Máy chụp cắt lớp hoạt động ra sao có những loại nào?

Chụp cắt lớp vi tính hiện đang là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh được ứng dụng phổ biến, giúp chẩn đoán chính xác nhiều bệnh lý của cơ thể, hỗ trợ điều trị đạt hiệu quả tối ưu. Vậy máy chụp cắt lớp là loại gì, nguyên lý hoạt động ra sao mà có khả năng làm được những điều ấy?

1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy chụp cắt lớp

1.1. Tổng quan về máy chụp cắt lớp

Chụp cắt lớp (chụp CT) là kỹ thuật tạo ảnh lớp cắt kết hợp với sự hỗ trợ của máy tính để cho ra những hình ảnh chụp cắt lớp chi tiết, sắc nét, rõ ràng. Kỹ thuật này hoàn toàn dựa trên cơ sở toán học, hay nói cụ thể hơn thực là nó được thực hiện thông qua một chuỗi hoạt động tái tạo ảnh từ các hình chiếu. Đặc điểm cốt lõi làm nên hiệu quả của kỹ thuật chụp cắt lớp chính là việc nó tạo ra ảnh của các mô mềm với độ tương phản cực cao và cho phép định lượng được hình ảnh - điều mà các phương pháp chụp ảnh truyền thống khác không làm được.

Máy chụp cắt lớp từ thế hệ đầu đến nay đã được cải tiến hiện đại hơn nhiều

Máy chụp cắt lớp có rất nhiều loại từ 1 cho đến đa lát cắt như 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 và 512. So với máy 1 lát thì máy đa lát cắt đã được tăng số dãy đầu dò phát tia X trong hệ thống phát tia nên trong cùng một đơn vị thời gian chụp nó có khả năng tăng số hình và độ mỏng thu được. Tùy thuộc vào vận tốc quét và độ dày lát cắt mà máy chụp CT cắt lớp của mỗi hãng khác nhau sẽ có các ưu thế phần mềm dựng hình, chất lượng hình ảnh khác nhau:

- Vận tốc quét càng cao đồng nghĩa với thời gian chụp càng nhanh. Điều này sẽ giúp bệnh nhân không phải nhịn thở nhiều lần hay nhịn thở lâu khi chụp hình, không yêu cầu bệnh nhân phải nằm yên lâu để chụp. 

- Lát cắt càng khít nhau, càng mỏng thì càng thu được nhiều hình ảnh, tránh bỏ sót tổn thương, tầm soát càng hiệu quả. Mặt khác, nó cũng giúp cho việc tái tạo lại hình ảnh các cơ quan trong cơ thể trở nên rõ nét và sắc sảo hơn.

1.2. Cấu tạo

Phần cứng tổng quát của hầu hết các máy Chụp cắt lớp đều có chung cấu tạo gồm:

- T (Tube): bóng X-quang

Bóng này có chức năng phát ra tia X với các chùm tia mỏng và cường độ tia chuẩn hơn nhiều so với bóng thông thường.

- D (Detectors): cảm biến nhạy tia X

Tác dụng của bộ phận này là cảm nhận mức độ hấp thụ của chùm tia X-quang phát ra từ bóng. Tùy số lượng và chất lượng của các cảm biến mà hình ảnh của máy chụp cắt lớp sẽ có sự khác nhau.

- R: hệ thống gồm động cơ, ray, khung,… 

Đây là bộ phận giữ vai trò tạo chuyển động quay cho detectors và bóng X-quang.

- Hệ thống bàn 

Hệ thống bàn bao gồm: bàn cho bệnh nhân nằm, động cơ bước, mạch điều khiển. Chức năng của bộ phận này là lui tiến, dịch chuyển cao thấp theo chế độ điều khiển của trung tâm xử lý.

Cấu tạo chung của máy chụp cắt lớp vi tính

- Hệ thống hiển thị hình ảnh và điều khiển

Nhìn bề ngoài hệ thống này tương đối giống với hệ thống máy tính thông thường nhưng nó là nơi chứa lệnh điều khiển cho máy chụp. Đây cũng là nơi quản lý mọi tín hiệu hình ảnh và quản lý thông tin của người bệnh.

- Máy rửa phim

Máy có cơ chế hoạt động giống như hầu hết các máy rửa phim số thông thường.

1.3. Nguyên lý hoạt động

Toàn bộ quy trình hoạt động của máy chụp cắt lớp vi tính tuân theo nguyên tắc sau:

- Bóng X-quang phát ra chùm tia có sự cố định về cường độ cũng như độ dày.

- Chùm tia này đi qua người bệnh sẽ được hấp thụ một phần hay toàn phần.

- Cảm biến trên dãy Detector định lượng được sự hấp thụ đó.

- Tín hiệu từ cảm biến được chuyển về bộ xử lý ảnh sau đó được số hóa bằng một số thuật toán phức tạp để cho ra hình ảnh hiển thị trên màn hình máy tính.

