Giảm liều lượng bức xạ trong CT phương pháp và triển vọng

au đó được thêm vào,trong đó 
chùm tia X được tắt trong suốt quá trình chèn kim. Một lượt quét CT rất ngắn sau đó được thực 
hiện để kiểm tra vị trí của kim. Phương pháp này cần liều lượng bức xạ thấp hơn so với chế độ 
liên tục. 
Để giảm liều lượng bức xạ đối với bác sĩ, các loại quần áo thích hợp (ví dụ như tấm chắn 
chì, tấm chắn tuyến giáp, và kính chì) phải được mặc đối với mỗi nhân viên bên trong phòng 
chụp và phải ở xa máy quét nhất có thể vì liều lượng giảm khi khi ở xa so với nguồn tia X. Để 
giảm liều lượng đối với tay nhân viên, rất nhiều tấm chắn được phát minh để các bác sĩ hay 
nhà vật lý có thể đứng ở bên ngoài chùm cơ sở để tránh bức xạ tia X trực tiếp. 
Các phương pháp giảm liều lượng bức xạ khác được sử dụng trong CT tăng sáng bao gồm 
sử dụng bộ điều hòa góc của chùm tia hay sử dụng một tấm màn hay sử dụng một tấm màn chì 
hay tấm chắn tungsten antimon pha chì ở sát với mặt phẳng quét để giảm bức xạ tán xạ. Cuối 
cùng, kinh nghiệm của người vận hành cũng có tầm ảnh hưởng về liều lượng đối với bệnh nhân 
và nhân viên. Khi người vận hành trở nên có nhiều kinh nghiệm hơn, cả thời gian phát xạ và 
liều lượng bức xạ đều có thể giảm. 
V. Triển vọng tương lai 
1. Công nghệ quét cá nhân 
Mức độ suy giảm, cấu trúc giải phẫu và chỉ số lâm sàng khác nhau đối với mỗi bệnh nhân 
riêng biệt. Để sử dụng liều lượng bức xạ nhỏ nhất mà vẫn có được chất lượng ảnh chẩn đoán 
tốt, các công nghệ quét phải được đưa vào quản lý đối với tất cả bệnh nhân này. AEC biểu diễn 
những tiến bộ công nghệ đáng kể nhất trong lĩnh vực công nghệ quét tối ưu đối với mỗi bệnh 
nhân riêng lẻ. Những công việc chính cần làm để đạt được thành quả này là thiết kế các bộ lọc 
với nhành dạng khác nhau đối với những nhóm bệnh nhân và các ứng dụng lâm sàng khác 
nhau. 
Ngoài hai hướng này, vẫn có một số các cải tiến khác hứa hẹn sẽ đem lại hiệu quả tốt trong 
việc giảm liều lượng bức xạ. Như đã nói ở trên, điện thế ống thấp được sử dụng trong rất nhiều 
mức độ giảm liều lượng, đặc biệt là đối với bệnh nhân nhỏ tuổi. Các hoạt động sâu hơn để xác 
định điện thế ống tối ưu nhất có thể trở thành những tiến bộ công nghệ đột phá khác đối với 
thành quả của công nghệ quét cá nhân. 
Cùng với tăng số lượng các hàng detector, mỗi chùm tia X được phủ lên một khu vực lớn 
hơn. Với mỗi chùm tia X, mức độ phát xạ được điều chỉnh bởi bộ lọc hình dạng chùm tia. Mặc 
dù phần lớn phần lớn những nhà cung cấp máy CT đều trang bị thêm bộc lọc đa hình để thích 
nghi với các dạng cơ thể và vùng chiếu khác nhau như đầu, thân, tim hay đối với thẻ em, sự 
hiệu quả của việc này đã được nhận ra từ khi không có khả năng để điều chỉnh mức độ suy 
giảm cùng độ che phủ của chùm tia, thường không đồng nhất, đặc biệt khi độ phủ của detector 
17 
rất lớn. Với thiết kế của các máy quét như hiện nay xuất hiện rất nhiều khó khăn trong việc 
điều chỉnh bộ lọc chùm tia động. Công nghệ phân bố đa nguồn hiện đang được nghiên cứu, 
hứa hẹn có khả năng điều hòa chùm tia X động. 
