Chụp X quang cắt lớp vi tính

1. Đại cương

Năm 1979, giải thưởng Nobel về y học đã được trao cho hai chuyên gia vật lý học là Cormack (Mỹ) và Hounsfield (Anh) vì những đóng góp của hai ông cho sự thành công của phương pháp chụp cắt lớp vi tính. Sự kiện này nói lên những cống hiến to lớn của vật lý cho y học, đồng thời cũng thể hiện giá trị của phương pháp chụp cắt lớp vi tính trong chẩn đoán, điều trị và nghiên cứu khoa học y học.

1.1. Kỹ thuật máy

Về mặt kỹ thuật, cho đến nay đã hình thành 4 thế hệ máy dựa trên 4 nguyên tắc kỹ thuật về phát tia X và kết quả khác nhau.

Dựa vào lý thuyết về tái tạo ảnh cấu trúc của một vật thể 3 chiều, Hounsfield thiết kế một máy chụp cắt lớp vi tính gồm có hệ thống phát xạ QTX và những đầu dò đặt đối diện với bóng X quang. Hệ thống này quay quanh một đường tròn của một mặt phẳng vuông góc với trục của cơ thể.

Chùm tia đi qua một cửa sổ rất hẹp (vài milimet) qua cơ thể bị hấp thu một phần, phần còn lại sẽ được đầu dò ghi lại. Kết quả ghi được ở rất nhiều vị trí khác nhau của bóng X quang (cũng có nghĩa là nhiều hình chiếu của nhiều lớp cắt cơ thể) sẽ được chuyển vào bộ nhớ của một máy vi tính để phân tích. Phương pháp này cho phép phân biệt các cấu trúc cơ thể trên cùng một mặt phẳng có độ chênh lệch tỷ trọng 0,5%.

1.1.1. Thế hệ 1

Máy chụp có 1 đầu dò (detector), ứng dụng nguyên tắc quay và tịnh tiến. Chùm QTX cực nhỏ chiếu qua cơ thể tới 1 đầu dò để thu nhận kết quả. Bóng QTX phải quay quanh cơ thể 1800, khi quay được 10 thì quét ngang cơ thể và phát tia để đo, thời gian chụp một quang ảnh mất vài phút.

1.1.2. Thế hệ 2

Máy chụp có nhiều đầu dò, quay và tịnh tiến.

Chùm QTX có góc mở rộng khoảng 100 đối diện với một nhóm từ 5 – 50 đầu dò. Máy cũng hoạt động theo nguyên tắc quay và tịnh tiến như trên nhưng do chùm QTX rộng hơn nên giảm được số lần quét ngang. Thời gian chụp 1 quang ảnh là 6 – 20 giây.

1.1.3. Thế hệ 3

Máy chụp có nhiều đầu dò dùng nguyên tắc quay đơn thuần chùm QTX có góc mở rộng hơn, chùm hết lên cơ thể cần chụp 200 – 600 đầu dò ghép thành một cung đối diện X quang. Bóng QTX vừa quay vừa phát tia, dãy đầu dò quay cùng chiều với bóng và ghi kết quả. Thời gian chụp 1 quang ảnh từ 1 – 4 giây, độ dày lớp cắt đạt tới 2mm.

1.1.4. Thế hệ 4

Máy chụp hệ thống đầu dò tĩnh, gá cố định vào 3600 của đường tròn, số lượng đầu có thể lên tới 1000 bóng QTX quay quanh trục cơ thể và phát tia. Thời gian chụp 1 quang ảnh có thể đạt tới 1 giây, rất thuận lợi cho khám xét các tạng chuyển động.

1.2. Đơn vị thể tích, đơn vị ảnh, tỷ trọng

Một lớp cắt chia ra nhiều đơn vị thể tích vẽ số đơn vị thể tích của lớp cắt lớp, trong đó a = b là cạnh vuông đáy của một đơn vị thể tích thường từ 0,54 – 2mm, d là độ dày của lớp cắt đồng thời là chiều cao của đơn vị thể tích (từ 1 – 10mm). Mỗi đơn vị thể tích sẽ hiện lên ảnh như một điểm nhỏ, tổng các điểm họp thành 1 quang ảnh (volume element – picture element). Dựa vào độ hấp thu tia X của từng đơn vị thể tích, máy tính sẽ tính ra tỷ trọng trung bình của mỗi thể tích và ghi nhớ lại. Cấu trúc hấu thu càng nhiều tia X thì tỷ trọng càng cao. Vì vậy, người ta còn gọi phương pháp chụp cắt lớp vi tính là chụp cắt lớp vi tính đo tỷ trọng (tomodensitometrie). Dựa vào hệ số suy giảm tuyến tính của chùm QTX người ta tính ra tỷ trọng của cấu trúc theo đơn vị Hounsfield qua công thức:

