1. Tổng quan về sự phát triển của máy chụp cắt lớp vi tính

So với chụp X-quang thông thường, chụp CT cho hình rõ nét hơn, đặc biệt là hình mô mềm trong cơ thể. Khả năng tạo cấu trúc 3D nhằm giúp công tác chẩn đoán và sàng lọc của bác sĩ X-quang (hay còn gọi là bác sĩ chẩn đoán xạ hình) được hiệu quả hơn. Một lợi điểm nữa là xạ hình ba chiều 3D hay có thể triển khai đến 4D (với thời gian và sự di động) hay 5D (với động lực học chất lưu /fluid dynamics và lưu lượng máu) trở nên một công cụ tiện lợi trong việc giảng dạy ở các trường đại học y khoa hay các viện nghiên cứu [1].

 Trong vòng gần 50 năm kể từ ngày máy cắt lớp vi tính đầu tiên ra đời, máy chụp CT đã phát triển nhanh nhờ sự tiến bộ vượt bực của máy vi tính, bộ cảm biến X-quang và công nghệ điện tử. So với hệ thống chụp CT đầu tiên với một hay hai bộ càm biến cho mỗi lát cắt vào đầu thập niên 70’s, hệ thống máy chụp CT với nhiều bộ cảm biến (multi detector computed tomography hay gọi tắt là MDCT) là một phát triển lớn trong lãnh vực xạ hình y học. Với thời gian nhận hình (acquisition time) nhanh , độ phân giải cao và chất lượng hình tốt, MDCT có triển vọng được xử dụng vào  việc chẩn đoán lâm sáng nhiều bộ phận trong cơ thể với chất lượng bảo quản sức khỏe bệnh nhân tốt. Kết quả là chúng ta có máy chụp hình cắt lớp hiện đại trong nhiều bệnh viện lớn trên thế giới như ngày hôm nay.

Trong số những máy chụp cắt lớp vi tính ban đầu do hãng GE chế tạo, một vấn đề có tính cách đặc thù là máy chụp CT gặp phải là tỉ số sự cố của động cơ quay bánh rán khá cao hơn dự tính. Lúc đầu nhiều người cho rằng lý do chính của vấn đề này là do chất bôi trơn quá ít; nhưng sau khi thêm nhiều chất bôi trơn vào động cơ, vẫn không có gì thay đổi.  Sau nhiều lần khảo sát, các nhà kỹ thuật  khám phá ra là chất bôi trơn biến thành chất keo sau khi phơi nhiễm nhiều lần dưới tia X. Thay thế chất bôi trơn khác giải quyết được vấn đề này!  Một điểm liên quan đến kỹ thuật nữa là sau nhiều lần quét trên toàn cơ thể của nhiều bệnh nhân, ống tia X trở nên quá nóng. Philips giải quyết hiện tượng gia nhiệt này vào đầu thập niên 1990’s bằng cách dùng ống Maximus Rotalix Ceramic (MRC). Vì không dùng ổ bi (ball bearings) để giảm ma sát và dùng hổn hợp kim loại lỏng (liquid-metal alloy) như đầu bôi trơn, độ giảm nhiệt của ống tia X giảm xuống gấp ba lần; đưa đến sự gia tăng về thời gian quét của máy chụp CT do hãng Philips chế tạo.

Vào giữa thập niên 1980’s, nhằm tách khỏi cấu trúc thông thường của máy chụp CT, Douglas Boyd triển khai một cấu trúc mới dựa vào dạng thức chụp cắt lát với chùm điện tử (electron beam computed tomography hay EBCT). Với cấu trúc này, bộ phận quét EBT xử dụng  một chùm tia điện tử được điều khiển bởi hệ thống từ để tạo một vòng tia X mỏng. Vì không bị hạn chế bởi hệ thống cơ khí của bánh rán trong máy chụp CT truyền thống, hệ EBT tạo những hình ảnh không dao động của tim và mạch máu chung quanh. Yếu điểm của hệ thống EBCT là quá đắt, khoảng trên 2 triệu đô-la vào cuối thập niên 90’s; thế nên lượng máy bán được trên toàn thế giới  chỉ vỏn vẹn ở con số khiêm nhường 150. Cuối cùng Imatron, hãng đầu tiên chế tạo máy chụp CT dựa trên EBCT, đã bán cho GE Medical vào năm 2001.

