Nghiên cứu và tìm hiểu về kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch

Ch−ơng 1: Tìm hiểu về thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong thiết bị y tế. 5 1.1 Giới thiệu chung 5 1.2 Một số thiết bị chẩn đoán hình ảnh 7 1.2.1 Máy X quang th−ờng – Conventional X ray Equipment 7 1.2.1.1 Nguyên lý 7 1.2.1.2 Ưu điểm và nh−ợc điểm của máy X quang th−ờng 8 1.2.2 Máy chụp cắt lớp điện toán – Computed Tomography Scanner 10 1.2.2.1 Nguyên lý 10 1.2.2.2. −u điểm và nh−ợc điểm của máy cắt lớp điện toán 12 1.2.3. Máy cộng h−ởng từ – Magnetic Resonance Imaging MRI 13 1.2.3.1. Nguyên lý 13 1.2.3.2. −u điểm và nh−ợc điểm của máy cộng h−ởng từ 17 1.2.4. Máy siêu âm – Untrasound System 18 1.2.4.1. Nguyên lý 18 1.2.3.2. −u điểm và nh−ợc điểm của máy siêu âm 19 1.3 Nhận xét: 20 ch−ơng II: Máy chụp mạch và kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số - DSA. 21 2.1 Máy chụp mạch (Angiography) 21 2.1.1. Giới thiệu máy chụp mạch 21 2.1.2. Các loại thiết bị chụp mạch khác có sử dụng kỹ thuật xoá nền ảnh số 24 2.1.2.1 Chụp mạch cắt lớp điện toán ( Computed Tomography Angiography - CTA) 24 2.1.2.2. Chụp mạch cộng h−ởng từ (Magnetic Resonance Angiography MRA) 26 2.2. Tìm hiểu kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số - DSA. 28 2.2.1. Phép trừ ảnh 28 2.2.2. Phép trừ tuyến tính ( Linear Subtraction) 29 2.2.3. Phép trừ loga 29 2.2.4. Nhận xét 30 Ch−ơng III: Nghiên cứu và tìm hiểu các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch 31 3.1 Một số vấn đề cải thiện ảnh trong máy chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số: 31 3.1.1. Giải pháp không gian phân giải trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền 31 3.1.2. Nhiễu trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền 31 3.1.3. Nhiễu hệ thống trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền 33 3.1.4. Các ph−ơng pháp cải thiện đặc tính nhiễu 34 3.1.4.1. Việc di chuyển của các điểm sáng 34 3.1.4.2. Vai trò của độ mở video camera 35 3.1.4.3. Sự tích hợp ảnh 36 3.1.4.4. Lọc nhiễu nền 36 3.2. Sự điều chỉnh cử động phía sau trong kỹ thuật xoá nền DSA 37 3.2.1. Giới thiệu chung 37 3.2.2. Mạch cử động và các giải pháp có thể 38 3.2.3. Điều chỉnh cử động phía sau: b−ớc khởi đầu 45 3.2.4. Hiệu chỉnh cử động phía sau: Các kỹ thuật 49 3.2.5. Nhận xét 60 3.2.6. Kết luận và đề xuất các giải pháp trong chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số để giảm các mạch cử động 71 Kết luận 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 Tóm tắt luận văn 78 1 Lời nói đầu Ngày nay, cùng với sự phát triển nh− vũ bão của khoa học - công nghệ, các thiết bị y tế cũng tiến những b−ớc dài, cho ra đời nhiều máy hiện đại, trợ giúp đắc lực cho các bác sĩ trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh. Các máy chẩn đoán hình ảnh trong lĩnh vực thiết bị y tế đóng một vai trò vô cùng quan trọng nh−: Máy X- quang th−ờng quy, máy chụp cắt lớp điện toán, máy cộng h−ởng từ hạt nhân, máy chụp mạch, máy siêu âm... Máy chụp mạch là một trong những thiết bị ứng dụng rất nhiều kỹ thuật tiên tiến, thực hiện đ−ợc nhiều chức năng thăm khám và điều trị bệnh phức tạp về tim và hệ mạch máu, giúp giảm thiểu việc phẫu thuật đối với bệnh nhân. Trong máy chụp mạch thì hệ thống xử lý ảnh đóng một vai trò vô cùng quan trọng mà kỹ thuật Xoá nền ảnh chụp mạch số - DSA(Digital Subtraction Angiography) là x−ơng sống của hệ thống. Việc ứng dụng kỹ thuật Xoá nền ảnh chụp mạch số là một b−ớc tiến quyết định khả năng thăm khám đa dạng và can thiệp chuẩn xác trong máy chụp mạch. ứng dụng và phát triển kỹ thuật Xoá nền ảnh chụp mạch số là cách khai thác tối đa khả năng chẩn đoán và điều trị của máy chụp mạch. Chính vì vậy mà em đã mạnh dạn chọn đề tài "Nghiên cứu và tìm hiểu về kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch" làm đề tài cho luận văn tốt nghiệp của em, đây là kỹ thuật cơ bản hiện nay để chẩn đoán hình ảnh mạch máu. Trên cơ sở nghiên cứu và tìm hiểu, luận văn sẽ tổng hợp tài liệu cũng nh− kinh nghiệm của nhiều chuyên gia trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh mạch máu để đ−a ra các nhận xét, đánh giá cũng nh− các giải pháp nhằm cải thiện ảnh chụp mạch và tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số để dựng ảnh 3D. 2 Nội dung luận văn đ−ợc trình bày bao gồm các ch−ơng sau: Ch−ơng 1: Tìm hiểu về thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong thiết bị y tế. Ch−ơng 2: Máy chụp mạch và kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số. Ch−ơng 3:Nghiên cứu và tìm hiểu các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch số và ứng dụng kỹ thuật xóa nền để dựng ảnh 3D trong máy chụp mạch Mặc dù đã rất cố gắng nh−ng do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu và do đây là một kỹ thuật rất phức tạp nên đồ án của em vẫn còn nhiều thiếu sót. Em kính mong nhận đ−ợc sự h−ớng dẫn, góp ý và chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo và các bạn để giúp em hoàn thiện đề tài này. 3 Danh mục từ viết tắt sử dụng trong tiểu luận Số TT Từ viết tắt Giải nghĩa 1 CTS Computed Tomography Scanner 2 CTA Computed Tomography Angiography 3 CC Correlation Coefficient 4 CBC Coincident Bit Counting 5 DSA Digital Subtraction Angiography 6 DSC Deterministic Sign Change 7 DRR Digitally Recontructed Radiographs 8 EHD Energy of the Histogram of Differences 9 ENT Entropy of the Histogram of Differences 10 FID Free Induction Decline 11 MRI Magnetic Resonance Imaging 12 MAC Minimal Artifacts Criterion 13 MRA Magnetic Resonance Angiography 14 NCC Normalized Cross - Correlation 15 PC Phase Correlation 16 SAVD Sum of the Absolute Values of Differences 17 SSD Sum of the Squared Differences 18 SPC Sum of Positive Differences 19 SIR Sampling Importence Resampling 20 SDT Sum of the Absolute Values of Differences Above a Threshold 21 SSC Stochastic Sign - Change 22 RF Radio Frequency 23 VOD Variance of Differences 4 Danh mục cỏc hỡnh vẽ trong luận văn Hỡnh 1.1 Ảnh chụp X quang thường .........................................................8 Hỡnh 1.2 Ảnh chụp nóo của mỏy cắt lớp .................................................10 Hỡnh 1.3 Hỡnh học của ảnh hỡnh chiếu quột bằng tia X.........................11 Hỡnh 1.4. Trạng thỏi của cỏc hạt nhõn trong từ trường ngoài Bo và sự hỡnh thành vectơ từ hoỏ M. ...........................................................................14 Hỡnh 1.5. Trạng thỏi của vectơ từ hoỏ khi cú tỏc động của xung vụ tuyến ....................................................................................................15 Hỡnh 1.6. Quỏ trỡnh đàn hồi ......................................................................16 Hỡnh 1.7. Ảnh chụp vựng bụng của mỏy MRI ........................................17 Hỡnh 1.8. Ảnh siờu õm vựng bụng của mỏy siờu õm ...............................18 Hỡnh 2.1 Biểu đồ minh hoạ cho quá trình chụp mạch xoá nền.............21 Hỡnh 2.2 Minh hoạ cho kỹ thuật DSA .....................................................22 5 Ch−ơng 1: Tìm hiểu về thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong thiết bị y tế. 1.1 Giới thiệu chung về ảnh y tế: Việc nghiên cứu về quá trình tái tạo ảnh y tế liên quan đến các hiện t−ợng t−ơng tác, của tất cả các dạng bức xạ đối với mô và liên quan đến quá trình phát triển của các công nghệ tích hợp, để thu đ−ợc các thông tin hữu dụng từ các quá trình quan sát về các hiện t−ợng t−ơng tác này. Các thông tin cụ thể th−ờng đ−ợc hiển thị d−ới dạng hình ảnh. Các dạng ảnh có thể là ảnh đơn giản nh− ảnh đen trắng đ−ợc tạo ra thông qua việc ứng dụng của Rơngen hay phức tạp hơn là các ảnh chụp cắt lớp, ảnh chụp mạch, ảnh siêu âm… Các quá trình tạo ảnh y tế từ x−a đến nay đều có thể phân chia thành hai b−ớc xử lý nh− sau[1] : - Thu thập dữ liệu liên quan tới các t−ơng tác của một vài dạng bức xạ đối với mô. - Biến đổi các dữ liệu này vào trong ảnh( Hoặc trong một tập