Máy chụp X quang là gì?
Máy chụp X quang là một thiết bị phát tia X (hay còn gọi là tia Roentgen) qua cơ thể và thu nhận tín hiệu, từ đó tái tạo hình ảnh cấu trúc bên trong cơ thể một cách chi tiết và rõ nét. là thiết bị cung cấp kỹ thuật tái tạo hình ảnh cấu trúc bên trong cơ thể một cách chi tiết và rõ nét bằng cách sử dụng tia X (hay còn gọi là tia Roentgen). Hình ảnh chụp X quang mang lại giá trị to lớn trong chẩn đoán và điều trị bệnh.
Tia X là gì?
Tia X là bức xạ điện từ có khả năng đi xuyên qua các vật thể, bao gồm cơ thể con người. Mức độ đi xuyên qua các vật thể của tia X có thể khác nhau, điều này tùy thuộc vào mật độ phẩn bổ của “chất liệu” tạo nên vật thể. Loại tia này được tạo nên từ quá trình thay đổi quỹ đạo của electron chuyển động với gia tốc gần một hạt nhân. Bởi vì, khi quỹ đạo này thay đổi, electron sẽ mất đi một phần động năng dẫn đến xảy ra bức xạ điện từ và phát ra tia X.
Vào năm 1895, giáo sư người Đức Wilhelm Conrad Roentgen đã phát hiện và nghiên cứu chuyên sâu về tia X. Phát hiện này là một bước tiến vượt trội, đặc biệt là trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh trong y khoa. Tính đến hiện tại, tia X được sử dụng phổ biến trong y học với mục đích ghi nhận hình ảnh các cấu trúc bên trong cơ thể, đặc biệt là xương.(1)
Tia X sở hữu 2 tính chất chính, cụ thể:
- Truyền thẳng và xuyên qua: Tia bức xạ X có tính truyền thẳng và xuyên qua mọi vật thể rắn, bao gồm cơ thể con người. Sử dụng tia X với cường độ càng cao thì hiệu quả đâm xuyên càng gia tăng.
- Bị hấp thụ: Sau khi đâm xuyên qua vật thể, cường độ tia bức xạ X sẽ đột ngột suy giảm vì một phần năng lượng sẽ được vật thể hấp thu.
Công dụng của máy chụp X quang
Máy chụp X quang có công dụng tạo nên hình ảnh cấu trúc về các bộ phận của cơ thể một cách rõ nét và chân thực. Cụ thể, ảnh phim chụp X quang sẽ giúp bác sĩ khảo sát cấu trúc của nhiều bộ phận, bao gồm bụng, xương khớp, phổi, tim mạch, sọ não, dạ dày….
Kết quả chụp X quang sẽ góp phần giúp bác sĩ có thể chẩn đoán chính xác về tình trạng hiện tại của người bệnh, từ đó đưa ra phác đồ điều trị với hiệu quả cao, chuẩn cá nhân hóa cho từng trường hợp.
Ưu nhược điểm của máy X quang
Máy chụp X quang sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, bao gồm:
- Tạo nên hình ảnh giải phẫu bộ phận cơ thể chân thực, giúp bác sĩ quan sát được những tổn thương dù nhỏ
- Quy trình thực hiện nhanh chóng, không gây đau đớn, không xâm lấn
- Liều bức xạ được sử dụng trong mỗi lần chụp X quang thường tương đối thấp (ít hơn các phương pháp chẩn đoán hình ảnh có sử dụng tia X khác)
- Chi phí hợp lý
- Cho ra kết quả nhanh chóng, dễ dàng lưu trữ dữ liệu trên vi tính
- Có mặt phổ biến tại hầu hết các cơ sở y tế trên cả nước
Ai đã phát minh ra máy chụp X quang?
Sau khi tia bức xạ X được giáo sư người Đức Wilhelm Conrad Roentgen phát hiện vào năm 1895, chiếc máy chụp X quang sơ khai đã có mặt lần đầu tiên trên thế giới bởi giáo sư vật lý học Henry Louis Smith vào tháng 1 năm 1896.
Vào năm 1904, một thiết bị chụp X quang hoàn chỉnh đã được Clarence Madison Dally – ông là trợ lý của nhà phát minh Thomas Edison, giới thiệu chính thức tại Hội chợ thế giới St. Louis. Trong những năm sau đó, kỹ thuật chụp X quang đã được nghiên cứu và phát triển nhanh chóng.
Đến năm 1909, nhà phát minh người Tây Ban Nha Mónico Sánchez Moreno đã phát triển thành công máy chụp X quang. Nối tiếp thành tựu này, nhà vật lý học và hóa học Marie Curie đã phát triển thành công hệ thống chụp X quang di động phục vụ cho công cuộc khám chữa bệnh tại các bệnh viện dã chiến.
Nguyên lý hoạt động máy chụp X quang
Máy chụp X quang có nguyên lý hoạt động như sau:
- Thiết bị chụp X quang sẽ phát chùm tia bức xạ X xuyên qua vùng cơ quan cần kiểm tra trên cơ thể.
- Tia bức xạ X sẽ được cơ thể hấp thụ một phần, phần còn lại sẽ tiếp tục đi xuyên qua để đến bộ phận ghi nhận hình ảnh.