2. Phân loại máy chụp cắt lớp

Kể từ khi ra đời đến nay đã có nhiều thế hệ máy chụp cắt lớp ra đời, cải tiến hệ thống quét nhằm giảm thời gian tạo ảnh. Các đời máy này đều có ưu - nhược điểm riêng, khác nhau chủ yếu về số lượng và cách bố trí cảm biến.

2.1. Máy chụp cắt lớp thế hệ 1

- Bộ thu gồm: 1 đầu dò, chùm tia X hẹp và song song dạng bút chì.

- Phương thức quét: bóng X-quang và đầu dò dịch chuyển song song vuông góc với chùm tia, bao trùm toàn bộ mặt phẳng lớp cắt. Toàn bộ hệ thống quay một góc rồi lại tiếp tục dịch chuyển song song, tia X phát và thu đều đặn trong 1 khoảng cách. Quá trình này cứ lặp đi lặp lại vậy cho đến khi đủ  số lượng tín hiệu để tái tạo ảnh.

Đến nay, thế hệ máy chụp cắt lớp này hầu như không còn được sử dụng nữa bởi thời gian chụp quá dài, công suất của bóng X-quang có nhiều hạn chế, máy không thể chuyển động với vận tốc cao.

2.2. Máy chụp cắt lớp thế hệ thứ 2

- Cấu trúc: sử dụng 1 chùm đầu dò khoảng 20 - 30 chiếc bố trí liền kề nhau, chùm tia quét hình quạt.

- Phương pháp quét: hệ thống đo thực hiện 2 loại dịch chuyển: song song và tịnh tiến giúp nguồn bức xạ tia X được sử dụng hiệu quả hơn, thực hiện được nhiều phép chiếu, tăng góc quay và khoảng giữa hai lần chiếu, giảm tổng số số lần quay của hệ thống đo và bước quét phẳng. Thời gian tạo ảnh cho mỗi lớp cắt khoảng 10 - 60 giây.

2.3. Máy chụp cắt lớp thế hệ thứ 3

- Cấu trúc: tăng số lượng đầu dò lên vài trăm cái, các đầu dò bố trí trên một vòng cung đối diện và gắn cố định với bóng X-quang. Chùm tia X phát ra theo hình rẻ quạt theo góc 30 - 60 độ.

- Phương pháp quét: mỗi lớp cắt hệ thống đo sẽ quay quanh đối tượng với góc 3600 độ. Hệ thống này chỉ thực hiện duy nhất một kiểu chuyển động quay liên tục nên thời gian chụp chỉ trong vài giây,  nguồn bức xạ tia X được sử dụng tối ưu hơn nhiều.

2.4. Máy chụp cắt lớp thế hệ thứ 4

- Cấu trúc: bóng X-quang và đầu dò gắn chặt với nhau, cùng quay hoặc dịch chuyển. Hệ thống đầu dò của máy chụp cắt lớp này hoàn toàn tách biệt với bóng X-quang bởi nó là tập hợp của nhiều đầu dò cùng bố trí trên một vòng tròn quanh khoang bệnh nhân .

Máy chụp cắt lớp Siemens hiện đại bậc nhất tại Bệnh viện Đa khoa MEDLATEC cho hình ảnh rõ nét, thời gian chụp nhanh

- Phương pháp quét: bóng X-quang quay tròn quanh bệnh nhân để phát ra chùm tia hình rẻ quạt bao phủ vùng cần chụp. 

Máy chụp cắt lớp vi tính thế hệ thứ 4 có thời gian chụp ngắn khoảng vài giây, không bị nhiễu ảnh như thế hệ máy thứ 3 nhưng hiện chỉ có vài hãng sản xuất nên ít được sử dụng. 

Nhìn chung, sự ra đời của các loại máy chụp cắt lớp vi tính được xem là một bước tiến vượt bậc của y học hiện đại. Các thế hệ máy chụp CT đang được đưa vào sử dụng hiện nay đa phần ứng dụng công nghệ tiên tiến, cho chất lượng hình ảnh sắc nét, thời gian chụp nhanh, giảm tối đa ảnh hưởng của bức xạ tới người bệnh. Nói như vậy không có nghĩa là mọi cơ sở y tế đều đưa vào sử dụng thiết bị chụp tiên tiến nhất. Muốn có được hình ảnh cho chẩn đoán chính xác, tốt nhất người bệnh nên tìm hiểu kỹ để lựa chọn đúng địa chỉ uy tín về đội ngũ bác sĩ tham gia khám, chỉ định và chẩn đoán; kỹ thuật viên phòng chụp có bề dày kinh nghiệm, được đào tạo bài bản; sử dụng máy chụp công nghệ cao từ các hãng sản xuất hàng đầu;... Nếu cần được tư vấn thêm về kỹ thuật chụp này bạn đọc có thể liên hệ hotline của Bệnh viện Đa khoa MEDLATEC 1900 56 56 56 để được chuyên viên y tế giải đáp hoàn toàn miễn phí.