Thêm vào đó, sự tiến bộ của hệ thống quét hình xoắn ốc (helical scanning) đã gây nên ảnh hưởng sâu đậm đến sự phát triển của máy chụp CT và đã làm phương thức “step-and-shoot” truyền thống của máy CT trở nên vô dụng. Với hệ thống quét hình xoắn ốc, bánh rán quay liên tục; đồng thời bàn bệnh nhân tiếp tục chuyển di về hướng bánh rán làm cho cơ thể bệnh nhân “bị cắt lát” theo hình xoắn ốc. Kết quả, hình cắt lát mỏng hơn, độ phân giải cao hơn và ít quầng giả tạo (artifacts). Cấu trúc quét hình xoắn ốc này do Willi A. Kalender của hãng Siemens đề nghị và triển khai.

Một đột phá khác nữa trong lãnh vực máy chụp CT là hệ thống quét đa lát (multi-slice scanning) do Toshiba, Siemens và GE triển khai vào năm 1998. Ba hãng phát biểu cấu trúc mới này hầu như cùng một lúc (chỉ cách nhau vài tuần). Giữa thập niên 2000’s, các hãng đã đưa ra thị trường  máy chụp CT 64 lát trong mỗi vòng quay, khởi đầu thời kỳ hiện đại của xạ hình CT [2-4]. Sự phát triển khả quan và tiến bộ vượt bực của máy chụp cắt lớp vi tính được biểu hiện ở Hình 1 và Hình 2 [5].

Hình 1. Tốc độ chụp hình của  máy chụp CT gia tăng 9 cấp về số lượng ((orders of magnitude) trong vòng bốn thập niên  qua với số xử lý dữ liệu lên đến một tỉ  mỗi giây. Sự gia tăng vượt bực này được thực hiện với hai phương án: (i) cải thiện thời gian quét cho mỗi lát cắt; và (ii) gia tăng số lượng lát cắt với multi-detector row technology [5]

 Hình 2. Thời gian quét (scan time) cần thiết cho một lát cắt đã giảm thiểu một cách đáng kể từ lúc máy chụp CT đầu tiên ra đời vào đầu thập niên 70’s. Những điểm “outliner”  (nằm trong vòng tròn) vào đầu thập niên 80’s là do E-beam scanner (EBCT)  và vào đầu thập niên 2000’s là do ảnh hưởng của dual source CT [5]. 

2. Bảy thế hệ của máy chụp CT

Cụm từ “thế hệ” dùng để ám chỉ sự thay đổi trong cấu trúc của máy chụp hình cắt lớp vi tính qua nhiều thập niên; không nhất thiết  phải là con số theo sau “thế hệ” càng cao thì máy chụp CT càng tân tiến và có nhiều chức năng liên quan đến xạ hình tốt hơn. Nói một cách tổng quát, máy cắt lớp vi tính dùng (a) điện áp trong khoảng 80- 140 kV. Điện áp càng cao, độ thâm nhập của tia X càng lớn; tuy nhiên độ tuyến tương phản tuyến tích (linear contrast) thấp và lượng tia X sẽ nhiều hơn; và (b) dòng điện trong khoảng 50-500 mAs. Dòng điện càng cao, chất lượng hình sẽ tốt hơn (vì ít nhiễu âm); nhưng liều lượng  tia X sẽ nhiều hơn. Tốc độ quét nhanh hơn, hình X-quang rõ nét hơn như sẽ được trình bày qua sự diễn tiến của máy chụp cắt lớp vi tính qua bảy thế hệ trong gần năm thập niên qua. 

2.1 CT thuộc thế hệ thứ nhất

Máy chụp CT  đầu tiên EMI Mark 1 (thuộc thế hệ thứ nhất) dùng để chụp X-quang của đầu và dùng thao tác quay-chuyển dịch (chuyển dịch xong rồi quay) với nguồn X-quang có dạng một chùm tia bút ra đời vào năm 1972 (Hình 3, bên trái).

Hình 3. Cấu tạo tổng quát của máy chụp CT thuộc thế hệ thứ nhất (bên trái) và thế hệ thứ hai (bên phải) [6]. Dạng thức nhiều bộ cảm biến (MDCT) của thế hệ thứ nhất bị ngưng lại một thời gian khá lâu cho đến cuối thập niên 90’s khi kỹ thuật MDCT tiến bộ khả quan. 

