X quang là gì? Nguyên lý, cấu tạo và phân loại máy chụp X quang y tế

1. Máy chụp X quang là gì?

Máy chụp X quang là một thiết bị sử dụng phổ biến trong chẩn đoán hình ảnh, phương pháp tạo ảnh là sử dụng tia X (tia roentgen) để xây dựng và tái tạo lại hình ảnh về cấu trúc bên trong cơ thể. Những hình ảnh này cung cấp thông tin có giá trị trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh. Trong lĩnh vực y tế, máy X quang giữ vai trò quan trọng, giúp cho y bác sĩ chẩn đoán bệnh một cách dễ dàng, chính xác và nhanh chóng.
Các ứng dụng của X quang chẩn đoán : Khảo sát cấu trúc các bộ phận của cơ thể như chụp xương khớp, chụp bụng, chụp sọ não, chụp cột sống, chụp phổi, chụp hệ tiết niệu, chụp mạch, dạ dày…Hiện nay, X quang được sử dụng rộng rãi và phổ biến trên khắp cả nước, bất cứ bệnh viện lớn hay nhỏ, từ trung ương đến địa phương.



Máy chụp X quang	Hình ảnh kết quả chụp X quang

Cơ sở vật lý của máy chụp X quang dựa trên tính chất của tia X (tia Roentgen)

Tia X là gì :

Tia X được nhà bác học người Đức Roentgen phát hiện ra vào năm 1895, với phát minh này ông nhận được giải thưởng Nobel vào năm 1901, và cũng từ đó chúng ta đã co được những bước tiến dài trong lĩnh vực này… Tia X được sinh ra từ sự thay đổi quỹ đạo của electron khi nó đang chuyển động có gia tốc đến gần 1 hạt nhân, khi quỹ đạo của tia X thay đổi, 1 phần động năng (là năng lượng của 1 vật thể có được khi chuyển động) của electron sẽ bị mất đi và chính năng lượng này chuyển thành bức xạ điện từ, phát ra tia X.

Tính chất của tia X :

Tính truyền thẳng và đâm xuyên: Tia X truyền thẳng và có khả năng xuyên qua vật chất, qua cơ thể người. Sự đâm xuyên này càng dễ dàng khi cường độ tia càng tăng. Chính vì độ xuyên sâu của tia X cao nên người ta dùng để chụp những bộ phận cứng như: xương, răng, không dùng để chụp mô

Tính bị hấp thu: sau khi xuyên qua vật chất thì cường độ chùm tia X bị giảm xuống do một phần năng lượng bị hấp thu. Đây là cơ sở của các phương pháp chẩn đoán X quang và liệu pháp X quang.

2. Nguyên lý hoạt động máy chụp X quang.

Chùm tia X sau khi truyền qua vùng thăm khám của cơ thể thì suy giảm do bị hấp thụ bởi các cấu trúc. Sự suy giảm này phụ thuộc vào độ dày, mật độ của các cấu trúc mà nó đi qua. Cuối cùng, chùm tia tác dụng với bộ phận thu nhận (film, detector, màn chiếu…) và xử lý hình ảnh để cho ra kết quả, bộ phận thu nhận và xử lý hình ảnh là điểm khác biệt lớn nhất giữa các thế hệ máy X quang.

Nguyên lý chụp X quang

3. Cấu tạo & phân loại máy X quang.
3.1 Cấu tạo của máy X quang :
Về cấu tạo, máy X quang có sự khác nhau tương đối giữa các thế hệ X quang, cơ bản gồm các bộ phận :

– Khối phát tia X.

– Khối tạo cao thế.

– Bàn chụp, giá chụp, cột đỡ bóng.

– Khối điều khiển.

– Khối thu nhận/hiển thị hình ảnh.

Bóng X quang

Khối tạo cao thế

Bảng điều khiển – Console panel

3.2 Phân loại máy X quang :
Có nhiều cách phân loại máy X quang tùy vào hình dạng cấu trúc, chức năng, công nghệ xử lý ảnh…
Theo cấu trúc : X quang cố định, x quang di động, X quang xách tay.
Theo công nghệ xứ lý ảnh : X quang cổ điển (dùng film), X quang chiếu (màn chiếu), X quang kỹ thuật số gián tiếp (CR), X quang kỹ thuật số trực tiếp (DR).
Theo chức năng : X quang thường quy, X quang răng, X quang vú, X quang can thiệp…


Một số loại máy X quang sử dụng trong y tế

Hiện nay máy X quang cổ điển dùng phim âm bản ít được sử dụng bởi nhiều yếu tố : Vấn đề an toàn bức xạ, vệ sinh môi trường, bất tiện… Thay vào đó, máy X-quang kỹ thuật số đang dần thay thế do nhiều ưu điểm : An toàn hơn, ảnh thu được dưới dạng số, lưu vào máy tính và được chỉnh sửa rất dễ dàng.