ảnh) thông qua các ph−ơng pháp toán học và các công cụ tính toán. Do các ảnh y tế hiện đại đ−ợc tạo ra bởi các quá trình xử lý và tái tạo lại hoặc xây dựng lại một ảnh từ cơ sở dữ liệu t−ơng tác của các mô với các bức xạ nên quá trình này th−ờng đ−ợc gọi là quá trình tái tạo và các ảnh này đ−ợc gọi là các ảnh tái tạo lại. Các loại ảnh y tế: • ảnh chụp X quang: Với tr−ờng hợp sử dụng máy X quang thế hệ đầu tiên, chúng ta có thể thấy rằng các tia X đ−ợc chiếu trực tiếp từ bóng X quang tới cơ thể con ng−ời. Sau khi truyền qua cơ thể con ng−ời, các tia X đ−ợc các bác sĩ chẩn đoán quan sát 6 trực tiếp theo hai cách. Đó là sử dụng một tấm g−ơng chắn chùm tia thay cho hệ thống phim hoặc cách thứ hai là sử dụng các loại phim chụp X quang. Với cơ chế quan sát trực tiếp thì các nhà vật lý học y tế đã nhận ra rằng bản thân bác sĩ cũng bị tiếp nhận một l−ợng tia X t−ơng ứng với bệnh nhân mà đôi khi liều l−ợng của tia X còn ảnh h−ởng lớn hơn đối với bác sĩ. Chính vì vậy, ph−ơng pháp này đ−ợc dần thay đổi và thay vào đó là một hệ thống casette đựng phim X quang. Phim đ−ợc rửa sẽ tạo nên một ảnh đen trắng về cơ cấu cơ thể ng−ời bệnh với cơ chế là suy hao của chùm tia X, vùng có mô mềm sẽ có mầu đen, còn vùng có x−ơng sẽ có màu trắng hơn. Cho đến hiện nay chúng ta đã sử dụng một hệ thống cảm nhận tia X quang, với hệ thống này thì ảnh thu đã đ−ợc số hoá và chất l−ợng cũng nh− công dụng đã đ−ợc cải tiến rất nhiều. • ảnh siêu âm: Một ví dụ khác về các ảnh kinh điển là quá trình tạo ảnh siêu âm. Theo ph−ơng pháp này, năng l−ợng sóng siêu âm d−ới dạng xung đ−ợc truyền vào cơ thể ng−ời bệnh, và các tín hiệu dội lại đ−ợc ghi nhận bằng cùng một đầu dò mà ta gọi là đầu dò siêu âm. Bằng việc di chuyển đầu dò siêu âm tạo ra các góc khác nhau thì tín hiệu dội ng−ợc đ−ợc ghi lại một cách tuần tự và ảnh của một vùng cắt ngang cơ thể đ−ợc hiển thị trực tiếp trên màn hình theo dõi. Các ảnh siêu âm là ánh xạ của các c−ờng độ sóng dội ng−ợc lại và các kết quả trực tiếp của các t−ơng tác của xung sóng siêu âm đối với mô • ảnh chụp cắt lớp: Sau một thời gian sử dụng tia X trong quá trình tạo ảnh y tế, các nhà nghiên cứu đã đ−a ra một ph−ơng pháp trong việc sử dụng tia X để tạo ảnh cắt lớp. Thông qua việc thu nhận các hình chiếu của mỗi lần thực hiện chụp tia X ứng với góc quay riêng biệt thì các hình chiếu này sau đó đ−ợc tổ hợp lại để tạo ra các ảnh chụp cắt lớp riêng biệt. 7 • ảnh cộng h−ởng từ: Một ví dụ quá trình tạo ảnh kiểu kinh điển là quá trình tạo ảnh bằng nguồn bức xạ. Đây là một trong các loại ảnh đ−ợc tạo bởi nguyên ký hoàn toàn khác so với ảnh sử dụng tia X. Trong ph−ơng pháp này, ảnh đ−ợc tạo nên bởi các hạt nhân Hydro( H+) d−ới tác động của từ tr−ờng và xung radio kích thích. 1.2 Một số các thiết bị chẩn đoán hình ảnh: Trong phần này sẽ tìm hiểu và giới thiệu về một số thiết bị chẩn đoán hình ảnh liên quan đến các loại ảnh đã trình bày ở phần 1.1. 1.2.1 Máy X quang th−ờng – Conventional X ray Equipment: 1.2.1.1 Nguyên lý : Máy X quang là thiết bị tạo ảnh về cấu trúc bên trong của đối t−ợng nghiên cứu trên cơ sở ứng dụng tính chất lý hoá của tia Rơnghen (tia X)[1]. Chùm tia X khi xuyên qua một vật thể (ví dụ cơ thể ng−ời bệnh) sẽ bị suy giảm. Sự suy giảm này không đồng đều mà khác nhau, phụ thuộc vào khả năng hấp thụ tia X của vật chất và đ−ợc đánh giá bởi công thức Lamber- Beer[1]: pseII à−= .0 (1.1) Trong đó: I0: Năng l−ợng chùm tia tới I: Năng l−ợng chùm tia sau khi đi qua đối t−ợng s: Chiều dày của đối t−ợng p: Mật độ vật chất trung bình của đối t−ợng à: Hệ số suy giảm khối l−ợng. Hệ số à biểu thị cấu trúc vật chất của các đối t−ợng và phụ thuộc vào năng l−ợng bức xạ. 8 Hình 1.1: ảnh chụp X quang th−ờng Chùm tia X đã đ−ợc biến đổi sau khi xuyên qua vật thể, sẽ tác động vào một vật hiện hình, từ đó tạo ra một hình ảnh tổng thành của toàn bộ thể tích đ−ợc tia X chiếu qua. 1.2.1.2 Ưu điểm và nh−ợc điểm của máy X quang th−ờng: Có hai ph−ơng pháp thăm khám bằng tia X đó là chiếu và chụp. Hai ph−ơng pháp này khác nhau về nguyên tắc, có những −u nh−ợc điểm nhất định và bổ sung cho nhau. • Chụp X quang: Hình ảnh đ−ợc ghi lại trên phim dùng cho việc chẩn đoán. Ph−ơng pháp này có những −u điểm sau: - Có thể đạt đ−ợc độ phân giải cao nhờ áp dụng những tham số kỹ thuật thích hợp nh− trị số điện áp kV, dòng điện mA... - Có thể thay đổi độ đối quang trong phạm vi rộng bằng cách sử dụng c−ờng độ chiếu xạ thích hợp. - Không bị gò bó bởi thời gian. - Giảm liều tia đối với ng−ời bệnh do thời gian chụp rất ngắn. - Giảm liều tia đối với ng−ời vận hành do có thể đứng ngoài khu vực ảnh h−ởng của tia. 9 - Cuối cùng, có thể l−u trữ ảnh lâu dài, tiện lợi cho việc theo dõi, đánh giá sự tiến triển của căn bệnh... • Chiếu X quang: ảnh X quang đ−ợc ghi nhận và đánh giá bởi ng−ời vận hành. Những −u điểm của ph−ơng pháp này nh− sau: - Việc chẩn đoán nhanh chóng tức thời. - Có thể định vị ng−ời bệnh ở t− thế thích hợp nhất sao cho h−ớng chiếu và kích th−ớc chùm tia X tạo đ−ợc ảnh tốt nhất. - Có thể điều chỉnh tức thời công suất phát xạ phù hợp với từng đối t−ợng thăm khám. - Thích hợp với việc quan sát những tổ chức động nh− sự co bóp của tim và các mao mạch lớn. - Thích hợp với việc quan sát và thực hiện các thủ thuật nh− tháo lồng, bó x−ơng, lấy dị vật. Nh− vậy có thể nói hai ph−ơng pháp trên có những −u nh−ợc điểm nhất định so với nhau, chúng đ−ợc ứng dụng trong những thăm khám các đối t−ợng khác nhau và trong các hoàn cảnh khác nhau tuỳ theo chỉ định của thầy thuốc, chúng song song tồn tại và hỗ trợ nhau. • Hạn chế: Máy X quang truyền thống có những hạn chế nhất định: ảnh X quang là ảnh xếp chồng, mặt khác độ phân giải và độ đối quang của ảnh ch−a thật cao nên khó thăm khám những bộ phận nằm sâu trong cơ thể nh− phát hiện khối u trong sọ não, những khuyết tật trong mao mạch, đặc biệt trong giai đoạn đầu khi những triệu chứng còn ch−a rõ rệt. Hơn nữa tia X là tia có hại cho cơ thể, vì vậy việc thăm khám bằng máy X quang không thể áp dụng cho mọi đối t−ợng. 10 1.2.2 Máy chụp cắt lớp điện toán – Computed Tomography Scanner: 1.2.2.1 Nguyên lý[1,3]: Máy chụp cắt lớp điện toán là một thiết bị tạo ảnh số, công cụ cao cấp trong hệ thống kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh y học. Nó đ−ợc dùng để thu thập và tái tạo hình ảnh các lớp cắt thuộc nhiều bộ phận khác nhau của cơ thể. Máy chụp cắt lớp điện toán cũng ứng dụng nguồn bức xạ X quang và thuộc tính suy giảm của tia X khi xuyên qua các vật thể có độ hấp thụ khác nhau. Khi bức xạ quang tuyến xuyên qua 1 lớp và vuông góc với trục của cơ thể ng−ời, tới một bộ phát hiện ( Detecter) gồm nhiều tế bào ghi nhỏ để đo bức xạ quang tuyến đã bị suy yếu khi đi qua các vùng khác nhau của cơ thể. Hai bộ phận này (nguồn phát tia – bóng X quang và thiết bị đo – bộ phát hiện) liên kết hữu cơ với nhau, quay quanh cơ thể. Những dữ liệu đo đ−ợc sẽ đ−ợc ghi vào bộ nhớ. Khi đó hệ thống sẽ xử lý dữ liệu và tái tạo lại hình ảnh của các lớp cắt. Hình 1.2: ảnh chụp não của máy cắt lớp Một ph−ơng pháp thu nhận ảnh bằng hình chiếu điển hình đó là dùng phép biến đổi RADON: - Cứ mỗi tia cắt qua vật thể là một hình chiếu một chiều của một lát cắt ngang của đối t−ợng. 11 - Mỗi Pixel thu đ−ợc tại bộ phát hiện chính là tổng số các tia X thu đ−ợc dọc theo đ−ờng truyền từ nguồn phát tới nguồn thu. - Xoay nguồn thu xung quanh vật cần quan sát, thì thu đ−ợc hình chiếu d−ới nhiều góc độ khác nhau. - Mục đích của việc khôi phục ảnh là phải thu đ−ợc ảnh của các mặt cắt của vật quan sát từ các hình chiếu của chúng. Phép biến đổi Radon[3]: Biến đổi Radon của một hàm f(x,y) kí hiệu là g(s,θ), đ−ợc định nghĩa nh− sau: Biến đổi Radon là tích phân đ−ờng dọc theo đ−ờng thẳng nghiêng một góc so với trục y và cách tâm một khoảng là s . Công thức toán học của nó đ−ợc viết nh− sau: g(s,θ)=Rf= (1.2) với R là kí hiệu của toán tử biến đổi Radon, cũng đ−ợc gọi là toán tử chiếu. Hàm g(s,θ), là biến đổi Radon của f(x,y), là hình