Máy EMI Mark 1 được dùng để chụp hình bên trong của đầu bệnh nhân bằng phương pháp không xâm lấn cơ thể. Máy CT này tạo hình ảnh với 80x80 matrix có độ phân giải ở mỗi điểm ảnh (pixel) là 3 mm và cần thời gian quét (scan time)  khoảng 4.5 phút và thời gian tái tạo hình khoảng 1.5 phút. 

Chụp CT thuộc  thế hệ thứ nhất dùng mô hình chuyển dịch- quay với chùm tia bút hay với tia X nằm song song với nhau. Một cặp cảm biến sodium iodide (NaI) dùng để đo sự truyền dẫn tia X xuyên qua bệnh nhân với hai lát cắt khác nhau; và mỗi bộ cảm biến được chuyển dịch quanh bệnh nhân. Bắt đầu từ một góc độ định sẵn, ống tia X và hệ cảm biến  chuyển dịch theo chiều ngang (tuyến tính) dựa vào tầm ngắm (the field of view), cho ra khoảng 160 điểm số liệu (data points) với mỗi lần chiếu (projection). Toàn hệ thống ống tia X- bộ cảm biến sẽ quay mỗi lần chuyển di một độ và một hình chiếu khác với 160 điểm số liệu đạt được. Vì thế tất cả 180 hình chiếu với 180 độ quay (mỗi lần một độ) ở 160 điểm số liệu  sẽ cho 180 x 160= 28,800 điểm số liệu.

Những bộ cảm biến ban đầu không thể  đáp ứng được với sự thay đổi lớn của lượng tia X khi hệ chụp CT chuyển dịch. Bộ cảm biến NaI có độ suy yếu tín hiệu (attenuation intensity) thấp, nên tần số bị giới hạn. Tần số này được dùng trong  việc đo đạt kế tiếp, vì thế sẽ đưa đến thới gian quét (scan time) dài hơn. Một lợi điểm của hệ chụp CT đầu tiên  này là sự giảm thiểu hữu hiệu độ phân tán vì chỉ có hai bộ cảm biến (detectors) được dùng. Yếu điểm của CT thuộc thế hệ thứ nhất là thới gian thu thập dữ liệu và tái tạo hình rất dài, bất tiện cho cả bác sĩ chẩn đoán xạ hình và bệnh nhân.  

2.2 Máy chụp CT thuộc thế hệ thứ hai

Một hàng bộ cảm biến và một chùm tia X được xử dụng, theo thao tác dạng quay-chuyển dịch (rotate-transfer). Hệ thống chụp CT thuộc thế hệ thứ hai có một số  bộ cảm biến và với chùm tia X hình quạt (Hình 3, bên phải). Cấu trúc này có một dàn hàng ngang với 30 bộ cảm biến và với một chùm tia X hình quạt với 10 độ phân kỳ đủ để cho phép độ tăng trên vòng quay lớn hơn và thời gian quét ngắn hơn khoảng 2-3 phút cho mỗi lát cắt; một độ giảm thiểu thời gian lấy hình khoảng 15 lần so với CT thuộc thế hệ thứ nhất.

Lợi thế lớn nhất của hệ thống CT thuộc thế hệ thứ hai là thời gian thu hình nhanh hơn CT của thế hệ thứ nhất (first generation). Mặc dù góc độ của chùm tia X hình quạt không rộng và vẫn còn đòi hỏi sự di động tuyến tính (linear movement) của ống tia X và dàn hàng của bộ cảm biến ở mỗi góc chiếu, số lần di động theo chiều dài cần thiết đã được giảm thiểu rất nhiều [7].  

2.3 CT thuộc thế hệ thứ ba

 Hình 4. CT thuộc thế hệ thứ ba (hình trên); và CT thuộc thế hệ thứ tư (hình dưới [6,8]. Cấu trúc của thế hệ thứ ba vẫn còn là dạng thức tiêu chuẩn của hầu hết các máy chụp CT trên thị trường hiện nay. 