Một điểm chú ý quan trọng khác đối với thành quả của các công nghệ quét cá nhân là chất 
lượng ảnh ở trường quét là không cần phải đồng nhất, và phân bố liều lượng bức xạ có thể được 
điều hòa sao cho tập trung chủ yếu vào các cơ quan cần chẩn đoán và liều lượng đối với các cơ 
quan không cần chẩn đoán phải được tối giản. Cách phần biệt các vùng mục tiêu cần chẩn đoán 
ảnh đã được trình bày ở trên và được chứng minh bằng thực nghiệm dựa trên những thuật toán 
tái tạo cho phép dữ liệu nhân được nhỏ nhất. Tuy vậy thực hiện lâm sàng vẫn chưa thể sử dụng 
được. 
2. Tái tạo lặp 
Tái tạo lặp được sử dụng rộng rãi trong PET và chụp cắt lớp phát xạ photon đơn trong một 
thời gian dài. Gần đây, công nghệ ngày được chú ý rất nhiều trong CT tia X. So với các công 
nghệ lọc thường quy hậu chiếu (FBP), các thuật toán tái tạo lặp có điểm mạnh ở độ chính xác 
hình học của hệ thống, có các hiệu ứng tương tác vật lý như phổ chùm tia, hiễu ứng chùm tia 
cứng, tán xạ và mẫu dữ liệu không hoàn toàn. Không giống như các thuật toán FBP với tất cả 
các dữ liệu chiếu được xử lý như nhau, các cấp độ tin cậy khác nhau giữa các hình chiếu được 
phân biệt. Nhiều mô hình nhiễu chính xác được sử dụng trong tái tạo lặp dựa trên thống kê 
photon và các đặc tính vật lý của dữ liệu nhận được, sinh ra nhiễu ảnh thấp hơn so với FBP. 
Do đó, tái tạo lặp đưa ra các cơ hội tiềm năng để giảm được liều lượng bức xạ trong CT tia X. 
Đồng thời tái tạo lặp cũng làm cải thiện độ phân giải không gian và giảm đi các tác nhân ảnh 
như chùm tia cứng, và các nhân tố kim loại. Nhận thấy bản chất khác nhau về dữ liệu thu được 
giữa FBP và các thuật toán tái tạo lặp, ảnh của tái tạo lặp có thể khác so với ảnh có được từ 
thuật toán FBP. Về mặt này cần phải có sự đánh giá thận trọng trước khi được sử dụng rộng 
rãi trong chẩn đoán lâm sàng. Tái tạo lặp cũng có thể vận dụng các dữ liệu không hoàn toàn tốt 
hơn so với thuật toán lọc hậu chiếu. Một lý thuyết tái tạo ảnh mới, cảm biến nén, gần đây cũng 
được giới thiệu cho phép tái tạo ảnh chính xác từ các dữ liệu ảnh không chưa hoàn thiện. 
Phương pháp này và tác dụng của nó đã được áp dụng ảnh CT, cho thấy số lượng ảnh chiếu có 
thể được giảm đi đánh kể mà không mất đi chất lượng ảnh. Do đó, những thuật toán này có 
tiềm năng rất lớn trong giảm liều lượng bức xạ trong CT. 
Khối lượng tính toán lớn thường là khó khăn lớn nhất trong tái tạo lặp để nó có thể được 
ứng dụng thực tiễn lâm sàng trong ảnh CT. Tuy nhiên các phương pháp phần mềm và phần 
cứng cũng được bổ sung để tăng quy trình lặp. Sử dụng bộ xử lý đồ họa và công cụ mở rộng 
nhân, số lần tái tạo đã được rút ngắn đáng kể. Với những tiến bộ hơn nữa trong công nghệ tính 
toán, hi vọng các nhà sản xuất sẽ có thể đưa tái tạo lặp và thực tiễn lâm sàng trong tương lai 
gần. 
3. Detector đếm photon 
Các detector có thể được phân loại theo các chế độ hoạt động, chế độ xung và chế độ dòng. 
Ở chế độ xung, tín hiệu từ mỗi tương tác sẽ được xử lý riêng lẻ. Ở chế độ dòng, các tín hiệu 
điện từ các tương tác riêng lẻ được tích hợp với nhau và lấy trung bình, tạo nên một mạng lưới 
tín hiệu dòng điện. Khi một detector hoạt động ở chế độ dòng, tất cả thông tin nhân được từ 
các tương tác riêng lẻ bị mất và tỉ lệ tương tác hay năng lượng tích tụ bởi các tương tác cá thể 
có thể được xác định. Tuy nhiên với chế độ xung có thể đếm mỗi photon và ghi lại lương lượng 
18 
riêng lẻ của chúng cung cấp các điện tử nhanh đủ để phát hiện ra, tách ra và ghi lại thông tin 
trên mỗi photon. Những detector này còn được gọi là detector đếm photon. 