chiếu một chiều của f(x,y) tại góc θ. ∫ ∫∞ ∞− −+ dxdy)ssinycos.x()y,x(f θθδ g(s,θ) s y 0 u f(x,y) s θ X-rays source X Hình 1.3. Hình học của ảnh hình chiếu quét bằng tia X[3] πθ <<∞<<∞ 0;s 12 Về lý thuyết có 3 ph−ơng pháp tái tạo ảnh: • Chiếu lại (Back Projection) • Chiếu lặp lại (Iterative Back Projection) • Lọc và chiếu lại (Filtered Back Projection). Trong 3 ph−ơng pháp trên, ph−ơng pháp lọc và chiếu lại còn đ−ợc gọi là ph−ơng pháp phân tích, nó đ−ợc ứng dụng hầu hết các máy cắt lớp điện toán hiện đại. Trong đó chỉ sử dụng một thuật toán - một hàm lọc( Filter Function), để hiệu chỉnh dữ liệu thô với mục đích loại bỏ nhiễu nền tr−ớc khi chúng đ−ợc chiếu lại vào ma trận để tái tạo ảnh. 1.2.2.2 −u điểm và nh−ợc điểm của máy cắt lớp điện toán: Sự khác biệt cơ bản giữa X quang thông th−ờng và máy cắt lớp điện toán ở chỗ: Trong máy X quang thông th−ờng, chùm tia X phát xạ từ bóng X quang đi xuyên qua toàn bộ bề dày của phần cơ thể cần xét nghiệm rồi thâm nhập vào phim. Trên đ−ờng chiếu, chùm tia này bị suy giảm không chỉ bởi một mà nhiều bộ phận khác nhau, do vậy hình ảnh trên phim là kết quả của sự suy giảm tia X tổng hợp và có thể xem nh− do nhiều ảnh chồng lên nhau. Kết quả ảnh bị mờ và không có chiều sâu. Trái lại trong máy cắt lớp điện toán khả năng làm suy giảm đối với tia X (còn gọi là độ suy giảm tuyến tính cục bộ) của từng phần tử nhỏ bé (còn gọi là nguyên tố thể tích – Voxel) nằm trong lớp cắt đ−ợc đo và tính toán riêng rẽ, những số liệu này sau đó đ−ợc dùng để tái tạo ảnh. Nh− vậy sẽ loại trừ hiện t−ợng chồng ảnh lên nhau trên đ−ờng chiếu. Trong máy X quang thông th−ờng thì h−ớng quan sát trùng với ph−ơng chiếu, còn trong máy cắt lớp điện toán thì h−ớng quan sát vuông góc với ph−ơng chiếu. Chính vì vậy ta có thể đ−a ra một số −u và nh−ợc điểm của máy cắt lớp điện toán so với máy X quang thông th−ờng. −u điểm của máy cắt lớp điện toán so với máy X quang thông th−ờng: - Hình ảnh rõ nét không có hiện t−ợng nhiều hình chồng lên nhau. - Khả năng phân giải ở những mô mềm cao hơn nhiều. 13 - Có thể tính đ−ợc hệ số suy giảm của từng phần tử trên ảnh một cách chính xác nên có thể đánh giá đ−ợc sự thay đổi cả về l−ợng và chất của đối t−ợng đang xét nghiệm. - Nhờ việc ứng dụng kỹ thuật số nên có thể xử lý tái tạo ảnh theo nhiều kiểu một cách nhanh chóng, ví dụ nh−: dựng lại ảnh theo các mặt phẳng, dựng ảnh trong không gian 3 chiều, đo khoảng cách – tiết diện - thể tích, tính toán chỉ số cắt lớp (đơn vị biểu thị độ suy giảm tuyến tính). Ph−ơng tiện l−u trữ ảnh đa dạng hơn và có thể truyền ảnh đi xa… Nh−ợc điểm của máy cắt lớp điện toán so với máy X quang thông th−ờng: - Chỉ có thể chụp ở một số t− thế, khả năng linh hoạt và cơ động kém. - Thời gian chụp dài hơn, ng−ời bệnh chịu nhiều liều l−ợng tia X hơn. - Khả năng chiếu kết hợp với các thủ thuật kém. - Chi phí đầu t− và vận hành cao. 1.2.3. Máy cộng h−ởng từ – Magnetic Resonance Imaging MRI: 1.2.3.1. Nguyên lý[1,2]: Hiện t−ợng cộng h−ởng từ hạt nhân chính là sự t−ơng tác có chọn lựa của các hạt nhân nguyên tử đặt trong từ tr−ờng không đổi với thành phần từ tính của sóng điện từ đi qua. Hiện t−ợng này chỉ có thể khảo sát chính xác trên cơ sở cơ học l−ợng tử. Điều này khá phức tạp và không thực sự cần thiết, ở đây ta chỉ đề cập một số vấn đề cần thiết làm cơ sở để nghiên cứu nguyên lý hoạt động của thiết bị chụp cắt lớp cộng h−ởng từ hạt nhân. Hạt nhân các nguyên tử đều có điện tích. Hạt nhân nguyên tử của một số nguyên tố hoá học (không phải tất cả các nguyên tố hoá học) có mômen động l−ợng riêng (mômen động l−ợng spin). Sự quay của hạt nhân với điện tích d−ơng dẫn đến sự xuất hiện từ tr−ờng đ−ợc đặc tr−ng bởi mômen từ → pm và làm cho hạt nhân nguyên tử có thể đ−ợc coi nh− một l−ỡng cực từ. Khi không có từ tr−ờng ngoài, các l−ỡng cực từ định h−ớng bất kỳ trong 14 không gian. Khi đặt một mẫu vật chứa các nguyên tử có hạt nhân có mômen từ riêng (chẳng hạn nh− proton) vào từ tr−ờng không đổi B0, thì các l−ỡng cực từ sẽ định h−ớng chủ yếu theo từ tr−ờng này làm xuất hiện véctơ từ hoá (t)M→ . Xét tr−ờng hợp khi có thể bỏ qua các hiện t−ợng phân tán và giữa véctơ → pm của mỗi l−ỡng cực riêng biệt với véctơ c−ờng độ từ tr−ờng ngoài → οH tồn tại một góc nào đó. Trong tr−ờng hợp này l−ỡng cực sẽ bắt đầu quay, ph−ơng trình mô tả chuyển động quay hoàn toàn t−ơng đ−ơng với ph−ơng trình tiến động của vật rắn quanh một trục cố định khi có ngoại lực tác dụng. Tần số tiến động sẽ là: οο γHω −= (1.3) Tần số οω đ−ợc gọi là tần số Larmor . Tính chất quan trọng nhất của nó trong các bài toán chẩn đoán là sự tỷ lệ thuận của nó với c−ờng độ từ tr−ờng bên ngoài → οH . Rõ ràng là có thể điều khiển tần số tiến động οω bằng cách thay đổi → οH . Chẳng hạn nếu để → οH phụ thuộc vào toạ độ thì có thể định vị các khu vực trong cơ thể với tần số xác định. Hình 1.4. Trạng thái của các hạt nhân trong từ tr−ờng ngoài B0 và sự hình thành véctơ từ hoá → M [2] Khi không có từ tr−ờng ngoài N S B0 Khi có từ tr−ờng ngoài Y Z X → M 15 Giả thiết véctơ B0 đ−ợc h−ớng theo dọc trục Oz của một hệ quy chiếu thí nghiệm cố định. Khi này, thành phần theo trục Z của véctơ từ hoá là Mz có giá trị M0, thành phần này th−ờng đ−ợc gọi là véctơ từ hoá dọc. Thành phần Mx, My gọi là véctơ từ hoá ngang khi này bằng 0. Để kích hoạt sự tiến động của các hạt nhân với mục đích sau đó ghi nhận tín hiệu cộng h−ởng từ hạt nhân phát ra ta sử dụng xung vô tuyến H(t) có tần số 0ω . Khi chịu tác động của xung vô tuyến, véctơ )(M t → dịch chuyển lệch khỏi trục Oz h−ớng về phía trục Oy và không rời khỏi mặt phẳng Oyz. Góc lệch sau thời gian τ sẽ là: τωα 1= (1.4) Góc này th−ờng đ−ợc chọn bằng π/2 hoặc π bằng cách tạo độ rộng hoặc biên độ t−ơng ứng cho xung kích động cao tần. Khi H(t)H = là xung với độ rộng hữu hạn τ, có thể xác định góc α theo công thức sau: ∫−= τ o 1 (t)dtHγα (1.5) Hình 1.5. Trạng thái của véctơ từ hoá khi có tác động của xung vô tuyến [2] X Y Z α Xung RF → M Khi có xung RF tác động X Y Z → M Khi xung RF 900 tác động X Y Z → M Khi không có xung RF B0 16 Khi không còn các tác động khác lên véctơ → M ngoài từ tr−ờng bên ngoài, véctơ → M sẽ quay dần về h−ớng véctơ B0, sự quay về, còn gọi là sự dãn hồi này có hai thời gian đặc tr−ng là T1 và T2. Hằng số thời gian T1 đặc tr−ng cho quá trình giảm về giá trị ở trạng thái cân bằng của thành phần Mz. Thời gian này đ−ợc gọi là thời gian dãn hồi spin - mạng. Hằng số thời gian T2 đặc tr−ng cho quá trình dãn hồi về vị trí cân bằng của véctơ từ hoá ngang Mxy đ−ợc gọi là thời gian dãn hồi spin - spin. Nhìn chung T2 ≤ T1. Véctơ từ hoá trong mặt phẳng xy trở về 0 tr−ớc khi véctơ từ hoá dọc tăng dần đến giá trị cân bằng. Quá trình dãn hồi sẽ kích hoạt cuộn dây của thiết bị thu (anten) tạo ra một tín hiệu cao tần cảm ứng, tín hiệu này đ−ợc gọi là tín hiệu suy giảm cảm ứng tự do FID (Free Induction Decline). Biên độ của tín hiệu này (chính xác hơn là tỷ lệ của biên độ FID so với biên độ của tín hiệu kích động) mang thông tin về l−ợng proton của chất đang xét tại khu vực kích động hay mật độ proton. Dựa vào tốc độ suy giảm của tín hiệu suy giảm cảm ứng tự do có thể xác định thời gian dãn hồi T2 đặc tr−ng cho thành phần hoá học của chất đang xét. Sự tăng của thành phần Z trong véctơ từ hoá cho ta thông tin về thời gian dãn hồi spin - mạng T1. Hình 1.6. Quá trình dãn hồi[2] X Y Z → M 17 Hình 1.7: ảnh chụp vùng bụng của máy cộng h−ởng từ Việc thu nhận tín hiệu CHTHN đ−ợc thực hiện bởi cuộn thu (đóng vai trò anten). Sơ đồ thực hiện kỹ thuật việc thu và xử lý FID th−ờng gọi là bộ tách sóng cầu ph−ơng. Tính toán và thực tế chỉ ra rằng tín hiệu CHTHN nhận đ−ợc bởi cuộn thu và đ−ợc xử lý bằng bộ tách sóng cầu ph−ơng chính là biến đổi Fourier của mật độ proton trong chất đang khảo sát. Do đó bằng cách thay đổi tr−ờng gradient có thể thông qua thực nghiệm tìm đ−ợc ảnh của hàm mật độ proton, sau đó dùng biến đổi Fourier ng−ợc xác định mật độ proton, cũng chính là mật độ mô trong cơ thể. 1.2.3.2 −u điểm và nh−ợc điểm của máy cộng h−ởng từ: Ưu điểm của ph−ơng pháp tạo ảnh cộng h−ởng từ: - Tạo đ−ợc ảnh có độ phân giải và t−ơng phản rất cao đối với mô mềm mà các ph−ơng pháp khác ch−a đạt đ−ợc. - Có thể tạo ảnh lớp cắt với góc độ bất kỳ và bản chất không gian 3 chiều của ph−ơng pháp tái tạo ảnh. - Không dùng các bộ phận chuyển động và bộ phát hiện phức tạp nh− trong máy Computer Tomography Scanner. - Không sử dụng bức xạ có hại. - Khi chụp mạch không cần dùng chất cản quang. Nh−ợc điểm của ph−ơng pháp tạo ảnh cộng h−ởng từ: - Thời gian tái tạo ảnh dài. 18 - Chi phí đầu t− lớn. - Buồng máy phải có bộ chắn cao tần. - Chi phí vận hành cao, đặc biệt loại máy sử dụng nam châm siêu dẫn phải định kỳ nạp chất làm lạnh. - Đòi hỏi nghiêm ngặt về điều kiện lắp đặt và môi tr−ờng. Đặc biệt ph−ơng pháp này sẽ không áp dụng cho những bệnh nhân có kim loại trong cơ thể ( đặt máy tạo nhịp, gia cố x−ơng bằng kim loại,…). 