Vận chuyển theo dạng quay - quay (rotate-rotate) với chùm tia X hình quạt có góc 40-60 độ. Hệ thống chụp CT thuộc thế hệ thứ ba (third generation) do hãng General Electric giới thiệu vào năm 1975 (Hình 4, phía trên). Điều thú vị ở đây là mặc dù với những tiến bộ về kỹ thuật trong việc phát triển các thế hệ của CT, dạng thức quay/quay của thế hệ thứ ba vẫn phổ biến nhất hiện nay. Giống như CT của thế hệ thứ hai, nhưng ông tia X và dàn hàng của bộ cảm biến quay hết vòng và vì thế chuyển động tịnh tiến (translational movement) không còn cần thiết nữa. Điều này tiết kiệm được nhiều thời gian với thời gian thu nhận hình giảm xuống còn 20 giây; nên cán bộ kỹ thuật có thể chụp hình đầu nhanh. Cùng có thể thu hình ảnh những bộ phận khác của cơ thề, chớ không phải chỉ bộ phận đầu không thôi! [9]. 

Hệ này dùng chùm tia X hình quạt lớn hơn (wide rotating fan beam geometry) với 400- 1,000 bộ cảm biến. Sự kết hợp với một vòng cung lớn đủ để cho phép chùm tia X chiếu trên toàn cơ thể của bệnh nhân với quang trường (filed of view) khoảng 50 cm. Sự liên hệ hình học (geometric relationship) giữa ống tia X và những bộ cảm biến  không thay đổi khi hệ chụp CT quay 360 độ chung quanh bệnh nhân dùng kỹ thuật slip ring.  Phương thức quay-quay (rotate-rotate) của sự kết nối cơ khí giữa ống tia X và bộ cảm biến  hủy bỏ thao tác chuyện dịch mất thời gian cần thiết ở  máy chụp CT thuộc thế hệ thứ nhất và thế hệ thứ hai và cho phép thời gian quét (scanning time) nhanh hơn. Những máy chụp CT thuộc thế hệ thứ ba đầu tiên  tạo một lát cắt ít hơn 5 giây; và những hệ chụp CT mới có thể giảm thời gian xuống còn 0.5 giây cho mỗi lát cắt. Dựa vào số lượng lớn của bộ cảm biến, máy chụp CT thuộc thế hệ thứ ba đắt hơn CT của thế hệ thứ nhất và thế hệ thứ hai và gặp phải vấn đề trầm trọng về quầng giả tạo ( ring artifacts)  nếu một hay nhiều bộ cảm biến bị hư hay không hiệu chỉnh  chính xác.  

2.4  CT thuộc thế hệ thứ tư

Bộ cảm biến thế hệ thứ tư được tạo ra nhằm giảm bớt quầng giả tạo (ring artifacts) ở máy chụp CT thuộc thế hệ thứ ba; đặc biệt là trường hợp với bộ cảm biến có số lượng lớn (>400) và giúp cho việc duy trì sự chuẩn định (calibration) ra đời vào cuối thập niên 80’s (Hình 4, phía dưới).  Bộ cảm biển được xếp thành vòng tròn. Chỉ quay ống tia X và giữ dàn hàng của bộ cảm biến cố định. Kỹ thuật này sau này bị bãi bỏ [8]. Một trong những lý do chính là giá thành cao vì số lượng bộ cảm biến dùng khá nhiều và sự phức tạp trong cơ cấu kiểm soát độ phân tán tia X.

Máy chụp CT thuộc thế hệ thư tư dùng dạng thức quay-không chuyển động (rotate- stationary) với ống tia X quay và một vòng (ring) có tới 4,800 đơn vị cảm biến trong bánh rán lớn. Chùm tia X phân kỳ từ ống tia X tao hình quạt với mỗi đơn vị cảm biến đóng vai trò như đỉnh của cái quạt (acting as the vertex). Ở trường hợp của máy chụp CT thuộc thế hệ thứ tư, chùm tia X được đo  với cùng đơn vị cảm biến dùng trong việc đo lường sự truyền dẫn, vì thế bình thường hóa dữ liệu và loại trừ quầng giả tạo.

2.5 CT thuộc thế hệ thứ năm  

Hình 5. EBCT (hay electron scanner) thuộc thế hệ thứ năm. Trong cấu trúc CT này, E beam được dùng để thay thế tia X [9]. Yếu điểm của hệ thống EBCT là quá đắt, khoảng trên 2 triệu đô-la vào cuối thập niên 90’s; thế nên lượng máy bán được trên toàn thế giới  quá ít và vì thế dần dần đi vào quên lãng. 

Chụp CT thuộc thế hệ thư năm ra đời vào nắm 1984 dựa vào dạng thức không chuyển động/không chuyển động (stationary/stationary) và thường được biết dưới cái tên  Electron Beam Computed Tomography (EBCT) vì E beam được dùng để thay thế tia X (Hình 5). EBCT cũng còn được biết dưới một tên khác nữa là  cine-CT scanners, hay electron scanners [9].

Trong hệ thống này tungsten target bao phủ một nửa của vòng chụp hình; một nửa còn lại được bao phủ bởi một dàn hàng của bộ cảm biến. Máy chụp này dùng electron gun và chùm điện tử  bị  làm lệch (deflect) bằng từ trường và hội tụ bởi một dàn ống xoắn tiêu cự (focus coil). Chùm electron di động nhanh dọc theo 210 độ của nửa vòng  tungsten target ring (anode) có một đường kính lớn nằm trong vòng bánh rán để phóng ra tia X. Chùm tia X được chuẩn trực (collimated) trước khi đi ngang qua cơ thể bệnh nhân và đập vào nửa vòng cảm biến còn lại. Trong dạng thức này, sẽ không có bộ phận di động của vòng bánh rán, cho phép hình ảnh đạt được trong một thới gian ngắn khoảng 50 milliseconds và giữ lượng di động giả tạo (motion artifacts) tới mức độ tối thiểu. Hình CT với frame rate nhanh của tim đang đập có thể đạt được, làm cho máy chụp CT này có triển vọng trở nên thông dụng trong việc chẩn đoán tim. Electron beam CT cũng hữu dụng trong việc lấy hình những bệnh nhân không thể  đáp ứng được với những đòi hỏi cần thiết trong việc chẩn đoán thông thường như nín hơi thở như trường hợp của trẻ em hay bệnh nhân bị chấn thương (trauma patients). Tuy nhiên, EBCT cũng gặp phải những trở ngại kỹ thuật và hiện tại hình như bị bãi bỏ: sự phân tán bức xạ ảnh hưởng đến chất lượng hình; vị trí của chùm electron giới hạn sự chuyển dịch của bàn bệnh nhân và vì thế hạn hẹp phạm vị quét; Thêm vào đó với hạn chế dòng điện trong phạm vi 32-64 mAs cho mỗi lát cắt đã làm cho máy chụp CT thuộc thế hệ này không thích hợp cho những bệnh nhân lớn người.  

2.6  CT thuộc thế hệ thứ sáu 

Hình 6. Máy chụp CT xoắn ốc thuộc thế hệ thứ sáu dùng dạng thức tổng quát của máy chụp CT thuộc thế hệ thứ ba hay thế hệ thứ tư , thêm vào với việc sử dụng công nghệ slip ring (b) và xoắn ốc(c). Hệ thống quay thông thường (a) dùng ở trong hình để tham khảo. 

Siemens cho ra đời spiral CT hình xoắn ốc (spiral CT) vào năm 1988. Helical CAT scan (computed axial tomography scan) cũng có tên là CT scan thường dùng để lấy hình tia X của toàn bộ một bộ phận trong cơ thể trong thời gian một hơi thở. Về phương diện thực tế, không có sự khác nhau giữa hai thuật ngữ “helical CT” và “spiral CT”; cả hai đều ám chỉ hệ thống CT xoắn ốc.

Máy chụp CT xoắn ốc thuộc thế hệ thứ sáu dùng dạng thức tổng quát của máy chụp CT thuộc thế hệ thứ ba hay thế hệ thứ tư , thêm vào với việc sử dụng công nghệ slip ring- một công nghệ được triển khai và giới thiệu đến cộng đồng khoa học vào những năm đầu của thập niên 90’s. Với công nghệ này, bánh rán quay liên tục suốt thời gian chụp hình CT mà không bị chậm trễ bởi những mạch dây điện chằng chịt dùng trong việc quét (Hình 6a); khiến cho bánh rán trong máy chụp CT thông thường (chỉ quay được một vòng, rồi ngừng lại, điểu chỉnh các điểm contact rồi quay tiếp) [10]. Slip ring là một máy điện cơ cho phép sự truyền đạt điện năng, dữ liệu số, dòng điện hay tín hiệu từ một mặt phẳng cố định đến một mặt phẳng quay (Hình 6b). Thường thì slip ring gồm có một vòng quay (a rotating ring) và một bàn chải quay (rotating brush) dọc theo bề mặt của vòng quay. Công nghệ slip ring cung cấp khả năng quay vòng bánh rán lớn với tốc độ nhanh hơn hệ CT không dùng slip ring; đưa đến sự rút ngắn thời gian chụp xạ hình. Trong thời gian máy CT xoắn ốc nhận hình, bệnh nhân được chuyển dịch dọc theo chiếu trục ngang đồng thời với ống tia X quay chung quanh bệnh nhân, khiến cho tia X quay theo hình xoắn ốc trong suốt thời gian quét (Hình 6c). Sự tái tạo hình được thực hiện bằng cách áp dụng  phép nội suy (interpolating projection data) ở những địa điểm chọn lựa nằm dọc theo hướng trục chuyển dịch của bàn bệnh nhân.

Chụp cắt lớp vi tính xoắn ốc quay liên tục có những lợi điểm như  tốc độ quét nhanh, rất thuận lợi cho máy chụp cắt lớp vi tính động mạch (CT angiography); khả năng dùng chung với MDCT; và có thể quét với số lượng lớn về hình.  Hệ CT này cũng có thể đạt được dữ liệu hình cắt lát trục (axial slice image) có chiều dày 1.25 mm hay 0.625 mm dùng trong 3D, ở dạng thức với nhiều mặt phẳng (multi-planar formats) và trong ứng dụng CT tim (cardiac CT). Hệ CT xoắn ốc cũng rất thuận lợi trong việc giảm thiểu thời gian chẩn đoán đối với những bệnh nhân đau nặng, trẻ em, bệnh nhân đang trong cơn đau  hay không chịu được tình trạng bị giam giữ lâu trong không gian khép kín (claustrophobic).

Hệ xoắn ốc CT được dùng nhiều nhất hiện tại. Trong hệ chụp CT thuộc thế hệ thứ sáu này, điểm số liệu thu nhận khi bàn bệnh nhân tiếp tục di động, phần lớn là nhờ vào kỹ thuật slip ring. Thời gian quét vì thế được giảm thiểu; chẳng hạn như toàn thể vùng bụng có thể quét trong vòng 30 giây. Dung lượng của tương phản tĩnh mạch (volume of intravenous contrast) cũng có thể giảm thiểu và số lượng bệnh nhân sẽ gia tăng. Máy CT xoắn ốc có khả năng chụp một thể tích cơ thể lớn  trong một hơi thở mà không gặp phải sai sót trong việc đăng ký dữ liệu số.  

2.7 CT thuộc thế hệ thứ bảy

Thuộc hệ Multi Detector CT (MDCT). Chiều dày của lát cắt quyết định bởi kích cỡ của đơn vị cảm biến, chớ không phải bởi ống chuẩn trục. Tốc độ quét nhanh và độ phân giải cao. Hệ CT thuộc thế hệ thứ bảy (Hình 7) dùng một dàn hàng của bộ cảm biến và chùm tia X hình nón. Hệ CT này thường được biết  dưới cái tên “Cone Beam Computed Tomography hat CBCT). CBCT được thiết bị với  bộ cảm biến màn phẳng (flat panel detectors) .  Không giống như chùm tia bút (pencil beam) hay  chùm tia X hình quạt, chùm tia X hình nón thuộc hệ CBCT không đi qua một ống chuẩn trục hẹp; cường độ của tia X ở đầu vào vì thế  không bị giảm thiểu nhiều; và có thể tạo được một sự tương tác hữu hiệu hơn giữa tia X và dàn hàng của bộ cảm biến [3]. Cách xếp loại CBCT dựa theo thể loại của bộ cảm biến dùng: CCD/image intensifier hay flat panel detector. Kích cỡ của bộ cảm biến quyết định khả năng về quang trường  của mỗi CBCT. Điều này sẽ liên quan trực tiếp đến giá thành của CBCT; bộ cảm biến có kích cỡ càng lớn thì giá càng cao!

Hình 7. CT thuộc thế hệ thứ bảy. Hình (a) và (c ):Chùm tia X hình nón quay chung quanh dàn hàng của bộ cảm biến theo những góc độ định trước [11-12]; Hình (b) biểu hiện một hệ thống chụp não bộ dùng CT thuộc thế hệ thứ bảy [13].                           