M(X) – M(H₂O)

N(H) = ———————————- x K

H (H₂O)

Trong đó:

N(H): trị số tỷ trọng tính bằng đơn vị Hounsfield của cấu trúc X

M(X): hệ số suy giảm tuyến tính của QTX khi qua đơn vị X

H₂O: nước tinh khiết

K: hệ số 1000 theo Hounsfield đưa ra và được chấp nhận

Theo công thức trên, nếu X là:

Nước (H₂O) có tỷ trọng khối 1,000g/cm3 » 0 đơn vị H.

Không khí có tỷ trọng khối 0,003g/cm3 » -1000 đơn vị H.

Xương đặc có tỷ trọng khối 1,700g/cm3 » 1700 đơn vị H.

Xuất huyết, tụ máu: 55 – 75HU; chất xám: 35 – 45HU; chất trắng: 20 – 40HU; dịch não tủy: 0 – 10HU; mỡ : 0 đến – 100HU.

2. Áp dụng chụp cắt lớp vi tính trong chẩn đoán

2.1. Chụp cắt lớp vi tính không dùng thuốc cản quang

Hầu hết các khám xét cắt lớp vi tính đều bắt đầu bằng chụp không có thuốc cản quang. Dựa vào các dấu hiệu lâm sàng, X quang và siêu âm… để chọn vùng đưa vào cắt lớp vi tính. Tất cả các lớp vi tính đều vuông góc với trục của cơ thể (trừ sọ não có thể cắt theo mặt phẳng chính diện nếu cần thiết). Độ dày của cắt lớp thường dùng là 10mm với bước chuyển (step) 10mm. Đối với nền sọ, hố yên, xương đá, thượng thận phải dùng cắt lớp mỏng hơn (2 hoặc 5mm), có thể dùng bước chuyển nhỏ hơn độ dày của lớp cắt để không bỏ lọt hình bất thường ở nơi tiếp giáp giữa hai lớp.

Tái tạo ở những mặt phẳng khác (reformating): sau khi đã có kết quả của những lớp cắt trong bộ nhớ, có thể xây dựng lại hình ảnh theo những mặt phẳng do thầy thuốc tự chọn, ví dụ: cắt lớp nghiêng, cắt lớp chính diện, chếch…

Hiện ảnh không gian 3 chiều: những máy sản xuất gần đây thường cho ghép chương trình này. Có thể yêu cầu máy cho ảnh 3 chiều với những khoang mở tự chọn (three – dimensional display), các ảnh này rất quan trọng đối với các phẫu thuật viên sọ não.

2.1.1. Đánh giá cấu trúc trên các lớp cắt

Đánh giá cấu trúc trên các lớp cắt thường là gọi ra số đo trung bình theo tỷ trọng Hounsfield để nhận xét. Dựa vào số đo trung bình của mô lành, có 3 loại cấu trúc dựa theo tỷ trọng:

– Tăng tỷ trọng hoặc tăng độ đậm (hyperdense): kết quả cao hơn mô lành của tạng đó trên cùng người.

– Giảm tỷ trọng hoặc giảm độ đậm (hyperdense): kết quả thấp hơn mô lành của cùng tạng trên cùng người.

– Đồng tỷ trọng hoặc cùng độ đậm (isodense): kết quả ghi được tương tự như mô lành của tạng đó trên cùng người.

Đối với các ổ bất thường tăng tỷ trọng hoặc giảm tỷ trọng, thì có thể nhận biết không khó khăn nhưng việc nhận biết các ổ lạ thường thuộc loại cùng tỷ trọng nhiều khi rất phức tạp, phải dựa vào các dấu hiệu gián tiếp và thường phải nhờ sự trợ giúp của thuốc cản quang.

Originally posted 2012-05-20 05:16:02.