1.2.4. Máy siêu âm – Untrasound System : 1.2.4.1. Nguyên lý[1]: Cơ sở tạo ảnh bằng ph−ơng pháp siêu âm là sự phản hồi của sóng âm từ các cơ quan nội tạng trong cơ thể. Tần số của sóng âm trong các thiết bị siêu âm chẩn đoán từ 1Mhz – 10Mhz và sóng âm đ−ợc ứng dụng là sóng dọc có thể lan truyền trong môi tr−ờng của rắn - lỏng – khí. Thiết bị tạo nên sóng âm gọi là đầu dò siêu âm. Hình1.8: ảnh siêu âm vùng bụng của máy siêu âm Sự phản hồi của sóng âm từ các cơ quan nội tạng trong cơ thể phụ thuộc vào : - Tốc độ lan truyền của sóng âm trong môi tr−ờng. - Trở kháng âm của môi tr−ờng. - Sự hấp thụ của các cơ quan nội tạng. - Cấu trúc hình học của các cơ quan nội tạng. 19 Đầu dò máy siêu âm thực hiện cả chức năng: phát và thu sóng siêu âm. Khi phát đầu dò biến đổi các xung điện áp thành sóng siêu âm, sóng siêu âm đ−ợc phát ra d−ới dạng chùm tia. Để hội tụ chùm tia tại những độ sâu nhất định ng−ời ta dùng những thấu kính âm thanh. Khi thu, sóng siêu âm đập vào đối t−ợng thăm khám nó sẽ dội ng−ợc lại đầu dò và sẽ đ−ợc đầu dò biến đổi thành điện áp. Với những đầu dò có tần số cao thì độ phân giải sẽ cao và độ xuyên sâu của chùm tia sóng âm sẽ thấp. Với những đầu dò có tần số thấp thì độ phân giải sẽ thấp và độ xuyên sâu của chùm tia sóng âm sẽ cao. Chính vì vậy, tuỳ vào chức năng thăm khám mà có thể chọn đầu dò thích hợp 1.2.3.2 −u điểm và nh−ợc điểm của máy siêu âm: Ưu điểm của ph−ơng pháp tạo ảnh siêu âm : - Siêu âm là ph−ơng pháp chẩn đoán không xâm nhập, nên tránh đ−ợc nguồn bức xạ nh− máy X quang. - Không đòi hỏi tốn nhiều thời gian - Hình ảnh tạo ra là hình ảnh tức thời. Một số hình ảnh bệnh lý có thể nhận biết một cách trực tiếp ( sỏi mật, sự thay đổi kích th−ớc và độ đồng nhất của một số cơ quan vốn đồng nhất nh−: gan, thận, mât, tuyến giáp, tuyến tuỵ,...) - Trong chẩn đoán tim mạch, những mạch máu lớn cũng có thể đ−ợc hiển thị đ−ợc bằng máy siêu âm thông dụng. Hơn nữa với sự bổ xung của ph−ơng pháp Doppler chẩn đoán siêu âm đã đạt đ−ợc những thành tựu lớn trong lĩnh vực chẩn đoán tim (kích th−ớc, độ dày thành mạch, chức năng van, chuyển động của mạch máu...), có thể đo đ−ợc l−u tốc của dòng trong mạch máu và hiển thị h−ớng dòng chảy.... - Máy gọn, nhẹ dễ cơ động có thể thăm khám tại gi−ờng bệnh. - Chi phí đầu t− và vận hành thấp. - Có thể kết hợp làm thủ thuật sinh thiết. Nh−ợc điểm của ph−ơng pháp tạo ảnh siêu âm : 20 - Độ phân giải và độ nhạy thấp. - Chẩn đoán bằng siêu âm không thích hợp với các cấu trúc có chứa khí nh− phổi, dạ dày hoặc cấu trúc nằm ẩn trong x−ơng nh− não. - Không có tín hiệu từ chất lỏng tĩnh. - Tín hiệu quá yếu từ các cơ quan nằm sâu hoặc đối với các bệnh nhân quá béo. - Có bóng của âm sau những vùng chứa khí. - Hiện t−ợng tán xạ sóng âm đôi khi dẫn đến kết quả sai lầm. 1.3 Nhận xét: Để bổ khuyết cho những hạn chế của máy X quang truyền thống, trong vài thập kỷ gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát minh ra hàng loạt thiết bị chẩn đoán hình ảnh mới nh− siêu âm, chụp cắt lớp máy tính, chụp cộng h−ởng từ... Những thiết bị này đang ngày càng đ−ợc sử dụng rộng rãi, tuy nhiên chúng cũng có những hạn chế, ví dụ nh− chi phí đầu t− thiết bị và chi phí cho một xét nghiệm bằng máy chụp cắt lớp điện toán cao hơn nhiều lần so với máy X quang truyền thống, vì vậy chúng chỉ bổ sung mà không loại trừ nhau. Máy X quang đã và vẫn là một thiết bị chẩn đoán hình ảnh quan trọng trong y tế. Chính vì những −u điểm của máy X quang thông th−ờng mà việc ứng dụng và phát triển dựa trên máy X quang là yêu cầu cũng nh− đòi hỏi mà ngành y tế đã đặt ra. Máy chụp mạch dùng kỹ thuật Xoá nền ảnh chụp mạch số - DSA( Digital Subtraction Angiography) ra đời nh− một tất yếu.Việc nghiên cứu máy chụp mạch cũng nh− kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số sẽ đ−ợc trình bày ở ch−ơng 2 của luận văn này. 21 ch−ơng II: Máy chụp mạch và kỹ thuật Xoá nền ảnh chụp mạch số 2.1. Máy chụp mạch( Agiography): 2.1.1. Giới thiệu máy chụp mạch : Mạch máu là những cấu trúc nhỏ, nhằng nhịt, nếu chụp X quang thông th−ờng thì rất khó phân biệt các tổ chức xung quanh. Vì vậy cần có thiết bị chụp và ph−ơng pháp tạo ảnh đặc biệt. Theo truyền thống, chụp mạch đ−ợc sử dụng để chẩn đoán bệnh lý của các mạch máu nh− hẹp, tắc mạch máu… Máy chụp mạch thực chất là một hệ thống X quang số nh−ng có thêm phần xử lý ảnh với kỹ thuật xoá nền ảnh chup mạch số - DSA ( Digital Subtraction Angiography) để làm nổi rõ mạch máu. Hình vẽ d−ới đây (2.1) minh hoạ cho quá trình chụp mạch dùng kỹ thuật xoá nền. Hình 2.1: Biểu đồ minh hoạ cho quá trình chụp mạch dùng kỹ thuật xoá nền (Nồng độ cản quang) Tiêm chụp ảnh nền chụp ảnh cản quang (Time) 22 Hình 2.2: Minh hoạ cho kỹ thuật DSA[13] Quá trình chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền[15]: - Tiêm thuốc cản quang vào mao mạch và khi thuốc cản quang bắt đầu lan truyền đến vùng mao mạch cần thăm khám thì chụp ảnh nền trong đó có hình ảnh của mao mạch cần quan tâm( Nh−ng ._.ch−a ngấm thuốc cản quang) - Khi nồng độ thuốc cản quang tại toàn bộ vùng mao mạch cần quan tâm đạt mức tối đa, chụp tiếp ảnh cùng một khu vực nh− ảnh nền ( Với mao mạch đã ngấm thuốc cản quang) - Đem hai hình ảnh trừ đi nhau ta sẽ có ảnh đã xoá nền. Sự phát triển của các ph−ơng pháp chụp tĩnh mạch khác nhau[10]: ƒ Chụp tĩnh mạch: Một chất cản quang đ−ợc tiêm vào trong mạch và việc chụp phim đ−ợc tiến hành vào một thời điểm thích hợp sau khi tiêm. Cấu trúc của mạch cùng với cấu trúc x−ơng và các phần mềm sẽ đ−ợc nhìn rõ hơn nhờ sự t−ơng phản. ƒ Chụp tĩnh mạch tách phim có các tính năng khác biệt đ−ợc tạo ra, x−ơng và phần mềm đ−ợc tách riêng bằng một phim che. Ph−ơng pháp này liên quan đến việc thay đổi các phim nh− AOT và phim Puck. Việc chụp phim Bóng X quang Bộ DETECTER 23 sẽ diễn ra tr−ớc khi xuất hiện hình ảnh t−ơng phản, sau một loạt hình chụp phim t−ơng phản của cùng một vùng trên cơ thể. Ng−ời chụp phim và các kỹ thuật viên trong buồng tối phải bỏ ra nhiều giờ đồng hồ để tách hình ảnh ở phim và tạo lại hình ảnh trên phim tách ra để có đ−ợc hình ảnh tách riêng. ƒ Chụp mạch kỹ thuật số (DSA): do có máy vi tính, hình ảnh tĩnh mạch đ−ợc chụp bằng kỹ thuật số và việc chụp tĩnh mạch tách kỹ thuật số đã trở thành ph−ơng pháp chuẩn để nghiên cứu cấu trúc mạch máu. Tuy nhiên cần có nhiều yếu tố khác nữa để có thể để có thể hiển thị những nhánh của mạch máu não. ƒ Chụp tĩnh mạch quay: ph−ơng pháp dùng kỹ thuật cánh tay chữ C, để chụp những ảnh ở các góc khác nhau với tốc độ cao. ƒ Chụp tĩnh mạch quay kỹ thuật số - ph−ơng pháp này xuất hiện cùng với những máy tính mạnh hơn. ƒ Chụp tĩnh mạch quay kỹ thuật số 3D - phần mềm đ−ợc phát triển để xử lý số liệu hình ảnh chụp bằng ph−ơng pháp chụp tĩnh mạch quay kỹ thuật số và tái tạo bằng ph−ơng pháp 3D. Hình ảnh 3D có thể quay ở bất cứ góc độ nào, bao gồm cả những góc không nhìn đ−ợc từ vị trí bệnh nhân và cho thấy mối quan hệ giữa các mạch máu và các cấu trúc. Với hệ thống tăng sáng truyền hình vào những năm cuối 70 đã có thể chụp đ−ợc ảnh tắc nghẽn mạch máu nh−ng chỉ nhát một mà không liên tục. Đầu thập kỷ 90, các loại máy chụp mạch ra đời với những −u điểm v−ợt trội trong việc phát hiện, chẩn đoán và điều trị các bệnh về mạch máu. Hiện nay các loại máy chụp mạch còn kết hợp với máy chụp cắt lớp điện toán, máy cộng h−ởng từ để khắc phục nh−ợc điểm của nhau. Tr−ớc đây, hợp chất của Iốt đ−ợc sử dụng để làm chất cản quang. Ngày nay, nhiều tác nhân cản quang đ−ợc thay thế với nồng độ Iốt thấp hơn hoặc có loại đặc biệt không có Iốt để không ảnh h−ởng đến bệnh nhân đái tháo đ−ờng và thận h−. 24 Sau đây là một số thủ thuật cơ bản đang ứng dụng trên máy chụp mạch : - Nong động mạch vành, mạch ngoại biên. - Nong van tim( Van hai lá, van động mạch phổi). - Đóng ống động mạch vành bằng Umbrella. - Đóng lỗ thông liên nhĩ bằng Umbrella. - Đóng ống động mạch và lỗ thông liên nhĩ bằng coil nếu lỗ thông nhỏ. - Nút động mạch gan và nút u xơ tử cung để điều trị u gan và u xơ tử cung( Chặn tất cả các mạch máu nuôi tế bào u). - Đổ xi măng cột sống. - Điều trị loạn nhịp cùng với các thiết bị khác nh− máy mapping buồng tim. - Điều trị chảy máu cấp bằng coil hoặc các hạt gây tắc lại. Việc điều trị có thể can thiệp qua ống thông. Đây là biện pháp không phải mổ xẻ, vừa làm giảm triệu chứng vừa giải quyết đ−ợc nguy cơ gây tắc mạch. 2.1.2. Các loại thiết bị chụp mạch khác có sử dụng kỹ thuật xoá nền ảnh số: 2.1.2.1 Chụp mạch cắt lớp điện toán ( Computed Tomography Angiography - CTA)[16]: Đây là phép thăm dò sử dụng tia X xem xét dòng chảy của máu trong động mạch trên toàn bộ cơ thể ng−ời, từ các động mạch nuôi não cho tới các động mạch mang máu tới phổi, thận, tay, chân... Chùm tia X đi từ một thiết bị quay quanh vùng cần thăm khám trên bệnh nhân từ vài góc độ khác nhau để tạo ra hình ảnh mặt cắt, những hình ảnh này sau đó có thể đ−ợc máy tính thu thập để tạo ra ảnh 3 chiều về vùng cần nghiên cứu( Tuỳ vào cấu hình máy). So sánh với chụp mạch dùng ống thông( Bao gồm cả việc bơm thuốc cản quang vào động mạch) thì chụp mạch cắt lớp điện toán là ph−ơng pháp ít can thiệp hơn và tiện lợi hơn cho bệnh nhân, chất cản quang th−ờng đ−ợc bơm vào tĩnh mạch nhiều hơn là động mạch. Việc thử nghiệm này đ−ợc dùng để kiểm 25 tra một số l−ợng lớn các động mạch bị bệnh. Hầu hết các bệnh nhân làm chụp mạch cắt lớp điện toán mà không cần phải nằm viện. Các ứng dụng chính của CTA[16] : - Kiểm tra động mạch phổi để có biện pháp chế ngự việc tắc động mạch phổi, một căn bệnh nghiêm trọng nh−ng có thể chữa trị đ−ợc - Quan sát dòng máu động mạch thận đến nuôi thận ở những bệnh nhân có chứng tăng huyết áp và nghi rối loạn chức năng thận. Chứng hẹp động mạch thận là nguyên nhân của huyết áp cao ở một số bệnh nhân, và có thể phải chỉ định mổ. Một công thức tính toán đặc biệt của việc hiển thị ảnh đã làm cho việc chụp mạch thận cắt lớp điện toán trở thành một ph−ơng thức kiểm tra rất chính xác. Nó cũng thực hiện với những ng−ời sắp cho thận. - Nhận biết các bệnh xơ vữa động mạch, phình động mạch hoặc tắc nghẽn làm phân đoạn các động mạch chính của cơ thể( Động mạch chủ và các nhánh chính của nó, động mạch x−ơng chậu). - Tìm ra các chỗ xơ vữa làm hẹp động mạch chân. CTA cũng đ−ợc sử dụng để tìm ra chỗ hẹp hoặc tắc nghẽn của các động mạch trong khung chậu và trong động mạch cảnh ( Đ−ờng dẫn máu từ tim đến não). Khi một Stent đ−ợc đặt vào để khôi phục dòng chảy của máu trong động mạch bị bệnh thì CTA sẽ chỉ ra kết quả của nó nh− thế nào. Việc kiểm tra động mạch não có thể giúp đạt tới việc chẩn đoán đúng cho các bệnh nhân bị đau đầu, chóng mặt...Nếu bệnh nhân có nhiều động mạch bị bệnh thì cần thiết phải bơm thuốc cảm quang để quan sát. Đối với bệnh nhân bị u thì việc này cũng giúp cho các bác sĩ biết rõ về các động mạch đi nuôi khối u đó. Những −u điểm của CTA : - CTA có thể đ−ợc sử dụng để kiểm tra mạch máu trong nhiều vùng trên cơ thể bao gồm cả não, thận, khung chậu và các động mạch nuôi phổi. Nó cũng có thể tìm ra chỗ hẹp của động mạch để kịp thời tiến hành điều trị nếu 26 cần. Ph−ơng pháp này cho biết chi tiết về giải phẫu bệnh mạch máu chính xác hơn nhiều ảnh cộng h−ởng từ hoặc siêu âm. - CTA là một ph−ơng pháp rất hữu dụng để quan sát bệnh động mạch, bởi vì nó an toàn hơn và ít tốn thời gian hơn để chụp mạch dùng ống thông và là ph−ơng pháp rất có hiệu quả. Nó cũng ít bất tiện hơn vì chất cản quang đ−ợc bơm vào tĩnh mạch tay chứ không cần bơm vào tĩnh mạch lớn hơn ở bẹn. Những rủi ro có thể xảy ra đối với bệnh nhân chụp CTA : - Sẽ rất nguy hiểm đối với bệnh nhân nếu cơ thể bệnh nhân dị ứng với thuốc cản quang chứa iôt đ−ợc bơm vào cơ thể. Những hạn chế của CTA : - ảnh CTA của mạch máu tại bất kỳ nơi nào trong cơ thể bị mờ đi nếu di chuyển trong quá trình chụp hoặc nếu tim hoạt động không bình th−ờng. Sự tắc mạch máu cũng có thể làm cho ảnh không đ−ợc sáng rõ. CTA vẫn ch−a thể mô tả rõ nét các động mạch nhỏ xoắn hoặc các mạch máu trong các cơ quan chuyển động nhanh. 2.1.2.2. Chụp mạch cộng h−ởng từ (Magnetic Resonance Angiography MRA)[17]: Đây là ph−ơng thức tạo ảnh cực kỳ chi tiết các mô và các cơ quan trong cơ thể mà không cần dùng tia X. MRA cung cấp hình ảnh chi tiết về các mạch máu mà không cần sử dụng bất kỳ thuốc cản quang nào, mặc dù ngày nay ng−ời ta vẫn dùng một loại thuốc cản từ đặc biệt để làm ảnh cộng h−ởng từ rõ nét hơn. Ph−ơng pháp này ít gây đau đớn cho bệnh nhân và hiện nay vẫn ch−a phát hiện thấy nguy hiểm cho mô hay bất cứ cơ quan nào. Những ứng dụng phổ biến của ph−ơng pháp này: - Hiện nay rất nhiều bệnh nhân tổn th−ơng về động mạch và đ−ợc điều trị ở khoa X quang hơn là làm phẫu thuật trong các phòng mổ. MRA là một cách rất có ích để tìm ra các vấn đề trong mạch máu và quyết định biện pháp tốt nhất để chữa trị nó. 27 - Động mạch cảnh ở cổ, nơi dẫn máu tới nuôi não, là vị trí hay gặp bệnh xơ vữa động mạch, có thể bị hẹp hoặc tắc làm giảm l−ợng máu tới não và thậm chí có thể gây đột quỵ. Nếu xét nghiệm bằng siêu âm chỉ ra rằng có bệnh nh− trên thì rất nhiều các nhà phẫu thuật sẽ làm các phẫu thuật cần thiết sau khi xác định bằng MRA, không cần phải chụp mạch bằng ống thông. - MRA đ−ợc sử dụng rộng rãi để kiểm tra động mạch não các bệnh nhân. - MRA cũng đ−ợc sử dụng để phát hiện bệnh trong động mạch chủ và trong các mạch máu nuôi thận, phổi. Các −u điểm của MRA : - Các ảnh chi tiết về mạch máu và dòng chảy thu đ−ợc mà không cần phải đ−a ống thông trực tiếp vào vùng cần thăm khám, do đó không gây tổn th−ơng cho động mạch. - MRA ít đắt tiền hơn chụp mạch dùng ống thông. - Không cần chụp tia X trong quá trình tạo ảnh công h−ởng từ. Thuốc cản từ cũng có thể đ−ợc bơm vào mạch nh−ng không giống nh− chụp mạch dùng ống thông hoặc CTA, các ph−ơng pháp dùng thuốc cản quang cơ bản là iôt, mức độ rủi ro do phản ứng phụ trong quá trình chụp MRA là rất thấp và không gây nguy hại cho thận vì không phải lọc chất độc. Thậm chí với việc không dùng thuốc cản từ, MRA vẫn có thể tạo ra đ−ợc ảnh mạch máu với chất l−ợng cao, điều đó rất có ích đối với bệnh nhân dễ bị dị ứng với thuốc. Những rủi ro có thể xảy ra đối với các bệnh nhân : - Không có các hiệu ứng phụ xác định đối với bất kỳ loại MRI nào cả kể cả chụp mạch cộng h−ởng từ. Nếu có một ống kim loại trong bệnh nhân mà không biết thì nó có thể bị nhiễm từ tr−ờng do bệnh nhân đ−ợc đặt trong từ tr−ờng cực mạnh để chụp. Thêm vào đó, nếu ống kim loại gần với vùng cần thăm khám thì nó có thể làm ảnh có chất l−ợng không cao. Đối với phụ nữ mang thai 3 tháng đầu nói chung không nên chụp MRI. ở tr−ờng hợp này họ 28 nên làm siêu âm trừ tr−ờng hợp tình trạng của họ quá nghiêm trọng mà MRA là ph−ơng pháp phát hiện tốt nhất. Các hạn chế của MRA : - MRA không chụp đ−ợc ảnh x−ơng nh− là CTA. Các bệnh nhân có gắn vật kích thích thần kinh, gắn kim loại hoặc đặt vật thể kim loại trong ng−ời thì không nên chụp MRA. Độ rõ nét của MRA không nh− ảnh chụp mạch truyền thống. Hơn nữa, ảnh thu đ−ợc trong MRA chậm hơn ảnh chụp