- Tại bộ phận ghi nhận (detector, film…), chùm tia X sẽ được thu nhận và xử lý, sau đó cho ra kết quả hình giải phẫu cấu trúc rõ nét phục vụ tốt cho quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh.
Về cơ bản, khi bộ phận xử lý nhận về càng nhiều tia X thì màu sắc của cấu trúc giải phẫu trên hình ảnh X quang sẽ càng đen.
Vì vậy, hình ảnh phim X quang của các bộ phận chứa đầy khí hoặc rỗng (như phổi) sẽ thể hiện màu đen. Ngược lại, bộ phận rắn và có mô liên kết dày đặc (như xương) sẽ gây cản trở sự xuyên qua của tia bức xạ X, nên hình phim X quang có màu trắng.
Mặt khác, trên phim chụp X quang thì hệ cơ, nội tạng và mô mềm khác trong cơ thể thường có màu xám – độ đậm nhạt có thể khác nhau tùy thuộc vào sự đặc của từng cơ quan.
Cấu tạo và phân loại máy chụp X quang
1. Cấu tạo máy chụp X quang
Ở mỗi thế hệ, thiết bị chụp X quang có thể khác nhau về mặt cấu tạo. Tuy vậy, hầu hết chúng đều có chung một số bộ phận cơ bản bao gồm:
- Bộ phận phát tia X
- Bàn chụp, giá đỡ, cột đỡ bóng
- Khối tạo cao thế
- Bộ phận điều khiển
- Bộ phận thu nhận và hiển thị hình ảnh
2. Phân loại máy chụp X quang
Máy chụp X quang được phân loại dựa vào các yếu tố như chức năng, cấu trúc và công nghệ xử lý hình ảnh, cụ thể:
- Dựa vào chức năng: Bao gồm thiết bị chụp X quang răng, chụp X quang can thiệp, chụp X quang thường quy…
- Dựa vào cấu trúc của máy: Bao gồm thiết bị chụp X quang xách tay, thiết bị chụp X quang di động và thiết bị chụp X quang cố định
- Dựa vào công nghệ xử lý hình ảnh: Bao gồm thiết bị chụp X quang màn chiếu, thiết bị chụp X quang cổ điển (máy sử dụng film), thiết bị chụp X quang kỹ thuật số (gián tiếp và trực tiếp)
Các loại máy chụp X quang phổ biến hiện nay
Trong nhiều thập kỷ, thiết bị chụp X quang cổ điển và kỹ thuật số là hai loại được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại, nhờ sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội mà thiết bị chụp X quang kỹ thuật số đã dần thay thế cho thiết bị cổ điển.
1. Máy chụp X quang cổ điển
Thiết bị này sử dụng hệ thống bìa tăng quang / phim để ghi nhận hình ảnh cấu trúc cơ thể. Phim chụp ảnh được chứa trong cassette – bộ phận đặt sau vật cần chụp chiếu.
Chùm tia X sẽ bắt đầu di chuyển từ bộ phận phát tia, xuyên qua vị trí cần chụp X quang và được thu nhận tại phim chụp. Sau đó, phim chụp sẽ trải qua quá trình xử lý bằng hóa chất chuyên dụng (AgCl) trong phòng tối (rửa phim). Phim chụp X quang bằng thiết bị cổ điển là hình ảnh vĩnh viễn, khó lưu trữ và truy xuất khi cần.
2. Máy chụp X quang kỹ thuật số
Thiết bị chụp X quang kỹ thuật số bao gồm máy kỹ thuật số gián tiếp và kỹ thuật số trực tiếp, cụ thể:
- Máy kỹ thuật số gián tiếp CR (Computed Radiography): Thiết bị này có hệ thống hoạt động tương tự như máy chụp cổ điển, bao gồm bộ phận phát tia bức xạ X, tấm tạo ảnh được tráng lớp phosphor lưu trữ thay thế cho bìa tăng quang / phim. Sau khi thực hiện các bước chụp X quang, tấm tạo ảnh sẽ trải qua quá trình phát quang trong bộ phận kỹ thuật số hóa và cho ra hình ảnh kỹ thuật số. Sau đó, sự ghi nhận tia X trên tấm tạo ảnh này sẽ được nguồn ánh sáng xóa đi và bộ phận này sẽ được tái sử dụng cho các lần chụp X quang tiếp theo. Lưu ý, số lần tái sử dụng tấm tạo ảnh này sẽ tùy thuộc vào chất liệu và công nghệ sản xuất.
- Máy kỹ thuật số trực tiếp DR (Digital Radiography): Hệ thống này có nguyên tắc hoạt động tương tự như máy chụp chụp ảnh kỹ thuật số, nên sẽ cho ra kết quả ngay sau khi chụp. Thay vì sử dụng bìa tăng quang / phim như máy cổ điển, thiết bị này sẽ sử dụng bảng cảm ứng để tạo nên hình ảnh giải phẫu hiển thị ngay trên màn hình sau khi chụp (chỉ mất khoảng 5 giây), thao tác này có thể được thực hiện liên tục mà không cần khôi phục hiện trạng như kỹ thuật gián tiếp CR. Thời gian chụp X quang bằng máy kỹ thuật số trực tiếp DR sẽ được rút ngắn tối đa, đồng thời cho ra nhiều hình ảnh giải phẫu rõ nét, chính xác phục vụ tốt quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh.