuộc vào sự phức tạp của bức ảnh và khả năng của máy tính. Ảnh số sẽ được lưu trữ ở
trong bộ nhớ máy tính.
- Pha cuối cùng là chuyển đổi ảnh số thành hiển thị video vì vậy có thể nhìn trực
tiếp được hoặc có thể được ghi ở trên phim. Bước này được thực hiện bằng những
thành phần điện tử nó thực hiện chức năng chuyển đổi số sang tương tự.

20


Máy chụp cắt lớp vi tính


Hình 3. 3: Tái tạo ảnh từ dữ liệu
- Mối quan hệ giửa giá trị số CT và sự chuyển màu (shades) của mức xám hoặc
độ sáng ở trong ảnh được xác định rõ bằng việc lựa chọn các mức cửa sổ (window)
bằng người điều khiển.
- Có thể thấy rằng cửa sổ này bao hàm từ mức xám cao (upper) tới mức xám
thấp (lower), đây có thể là sự thay đổi độ sáng và mức xám của ảnh hiển thị. Việc
window đặt để xác định số CT trong một khoảng rộng nó bao hàm tồn bộ mức xám
bên ngoài của ảnh (image gray scale).
- Mỗi lớp cắt được chia nhiều đơn vị thể tích có bề mặt vuông mỗi cạnh 0,5-2
mm và dày 1-10 mm. Mỗi đơn vị thể tích sẽ hiện lên ảnh là một điểm nhỏ (điểm ảnh).
Tổng hợp các điểm ảnh tạo thành một quang ảnh. Dựa vào độ hấp thu tia X của từng
đơn vị thể tích, máy tính sẽ tính ra tỉ trọng trung bình của mỗi đơn vị thể tích và được
ghi lại. Các cấu trúc hấp thu càng nhiều tia X thì tỉ trọng càng cao. Dựa vào hệ số suy
giảm tuyến tính của chùm tia X, người ta tính ra tỉ trọng của cấu trúc theo đơn vị
Housfield (đơn vị H) theo công thức:
N(H) =

𝑀(𝑥) – 𝑀(𝐻2𝑂)
𝑀(𝐻2𝑂)

xK

+ N(h) là trị số tỉ trọng tính bằng đơn vị Housfield của cấu trúc x.
+ M(x) là hệ số suy giảm tuyến tính của quang tuyến X khi đi qua
đơn vị thể tích x.

21


Máy chụp cắt lớp vi tính

+ M(H2O) là hệ số suy giảm tuyến tính của quang tuyến X khi đi
qua đơn vị thể tích nước tinh khiết.
+ K là hệ số 1000 theo Housfield đưa ra và đã được chấp nhận.
Theo cơng thức trên người ta tính được:
Nước có trọng lượng 1g/cm3

= 0 đơn vị H

Khơng khí có trọng lượng 0,003g/cm3 = -1000 đơn vị H
Xương đặc có trọng lượng 1,7g/cm3

22

= +17 000 đơn vị H


Máy chụp cắt lớp vi tính

Tài liệu tham khảo
[1] SGK Chẩn đốn hình ảnh, PGS. TS. Nguyễn Duy Huề & PGS. TS. Phạm Minh
Thông, NXB Giáo dục Việt Nam
[2] />0scanner.pdf
[3] />[4] />[5] />[6] />[7] />
23