mạch ống thông. Đôi lúc khó khăn trong việc tách ảnh động mạch khỏi tính mạch. 2.2. Tìm hiểu kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số DSA: 2.2.1 Phép trừ ảnh[9,17]: Trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền DSA thu đ−ợc 2 ảnh. ảnh thứ nhất đ−ợc gọi là ảnh mặt nạ (mark), ảnh này nhận đ−ợc tr−ớc khi có môi tr−ờng t−ơng phản là chất cản quang đ−ợc tiêm vào bệnh nhân. ảnh thứ 2 là ảnh cản quang, ảnh nhận đ−ợc sau khi có môi tr−ờng t−ơng phản là chất cản quang đ−ợc tiêm vào cơ thể để nhận đ−ợc ảnh khi đạt đ−ợc độ t−ơng phản của mạch máu từ ảnh[9]. ảnh mặt nạ và ảnh cản quang có mô hình toán học đ−ợc thừa nhận đó là bệnh nhân có bề dày xt, có hệ số suy giảm là àt, c−ờng độ photon nguồn là I0 tr−ớc khi có môi tr−ờng t−ơng phản là chất cản quang đ−ợc tiêm vào cơ thể bệnh nhân. C−ờng độ photon phát ra từ bệnh nhân đến bộ khuyếch đại ảnh là: II x m eII à−= 0 (2.1) Sau đó thuốc cản quang đ−ợc tiêm vào động mạch. Nếu động mạch có bề dầy là xi ( với xi<<xt) và độ suy giảm tuyến tính là ài, khối tăng sáng sẽ nhận đ−ợc c−ờng độ sáng là: )( 0 ttII xx I eII àà +−= (2.2) 29 Nếu α là hằng số chuyển đổi liên quan đến biên độ của tín hiệu video để photon ánh sáng nhận bởi khối tăng sáng ảnh, tín hiệu ảnh mặt nạ và ảnh cản quang tạo ra bởi camera là: tt x m eII àα −= 0 ( 2.3) )( 0 ttII xx I eII ààα +−= (2.4) Chúng ta sử dụng ph−ơng trình 2.3 và 2.4 để giải thích sự khác nhau giữa phép trừ các ảnh không có biến đổi logarit( phép trừ tuyến tính) và phép trừ ảnh sau khi biến đổi logarit ( phép trừ logarit) 2.2.2. Phép trừ tuyến tính ( Linear Subtraction): Một vài nhà nghiên cứu về công nghệ xoá nền sử dụng thuật toán trừ tuyến tính để cách ly tín hiệu cản quang. Trong phép trừ tuyến tính, ảnh cản quang bị trừ từ ảnh mặt nạ mà không có biến đổi logarit. Nếu SLin là phép trừ ảnh, khi đó phép trừ tuyến tính nhận đ−ợc kết quả có dạng[9]: )(00 . IItttt XXX ImLin eIeIIIS ààà αα +−− −=−= (2.5) Nếu ta thừa nhận tín hiệu t−ơng phản khi sử dụng iôt làm chất cản quang có hệ số t−ơng phản àIxI<<1. Khi đó[9]: tt XIILin eIxS ààα −= 0)( (2.6) Các biểu thức trên, đ−ợc sử dụng trong xử lý ảnh tuyến tính, khi coi bề dày của chất iot là xI và bề dày của bệnh nhân là xt. Để nhận đ−ợc các ảnh trong xử lý tuyến tính thì phải giữ bệnh nhân ở trạng thái tĩnh lặng và phải đ−a thêm các chất cản quang không mong muốn vào động mạch. 2.2.3.Phép trừ loga: So với trừ ảnh tuyến tính thì trừ ảnh loga không phải giữ bệnh nhân ở trạng thái tĩnh, khi thay đổi cơ thể có thể làm mờ ảnh hoặc làm nhỏ tín hiệu cản quang. Dữ liệu ảnh mặt nạ và ảnh cản quang đ−ợc trừ sau khi đ−ợc số hoá và đ−ợc biến đổi loga. 30 Toán học trừ ảnh loga Slog có[9]: SLog = ln (Im) - ln (II) = [-àtXt] - [-àtXt-àIXI] = àIXI (2.7) Cho nên kết quả tín hiệu trừ loga có liên quan đến tín hiệu iốt và tín hiệu không chân thực về bề dày bệnh nhân hoặc cấu trúc tĩnh của đối t−ợng khi trong mạch có chất cản quang. 2.2.4. Nhận xét: Trong quá trình chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền, chúng ta gặp phải rất nhiều khó khăn cũng nh− v−ớng mắc nh− nhiễu trong ảnh nền cũng nh− ảnh cản quang, tích hợp đồng nhất giữa hai ảnh với nhau, điều chỉnh cử động phía sau trong kỹ thuật xoá nền...trong việc áp dụng kỹ thuật vào thực tế. Trong ch−ơng 3 của luận văn sẽ trình bày các vấn đề nảy sinh và các giải pháp chụp mạch cũng nh− cải thiện ảnh mang lại hiệu quả cao hơn. 31 Ch−ơng III: Nghiên cứu và tìm hiểu các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch 3.1 Một số vấn đề cải thiện ảnh trong máy chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số: 3.1.1. Giải pháp không gian phân giải trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền[9]: Có một vài thừa số liên quan đến khoảng phân giải trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền ảnh chụp mạch số. Thứ nhất đó là khổ ma trận số (512x512 hoặc 1024x1024) đ−ợc sử dụng để thu nhận dữ liệu ảnh. Thứ 2 là khoảng phân giải ảnh đ−ợc thu nhận cùng với việc khuyếch đại ảnh. Thứ 3 đó là độ lớn của góc tù đ−ợc bắt đầu từ điểm giới hạn trung tâm của ống tia X, tại đó cơ bản đã cân đối giữa sự tăng lên về chi tiết đối t−ợng điều đó có thể nhận đ−ợc nhờ việc phóng đại ảnh và làm mất đi chi tiết của đối t−ợng nhờ góc tù. Sự biểu hiện của việc tăng thêm chi tiết của đối t−ợng cùng với sự phóng đại lớn nhất nhờ việc bố trí tr−ớc khoảng phân giải trong bộ khuyếch đại ảnh và ma trận số. Sự thoả hiệp giữa việc giảm và tăng góc tù trong detector cùng với việc tăng độ phóng đại đối t−ợng là tốt nhất đ−ợc xem xét trên biểu đồ tần số cắt đối với các điểm hội tụ mờ và với đáp ứng detector nh− một chức năng của sự phóng đại đối t−ợng biểu diễn sự phân bố đ−ờng cong "điểm gốc" theo sự tăng dần độ phóng đại và mất dần sự phân giải (Sự giảm khoảng tần số cắt) nhờ có góc tù. 3.1.2. Nhiễu trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền[9]: Trong chụp ảnh bằng ph−ơng pháp xoá nền có: định l−ợng mật độ nhiễu σq, nhiễu điện σe và nhiễu số hoá l−ợng tử σ∆ góp phần tạo nên nhiễu hệ thống, và nếu chúng ta thiết kế ra một hệ thống chụp mạch bằng ph−ơng pháp 32 xoá nền phù hợp, thì l−ợng tử hoá nhiễu là không đáng kể. Một cách tóm tắt, nếu tín hiệu chụp X quang bao gồm N các photon khi đó tham số (độ lệch chuẩn) của tín hiệu là N , từ đó photon tạo ra và hệ số suy giảm đ−ợc tính theo thống kê Poisson. Giả sử rằng camera đ−a ra một giá trị điện áp lớn nhất là Vmax tại Nmax số photon, tín hiệu điện áp video VN t−ơng ứng với N photon này đ−ợc đ−a ra bởi quan hệ theo tỷ lệ: maxmax N N V VN = hoặc N N VVN max max= (3.1) Trong đó Nmax và Vmax là hằng số không đổi trong cấu hình hệ thống cho nên tham số trong tín hiệu video đ−ợc thống kê theo l−ợng tử: N N V N V Nq ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= max max max max σσ (3.2) Nhiễu điện tử góp phần tạo nên đặc tr−ng tín hiệu video camera đ−ợc mô tả với thuật ngữ của camera đó là "Dải động", đ−ợc định nghĩa là tỷ số của tín hiệu điện áp lớn nhất Vmax đ−ợc tách ra bởi độ lệch chuẩn (σe) của tín hiệu video. Nếu D là dải động một tín hiệu video camera, khi đó độ lệch chuẩn σe của nhiễu điện từ camera đ−ợc cho bởi: D V e max=σ (3.3) Sai số l−ợng tử hoặc nhiễu l−ợng tử là sai số đ−ợc đ−a vào bộ xử lý tín hiệu t−ơng tự khi nó đ−ợc số hoá. Nếu ∆ là bề rộng của bậc l−ợng tử (là khoảng thời gian phụ cùng với các đoạn đáng kể nhỏ nhất của chuyển đổi t−ơng tự - số). Trong đó các giá trị t−ơng tự từ àI - ∆/2 đến àI + ∆/2 bằng nhau và đ−ợc chuyển đổi thành giá trị àI bởi bộ chuyển đổi t−ơng tự - số khi đó sự thay đổi độ sai số l−ợng tử là: 12 2 2 ∆=∆σ (3.4) 33 3.1.3. Nhiễu hệ thống trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền: Nhiễu hệ thống khác nhau trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền đ−ợc thu nhận bằng cách thêm nhiễu khác từ mỗi phần tử của hệ thống. Coi các nhiễu là độc lập. Trong tính toán, ta giả sử hệ thống ảnh gồm có một camera truyền hình quan sát tín hiệu photpho đầu ra của bộ khuyếch đại ảnh và sai số l−ợng tử hoá đ−ợc gây ra bởi bộ chuyển đổi t−ơng tự - số là không đáng kể. Đầu ra camera bao gồm thành phần Vq t−ơng ứng với độ phát xạ đ−a vào photpho và thêm số hạng thay đổi theo thời gian Ve đ−ợc sinh ra từ "dark current" ( Dòng tối) của hệ thống[9]: V = Vq + Ve (3.5) Tham số ở đầu ra tín hiệu video đ−ợc tính toán theo bình ph−ơng độ sai lệch: 222 eqv σσσ += (3.6) (3.6) cho ta thấy các thành phần từ bộ "Video Dark Current" σe [9]và nguồn l−ợng tử thống kê σq đ−ợc cộng vào phép cầu ph−ơng và đ−a ra tổng số nhiễu σv trong hệ thống video. Thay các biểu thức nhận đ−ợc từ trên vào (3.6) chúng ta nhận đ−ợc nhiễu của tín hiệu video có quan hệ với số l−ợng các photon (N), số l−ợng các photon cho mỗi điểm ảnh, độ rộng (D) của tín hiệu video camera, mức tín hiệu video lớn nhất (Vmax) và số l−ợng photon lớn nhất (Nmax) t−ơng ứng với mức tín hiệu video lớn nhất: 2 max 2 max max2 ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡+⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡= D VN N V vσ (3.7) Bởi vậy tỷ số tín hiệu nhiễu (SNR) với 100% độ t−ơng phản trong hệ thống ảnh số là: 34 22 max max 2 2 max 2 max 2 max 1 DN N V V D VN N V VVSNR + = + == σ (3.8) Từ đó tín hiệu video t−ơng ứng có quan hệ với c−ờng độ photon (N = Các photon/điểm ảnh): maxmax N N V V = (3.9) Chúng ta thấy tỷ số tín hiệu - nhiễu có quan hệ với số l−ợng các photon N làm ảnh h−ởng tới tín hiệu vào photpho của bộ khuyếch đại ảnh (Nếu hấp thụ 100% đ−ợc): 2 2 max 22 max max 1 D NN N DN N N N SNR + = + = (3.10) 3.1.4. Các ph−ơng pháp cải thiện đặc tính nhiễu: 3.1.4.1. Việc di chuyển của các điểm sáng[9]: Nếu nh− ảnh không nhận đ−ợc cùng với số các photon lớn nhất Nmax điều này chắc chắn ph−ơng pháp chụp X quang số nhận đ−ợc cùng với các hệ thống khuyếch đại ảnh sẽ bị giới hạn chủ yếu bởi nhiễu điện. Điều này là ch−a rõ ràng cho nên trong nhiều tr−ờng hợp chúng ta phải đ−a vào trạng thái không mong muốn, khi đó tr−ờng ảnh gồm các vùng có độ phát tia X lớn. Điều này có thể làm nảy sinh ở phần rìa của bệnh nhân hoặc trong các vùng cơ thể có không khí (Phổi hoặc khí trong ruột), các vùng có độ phát xạ tia X lớn nhận đ−ợc ảnh ở mức tín hiệu video có trị số cực đại sát ngay các vùng có độ phát xạ tia X thấp nhận đ−ợc ảnh ở mức tín hiệu video thấp ở đó dữ liệu bị tổn hao bởi nhiễu điện. Một kỹ thuật phổ biến để giảm bớt tổn hao này là đặt các túi n−ớc muối lên trên các chấm sáng hoặc đặt miếng nhôm tại chùm tia X đi qua để giảm độ phát xạ tia X tới các vùng ở bệnh nhân. Mô hình lý t−ởng nhất, đầu vào tr−ờng phát xạ đ−ợc biến đổi để nó phát ra một tr−ờng phát xạ 35 không đồng nhất đến cơ thể bệnh nhân cho nên tr−ờng phát xạ bộ khuyếch đại ảnh là đồng nhất. Trong tr−ờng hợp này, tất cả các vùng của bệnh nhân đ−ợc ảnh có mức tín hiệu - nhiễu lớn nhất, khi đó có thể thu đ−ợc mức tín hiệu - nhiễu cao nhất trong tất cả các vùng của ảnh. 3.1.4.2. Vai trò của độ mở video camera[9]: Một ph−ơng pháp khác để cải thiện tỷ số tín hiệu - nhiễu trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền là tăng c−ờng độ phát xạ tia X tới bệnh nhân, giảm bớt thành phần nhiễu từ các nguồn định l−ợng thống kê. Tuy nhiên, một mức sáng đặc tr−ng đ−ợc phát tới bia camera sẽ cho ra một tín hiệu phản xạ video lớn nhất. Sự phát xạ tia X không đ−ợc tăng lên một cách vô hạn mà không cần điều chỉnh các thành phần khác trong hệ thống điều này đảm bảo không v−ợt quá mức sáng lớn nhất. Độ mở video camera có vai trò chủ yếu trong việc điều khiển mức định l−ợng nhiễu trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền. Bởi vì độ mở nằm ở vị trí giữa đầu ra photon của bộ khuyếch đại ảnh và đầu vào quang học của video camera, ngoài ra việc giảm đ−ờng kính độ mở dẫn đến giảm số l−ợng của tia sáng đi đến bia camera và làm giảm đáp ứng của tín hiệu video nó cho một mức phát xạ tia X nhất định. Do đó, mức phát xạ tia X phải đ−ợc tăng lên khi đ−ờng kính độ mở giảm để duy trì một mức tín hiệu video không đổi. Khi độ mở video camera đ−ợc giảm số photon đ−ợc sử dụng nhiều hơn để thu đ−ợc ảnh tại "the quantum sink" (đầu vào photon của bộ khuyếch đại ảnh) cho nên toàn bộ tỷ số tín hiệu - nhiễu của tín hiệu video đ−ợc tăng lên (giả sử điều chỉnh đ−ợc độ phát xạ tia X để duy trì một tín hiệu video lớn nhất theo ảnh bệnh nhân). Điều này làm giảm mức độ nhiễu định l−ợng thống kê và cải thiện toàn bộ đặc tính nhiễu của ảnh. Điều đó là quan trọng đến vai trò mức phát xạ tia X và độ mở của video camera. Nếu mức phát xạ X đ−ợc tăng lên mà không cần điều chỉnh độ mở, khi đó ánh sáng đ−ợc làm tăng ở đầu ra của bộ khuếch đại ảnh có thể làm cho video camera vào trạng thái bão hoà, kết quả cho ra một tín hiệu yếu, tức là 36 đ−ợc ổn định ở mức cực đại. T−ơng tự , việc giảm độ mở camera, kết quả cho ra một tín hiệu video nhỏ. Thành phần định l−ợng nhiễu có cùng tỷ lệ với tín hiệu video, nh−ng tỷ số tín hiệu - nhiễu của tín hiệu video sẽ đ−ợc giảm đi một cách thích hợp để cố định mức nhiễu định trong hệ thống video. Vì vậy, độ mở camera phải đ−ợc điều chỉnh để cung cấp một tín hiệu video gần mới mức lớn nhất để ngăn ngừa nhiễu điện và tín hiệu này t−ơng ứng với vùng cần quan tâm trong cơ thể. 3.1.4.3. Sự tích hợp ảnh[9,16]: Một cách cuối cùng để cải thiện tỷ số tín hiệu - nhiễu hệ thống là phối hợp các xử lý khác nhau đó là sự gộp vào ("tích hợp") đồng thời hai ảnh tr−ớc hoặc sau phép trừ để đ−a ra một mức trung bình của nhiễu trong các ảnh X quang số. Một cách đơn giản nhất đ−ợc thực hiện đó là sự tích hợp ảnh truyền hình ở đó có hai hoặc nhiều ảnh truyền hình đ−ợc gộp đồng thời với nhau, để cố gắng giảm các thành phần nhiễu định l−ợng thống kê và nhiễu điện trong ảnh X quang số cuối cùng. Nếu có M ảnh truyền hình đ−ợc gộp đồng thời với nhau, ở đó tất cả các ảnh truyền hình gần nh− giống hệt nhau chúng cho phép loại ra nhiễu ngẫu nhiên, và nếu σ t−ợng tr−ng cho nhiễu trong mỗi ảnh, lúc nhiễu trong ảnh kết hợp đ−ợc tăng lên bằng M1/2σ khi tín hiệu tăng lên bằng M. Vì vậy, cải thiện đ−ợc tỷ số tín hiệu - nhiễu bằng M1/2 sự tích hợp khung ảnh truyền hình có lợi trong việc làm giảm tác động của nhiễu định l−ợng thống kê cũng nh− nhiễu điện. Khi so sánh, sự tăng dần độ phát xạ tia X cho mỗi ảnh truyền hình làm tăng duy nhất sự tác động của nhiễu định l−ợng. Tuy nhiên, sự tích hợp ảnh truyền hình th−ờng không có lợi, ở đó có thể xảy ra nhiều chuyển động "Artifacts" không mong muốn, từ đó kéo dài thời gian tính toán để thu nhận một ảnh tích hợp. 3.1.4.4. Lọc nhiễu nền[9]: Vấn đề đầu tiên trong DSA đó là sự có mặt của nhiễu trong các ảnh trừ nền. Điều này làm nảy sinh vấn đề đó là tín hiệu cản quang cần nghiên cứu 37 chỉ chiếm giữ một phần nhỏ trong toàn bộ tín hiệu video. Mặt khác nó còn bị ảnh h−ởng bởi cấu trúc giải phẫu của bệnh nhân. Trong thực tiễn lâm sàng, thì tỷ số tín hiệu - nhiễu của ảnh trừ nền bị yếu đi bởi các điểm chói hay hạn chế trong sự thực hiện của video camera. Điều này cần đ−ợc tính toán và giải quyết, do đó trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền, công tác chẩn đoán sẽ hạn chế đ−ợc nhiễu bằng ph−ơng pháp tăng tỷ số tín hiệu - nhiễu với các ảnh trừ nền. + Một vài ph−ơng pháp cải thiện tỷ số tín hiệu – nhiễu: - Ph−ơng pháp thứ nhất sử dụng bộ khuyếch đại ảnh cùng với detector có hiệu quả cao nhất, một video camera với nhiễu điện thấp nhất có thể và một bộ chuyển đổi t−ơng tự - số với một số thích hợp của các mức mà ở đó không đ−a vào các sai số l−ợng tử hoá vào trong dữ liệu ảnh. - Ph−ơng pháp thứ 2 sử dụng "Blousing" để các điểm chói không làm ảnh h−ởng đến tín hiệu ảnh cản quang ở gần các vùng tối. - Ph−ơng pháp thứ 3 điều chỉnh một cách thích hợp độ mở camera để nhận đ−ợc các ảnh cùng với một tín hiệu video lớn nhất nh−ng chỉ với một bức xạ phù hợp nhỏ nhất vào đối t−ợng. - Ph−ơng pháp cuối cùng đó là "Bộ khuyếch đại ảnh", nó nhân các tín hiệu ảnh bao gồm tín hiệu ảnh cản quang đ−ợc thêm vào (tính trung bình) hay giảm đi tác động của nhiễu ngẫu nhiên (nhiễu này từ 2 nguồn là nhiễu điện và nhiễu định l−ợng thống kê) để bảo vệ tín hiệu ảnh cản quang. Mục đích của các ph−ơng pháp trên nhằm giải quyết những vấn đề cơ bản của kỹ thuật xoá nền đ−ợc sử dụng trong chụp mạch bằng ph−ơng pháp xoá nền DSA. 3.2. Sự điều chỉnh cử động phía sau trong kỹ thuật xoá nền DSA: 3.2.1. Giới thiệu chung: Trong suốt hai thập niên vừa qua, DSA đã trở thành một ph−ơng thức rất thích hợp cho việc hiển thị các mạch máu trong cơ thể con ng−ời. Với kỹ thuật này, một chuỗi các hình ảnh chiếu tia X kỹ thuật số hai chiều đã đạt đ−ợc nhằm 38 cho thấy sự di chuyển của chất liệu cản quang đ−ợc tiêm qua các mạch máu cần nghiên cứu. Hiển nhiên là trong các hình ảnh trừ thu đ−ợc, các cấu trúc nền sẽ hoàn toàn bị loại bỏ chỉ trong các tình huống mà ở trong đó các cấu trúc này đ−ợc cân bằng chính xác và có sự phân bổ mức độ xám t−ơng đ−ơng. Các đánh giá lâm sàng đối với DSA theo sự giới