Quá trình chụp X quang và sự khác biệt cơ bản giữa các thế hệ máy chụp X quang

X quang cổ điển : Dùng hệ thống phim/bìa tăng quang để chụp các bộ phận của cơ thể. Phim được chứa trong cassette. Cassette được đặt sau vật cần chiếu, tia X sau khi xuyên qua được vật sẽ đến đập vào phim. Phim sau khi được phô xạ, sẽ được đưa vào phòng tối để xử lý bằng hóa chất hiện hình và định hình. Khi rửa phim người ta dùng AgCl, những nơi nào tác dụng với tia X khi rửa sẽ không bị mất (có màu đen) còn nơi nào không tác dụng với tia X (đối với xương, tia X bị cản lại), khi rửa sẽ bị trôi (có màu trắng). Sau đó sẽ được đọc trên 1 hộp đèn đọc phim. Đây là một hình vĩnh viễn, không sửa đổi được, khó lưu trữ, sao lục và truy tìm.
X quang kỹ thuật số gián tiếp CR (Computed Radiography): Đây là hệ thống gần giống X quang cổ điển, máy phát tia X quang bình thường và phim/bìa tăng quang được thay bằng tấm tạo ảnh (Imaging plate) có tráng lớp Phosphor lưu trữ (storage) và kích thích phát sáng (photostimulable luminescence). Tấm tạo ảnh khi được tia X chiếu lên sẽ tạo nên 1 tiềm ảnh (latent image), sau đó tấm tạo ảnh này sẽ phát quang lần 2 khi quét bởi 1 tia laser trong máy Kỹ thuật số hóa (digitizer), ánh sáng này được bắt lấy (capture) và cho ra hình kỹ thuật số tức là có sự chuyễn đổi từ hình analog ra digital. Hình này sẽ được chuyển qua máy tính để được xử lý. Tấm tạo ảnh sẽ được xóa bởi nguồn ánh sáng trắng và tái sử dụng. Số lần tái sử dụng tùy thuộc vào công nghệ, chất liệu và hãng sản xuất tấm tạo ảnh.
X quang số trực tiếp DR (Direct Radiography) : Kỹ thuật này giống máy chụp ảnh kỹ thuật số, vì cũng dùng nguyên tắc tương tự là bảng cảm ứng và cho hình ngay sau khi chụp. Nguyên tắc tạo ảnh là nhờ bảng cảm ứng (Sensor panel) cấu tạo do sự kết hợp của lớp nhấp nháy (Scintillator) gồm các lớp cesiumiodide/thallium và tấm phim mỏng transistor (TFT) với silicon vô định hình (amorphous silicon). Bảng cảm ứng này thay thế cặp phim/bìa tăng quang cổ điển, sau khi được phô xạ, sẽ chuyển hình và hiển thị trên màn hình máy tính sau khoảng 5 giây và có thể chụp tiếp ngay không cần xóa như CR.
Ngày nay, nhờ sự phát triển của ngành điện tử và kỹ thuật số: máy X quang đã được sản xuất với công nghệ mới hiện đại như: máy X–quang cao tần, máy CT scanner, máy X–quang chụp tuyến vú, máy X quang chụp mạch xóa nền DSA…
4. Cần làm gì khi được chỉ định chụp X quang.
Chụp X quang không chuẩn bị bao gồm các kỹ thuật chụp X quang các bộ phận của cơ thể như chụp xương khớp, chụp bụng, chụp sọ não, chụp cột sống, chụp phổi, chụp hệ tiết niệu.v.v. không sử dụng được chất cản quang.
Chụp X quang có chuẩn bị được dùng để chỉ những kỹ thuật X quang quy ước có sử dụng dược chất cản quang (Barysulfat, các thuốc cản quang tiêm tĩnh mạch) như chụp lưu thông thực quản-dạ dày-tá tràng với baryt, chụp niệu đồ tĩnh mạch.v.v.
5. Vấn đề an toàn trong chụp X quang
Do tia X là một bức xạ nên có thể làm tổn thương tế bào, tổn thương thứ cấp, tổn thương phôi bào, tổn thương tác hại di truyền, ung thư,… Do đó phải dùng vật chắn tia: nếu không thể tránh xa được tia phóng xạ, phải sử dụng những màn chắn tia, hoặc màng hấp thụ.

Đóng kín ngõ ra của tia bằng vật hấp thụ phóng xạ ở tại bóng đèn. Dùng tấm lọc tia phải có bề dày ít nhất từ 1 mm – 2 mm nhôm đặt ở cửa sổ đầu đèn. Điều khiển chống tia để tránh bộ phận sinh dục và dùng tấm chắn cao su chì để bảo vệ bộ phận sinh dục khi chẩn đóan phần bụng của bệnh nhân nam, nữ và cả vùng ngực bệnh nhân. Tường, cửa của phòng X-quang phải được tráng barit hoặc ốp chì, kính chì đảm bảo tia X không thoát ra ngoài.
Kỹ thuật viên sử dụng máy X-quang cần mặc quần áo bảo hộ, phải chuẩn bị bệnh nhân thật kỹ để tránh cho bệnh nhân phải chẩn đoán lần 2, nên dùng loại phim có lớp nhũ tương độ bắt sáng cao nhất và dùng bìa tăng sáng siêu nhạy. Sử dụng bộ thời gian tự động (Autotimer) như là tế bào quang điện bằng ion để giảm thiểu việc chụp phim lần 2. Thời gian chụp ảnh không được lâu và bệnh nhân không được chụp ảnh nhiều lần trong một khoảng thời gian nhất định.