3. Kết từ

Sự ra đời của máy chụp cắt lớp vi tính đã giúp bác sĩ X-quang rất nhiều trong việc chẩn đoán và sàng lọc bệnh lý. So với X-quang thông thường, chụp cắt lớp vi tính cho hình ảnh rõ nét và chi tiết hơn về xương, các mô mềm, mạch máu, mô não và giúp bác sĩ chẩn đoán hình ảnh đánh giá tình trạng bệnh lý của bênh nhân một cách chính xác hơn. Trong lãnh vực chẩn đoán ngực, xương và bụng, CT có những ưu thế mà phần lớn những công nghệ xạ hình y học khác không thể sánh bằng. Đặc biệt là khảo sát các tổn thương về viêm nhiễm, màng phổi, tim, viêm ruột, gan mật, dạ dày và nhiều bộ phận khác trong cơ thể con người.

Về phương diện chế tạo, mỗi hãng cung cấp phần mềm khác nhau nhằm cải tiến chất lượng xạ hình, nhưng hai phần chính mà các máy cắt lớp vi tính tùy thuộc vào là: (a) vận tốc quét: càng cao thì thời gian chụp càng nhanh, thuận lợi cho bệnh nhân vá cán bộ y tế; và (b) độ dày cắt lát: càng mỏng thì hình ảnh càng lấy được nhiều, hình càng rõ nét và vì thế hiệu quả tầm soát càng cao. Máy chụp cắt đa lớp vi tính được triển khai với mục đích tăng số hình chụp và giảm độ dày cắt lát trong cùng một đơn vị thời gian chụp. Hiện tại, có nhiều máy chụp cắt lớp đa lát từ 2,4,8,6,32,64,128, 256, 512 và gần đây  640 lát do hãng Toshiba chế tạo.  

Để kết thúc bài viết này, chúng tôi xin ghi lại đây hai  nhận xét có tính cách thú vị: (i) mặc dù với những tiến bộ khả quan về kỹ thuật liên quan đến CT trong gần năm thập niên qua, hầu như cấu tạo cơ bản của tất cả CT đều dựa vào dạng thức quay/quay của CT thuộc thế hệ thứ ba; và (ii)  CT thuộc thế hệ thứ nhất đã bắt đầu dùng dạng thức multi-detector (hai bộ cảm biến sodium iodide) để đo sự truyền dẫn tia X xuyên qua bệnh nhân với hai lát cắt khác nhau; dạng thức đa lát cắt với nhiều bộ cảm biến này bị ngưng lại một thời gian khá lâu cho đến cuối thập niên 90’s khi kỹ thuật multi-detector row technology được triển khai tới mức độ khả quan. Khoa học và kỹ thuật vì thế phải đi đôi với nhau; nếu khoa học đến sớm quá, đành phải chờ một khoảng thời gian (có khi nhiều thập niên) trước khi một sản phẩm hữu hiệu và thuận lợi có thể đến tay người tiêu thụ. 

4. Tài liệu tham khảo

[1] http://www.erct.com/2-ThoVan/TTriNang/Godfre-%20Hounsfield.htm

[2]  http://www.impactscan.org/CThistory.htm  

[3]  Bhattacharyya KB. Eminent Neuroscientists: Their Lives & Works. Kolkata: Academic Publishers; 2011. [Google Scholar]

[4] Godfrey N. Hounsfield – Biographical. Nobel Media AB. 2014. Available from: http://www.nobelprize.org .

[5] Norbert J. Pelc, Annual Biomed Eng. 2014 Feb. 42(2), 260-268

[6] Source: Lukas Miksik, KZMFN Motol

[7] Isherwood I. Sir Godfrey Hounsfield. Radiology. 2005;234:268–70. [Google Scholar].

[8] https://www.slideshare.net/drtarungoyal/basic-principle-of-ct-and-ct-generations-122053336

[9] https://openi.nlm.nih.gov/

[10] slideshare.net

[11] Diagnostic Radiology Physics: A Handbook for Teachers and Students – chapter 11.

[12] Robert C. Orth, Michael J. Wallace and Michael D. Kuo, J. Vase Interv Radio. 2208, 814-821. April 23, 2008DOI:https://doi.org/10.1016/j.jvir.2008.02.002

[13] Google Image

Late February 2021