Nhận dữ liệu đếm photon có một số điểm tích cực thông qu việc nhận tích hợp. Detector 
đếm photon có thể cải thiện SNR đến mức loại bỏ các nhiễu điện tử và nhiễu Swank. Một 
detector đếm photon phân tích năng lượng có thể cải thiện SNR rất nhiều bằng cách phân chia 
thành nhiều các nhân tố phụ thuộc năng lượng để nhận biết từng photon. Thêm vào đó, cải 
thiện SNR có thể do các detector đếm photon phân tích năng lượng bằng việc loại bỏ (hoàn 
toàn hay một phần) các bức xạ tán xạ. Biểu diễn Monte Carlo cho thấy SNR của ảnh CT ngực 
được cải thiện khoảng 10 – 30% sử dụng đếm photon thô (trọng lượng mỗi thành phần bằng 
1), và từ 20 – 90% khi sử dụng các trọng lượng thành phần tối ưu. Các thành phần trọng lượng 
tối ưu này phụ thuộc vào năng lượng photon, vật liệu tham gia và bền dày của nó. Đối với năng 
lượng tia X chẩn đoán thấp (cao nhất là 40 keV), nhân tố trọng lượng tối ưu xấp xỉ 1/E2, động 
lập với vật liệu và bè dày cho thấy ảnh hưởng của photon điện tử mạnh trong miền năng lượng 
này. Lợi ích của việc cải thiện SNR này là có thể trực tiếp sử dụng để giảm liều lượng cho bệnh 
nhân. Mô phỏng trên máy tính cho thấy liều lượng có thể được giảm khoảng 1.5 – 2.5 đối với 
CT ngực. 
Mặc dù detector đếm photon với khả năng phân biệt năng lượng được sử dụng rộng rãi 
trong các cuộc khảo sát trường bức xạ, các nhà vật lý y học và y học hạt nhâ, chúng vẫn không 
cho thấy được hệ thống truyền ảnh tia X cho tới nay, đơn giản là bởi vì dòng photon dịch 
chuyển quá lớn để detector có thể đếm đối với mỗi photon riêng lẻ. Các detector hiện đang 
được sử dụng trong các máy quét CT lâm sàng là các detector phát sáng riêng biệt hoạt động 
trong chế độ dòng. Với sự ra đời của các detector điện tử nhanh hơn và nhiều vật liệu detector 
bán dẫn mạnh hơn, có thể hi vọng sớm có thể sử dụng các detector đếm photon trong các hệ 
thống truyền ảnh như máy chụp vú và máy quét CT. Rất nhiều các tiến bộ đã được ra đời trong 
việc phát triển các detector đếm photon trong các hệ thống CT và X quang vú. Nhận thấy quan 
hệ mật thiết giữa năng lượng tia X thấp và dòng photon có thể dễ dàng hơn trong việc phát 
triển các đồ thị cơ quan vú dựa trên đếm photon. Một hệ thống chụp X quang vú đếm photon 
kỹ thuật số đã được bán ra thị trường. Khoảng 35 – 45% liều lượng có thể được giảm so với 
một hệ thống trang bị detector tích hợp điện với cùng chất lượng ảnh. Mặc dù một một máy 
CT lầm sàng nền tảng đếm photon vẫn chưa có, các hệ thống micro – CT với khả năng đếm 
photon đã được giới thiệu bởi một số nhóm nghiên cứu. 
Giữ cho liều lượng bức xạ thấp nhất có thể (ALARA) là nguyên tắc đứng đầu trong một 
cuộc kiểm tra CT y học. Rất nhiều công nghệ và chiến lược đã được đặt ra để giảm liều lượng 
bức xạ như đã mô tả trong bài. Cần phát triển các chiến lược này để thực hiện thành công của 
ALARA. 
Với nỗ lực để giảm liều lượng bức xạ từ mỗi lần quét CT, phân tích các khía cạnh của việc 
giảm liều lượng cần phải có nguyên tắc chỉ đạo của các nhà vậy lý học và bức xạ học. Hai điều 
cuối cùng nên tránh phải: sử dụng kiểm tra CT không cần thiết mà lại bỏ qua các nguy cơ tiềm 
tàng, hay đặt quá nhiều tầm quan trọng của các nguy cơ mà lại bỏ qua lợi ích to lớn của CT 
cao hơn các nguy cơ tiềm tàng. Khi liều lượng bức xạ trong mỗi lần kiểm tra được giảm với 
nhiều công nghệ mới, các nguy cơ liên quan cũng được giảm làm cải thiện hơn tỉ lệ giữa lợi 
ích và nguy cơ.