thiệu của nó vào những năm 1980 đã cho thấy rằng đây là tr−ờng hợp xảy ra th−ờng xuyên và ảnh h−ởng lớn đến chức năng chẩn đoán[8]. Các hình ảnh thu đ−ợc tại các thời điểm khác nhau sẽ luôn khác nhau về một vài khía cạnh do sự dao động về nguồn điện của tia X, hoặc do nhiễu trong thiết bị tăng c−ờng hình ảnh và chuỗi hình ảnh sau đó. Tuy nhiên, lý do chính của sự khác biệt là cử động của bệnh nhân. Trong các tài liệu về hình ảnh DSA, ta có thể tìm thấy nhiều ví dụ về các tr−ờng hợp trong đó các chi tiết ảnh do cử động của bệnh nhân gây ra đã làm giảm chất l−ợng của các hình ảnh trong chừng mực mà chúng trở nên vô dụng về mặt chẩn đoán trong y học. Nhằm giải quyết vấn đề này, chúng ta có thể cố gắng ngăn cản cử động của bệnh nhân bằng cách áp dụng các biện pháp ngăn ngừa đặc biệt liên quan đến bệnh nhân hoặc hệ thống thu đ−ợc hoặc cả hai. Tuy nhiên, trong nhiều tr−ờng hợp không thể hoàn toàn tránh đ−ợc và chúng ta có thể buộc phải áp dụng lại các kỹ thuật điều chỉnh cử động. Theo quan điểm nghiên cứu sau này sẽ rất có ích và thuận lợi khi đ−a ra một sự tổng kết về các kỹ thuật này và các đánh giá đ−ợc đ−a ra từ tr−ớc đến nay và về các kết luận có thể rút ra từ đó. Mục đích của phần này là nhằm đ−a ra một sự tổng kết nh− vậy. 3.2.2 Mạch cử động và các giải pháp có thể: Tr−ớc khi đi vào chi tiết về việc điều chỉnh cử động phía sau tr−ớc hết sẽ đ−a ra các loại mạch cử động có thể gặp phải, tôi cũng sẽ tóm tắt các kỹ thuật đã đ−ợc đề xuất để tránh các mạch cử động và so sánh các kỹ thuật đó. 39 • Các ví dụ về mạch cử động: Mặc dù việc di chuyển tổng hợp trong quá trình thu đ−ợc các chuỗi hình ảnh tia x có thể th−ờng đ−ợc né tránh với một bệnh nhân có tinh thần hợp tác, sự cử động bên trong một cách c−ỡng ép của các cơ quan đặc biệt về mặt thực tế là không thể tránh đ−ợc. Ví dụ hầu hết bệnh nhân không thể c−ỡng lại nhu cầu nuốt hay ho, các mạch máu thu đ−ợc tại đó có thể gây ra các khó khăn cho việc chẩn đoán các hình ảnh DSA của các động mạch cảnh. Sự dịch chuyển đều đặn của các động mạch kết hợp với sự có mặt của các hiện t−ợng vôi hoá có thể gây ra các khó khăn trong việc chẩn đoán sự rẽ nhánh động mạch cảnh. Các mạch gây ra bởi hơi ruột và sự dịch chuyển nhu động của ruột có thể gây các khó khăn trong việc chẩn đoán các mạch lá lách và mạch cảnh chính hoặc các bất th−ờng mạch thận. Cử động hô hấp và tim có thể gây ra nhận biết sai các mạch máu trong các hình ảnh của khu vực ngực và bụng, đặc biệt là các hệ thống phổi và tim mạch[8]. Việc cử động cánh tay và chân một cách đột ngột làm giảm sự hiển thị các động mạch ngoại biên. Đặc biệt trong các quá trình kiểm tra các mạch ngoại biên bên d−ới, các mạch này có thể rất sai khác vì sự dịch chuyển đơn lẻ của một chân có thể tạo ra các mạch dọc các x−ơng mô rất giống với các mạch khác[8]. • Các giải pháp liên quan đến bệnh nhân[7,8]: Các nỗ lực ban đầu nhằm giảm các chi tiết ảnh chuyển động trong các hình ảnh DSA đã tập trung vào các kỹ thuật nhằm tránh cử động của bệnh nhân. Trong nhiều tr−ờng hợp cử động của bệnh nhân đ−ợc bắt đầu bởi sự cảm nhận đột ngột về nhiệt do chất liệu cản quang gây ra. Nhằm giảm các chuỗi phản ứng này ng−ời ta đã gợi ý sử dụng các ph−ơng tiện cản quang phi Iôt thay vì các ph−ơng tiện Iôt, mặc dù không có sự khác biệt nào về chất l−ợng hình ảnh. 40 Sự bất động của đầu ngăn cản các chi tiết ảnhcử động trong các hình ảnh DSA của cổ và đầu. Kỹ thuật này cũng đ−ợc áp dụng cho DSA ngoại biên. Trong một số chừng mực, các mạch gây ra bởi cử động hô hấp có thể tránh đ−ợc bằng cách áp dụng số l−ợng oxy tr−ớc khi tiêm bằng cách đó cho phép bệnh nhân nín thở trong một khoảng thời gian dài. Cảm hứng sâu lắng kéo cơ hoành xuống và loại bỏ sự không đồng nhất của phần bụng, ví dụ khi chụp hình động mạch chủ. Trong các tr−._.ung hình ảnh đ−ợc tính đến, bằng cách áp dụng một vài hoặc cơ chế loại trừ khác, nó vẫn là cách tiếp cận khá tuỳ tiện. Có 3 lí do lập luận rằng việc lựa chọn điểm kiểm soát cơ thể dựa theo đặc điểm hình ảnh[7]: (I) Có thể lựa chọn điểm kiểm soát tại những vị trí đó, nơi mà các mạch máu có thể là lớn nhất. (II) Vì xung quanh các điểm có đ−ợc biết là đã đ−ợc xây dựng, độ tin cậy của −ớc tính dịch chuyển sẽ cao. (III) Với cách tiếp cận này, th−ờng một số l−ợng nhỏ các điểm kiểm soát là đủ nên dẫn đến giảm thời gian tính toán. Các tài liệu hiện nay đã chứng minh lợi thế của thuật toán với việc lựa chọn điểm kiểm soát theo cạnh so với dựa trên các l−ới chuẩn mực. Việc lựa chọn điểm kiểm soát theo đặc điểm nhìn chung sẽ dẫn đến một đ−ờng bất quy tắc. Nhằm đạt đ−ợc tr−ờng vectơ dịch chuyển hoàn chỉnh, giải pháp rẻ nhất về mặt tính toán là sử dụng nội suy trung tuyến, trong đó cần lập l−ới tam giác bằng bộ các điểm kiểm soát. Kết quả biến đổi sẽ đ−ợc xem xét một sự xấp xỉ "nhân tố giới hạn" của biến đổi ban đầu[7]. So sánh các ph−ơng pháp đồng dạng[7]: ở phần tr−ớc đã nhấn mạnh tầm quan trọng của ph−ơng pháp đồng dạng đ−ợc sử dụng để xác định mức độ t−ơng đồng của các cửa sổ trong các khung liên tục. Mặc dù tất cả các biện pháp này ch−a bao giờ đ−ợc so sánh trong một đánh giá đơn lẻ, nh−ng các đánh giá thành phần cho phép rút ra một số kết luận. Có thể nhận thấy qua quan sát rằng, với 2 cửa sổ trong hình ảnh cản quang, cửa sổ thứ nhất hầu nh− giống với cửa sổ trong hình ảnh cản quang và cửa sổ thứ 2 ít nhiều đồng nhất và cho thấy giá trị xám t−ơng đối lớn, thì 62 t−ơng quan th−ờng sẽ chỉ định cửa sổ thứ 2 là giống với cửa sổ trong hình ảnh mặt nạ nhất. Điều này đối lập với thực giác và giải thích tại sao việc bình th−ờng hoá mang tính ép buộc. Các nhận xét t−ơng tự có thể rút ra đối với t−ơng quan theo tần số: Tử số của (3.20) là sự biến đổi Fourier của hàm t−ơng quan th−ờng. Có một số vấn đề cụ thể liên quan đến t−ơng quan theo Fourier. Ngoài ra nhiễu cũng ảnh h−ởng đến các ph−ơng pháp t−ơng quan không gian, các hiệu ứng của sự rò rỉ không gian và phổ cũng làm h− hại hoạt động của các ph−ơng pháp PC. Sự rò rỉ phổ trong các biến đổi Fourier của cửa sổ trong các hình ảnh mặt nạ và cản quang là do đặc điểm phi tuần hoàn của các thông tin không gian trong những cửa sổ này. Sự rò rỉ không gian trong biến đổi Fourier nghịch đảo lại gây ra bởi tính phi tuần hoàn của đồ thị bậc chéo nhau. Có thể giảm các hiệu ứng này bằng cách áp dụng các kỹ thuật cửa sổ. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật này, ph−ơng pháp PC thu đ−ợc hàm đối sánh đỉnh sắc nét hơn các ph−ơng pháp t−ơng quan chéo không gian. So với các ph−ơng pháp t−ơng quan, ph−ơng pháp SAVD nhất quán hơn với mục tiêu tối đa là hiệu quả đăng ký ở DSA: Giảm thiểu các giá trị sai khác tuyệt đối trong các hình ảnh trừ. Tuy nhiên, các thuật toán dựa trên các ph−ơng pháp này không thể thực hiện một cách nhất quán ngoài điểm mà tại đó các sai khác do mạch cử động đ−ợc giảm tới mức sai khác cố hữu do chất cản quang. Giới hạn mà sự có mặt của các mạch cản quang này có ảnh h−ởng tiêu cực đến hoạt động của ph−ơng pháp này phụ thuộc vào diện tích t−ơng đối của các mạch. Rõ ràng là nhằm loại bỏ sự phụ thuộc, biện pháp đồng dạng nên miễn cảm đối với các khác biệt giữa các hình ảnh. Ph−ơng pháp SSD trực tiếp liên quan đến t−ơng quan th−ờng. Bằng cách mở rộng vế phải của (2.33) chúng ta có: ∑ ∑ ∑ ∈ ∈ ∈ +−++= wx wx wx SSD dxIxIdxIxIdM )()(2)()()( 0 22 0 (3.37) 63 Số hạng đầu tiên bên tay phải của ph−ơng trình này là một hằng số. Nếu số hạng thứ hai chỉ dao động từ từ nh− một hàm của d, sự dịch chuyển tối −u thấy đ−ợc khi sử dụng ph−ơng pháp này chủ yếu đ−ợc quyết định bởi số hạng thứ 3, số hạng này t−ơng đ−ơng với t−ơng quan th−ờng. L−u ý rằng trong tr−ờng hợp này, ph−ơng pháp NCC cũng tiếp cận đến t−ơng quan th−ờng, có nghĩa là SSD và NCC thu đ−ợc kết quả t−ơng đ−ơng. Trong các tr−ờng hợp khác, số hạng thứ hai sẽ buộc SSD phải hoạt động tốt hơn t−ơng quan th−ờng. Tiến hành so sánh giữa CC và SSD, SAVD, SDT và SPD, kết luận rằng sự sai lệch giữa các vectơ dịch chuyển thu đuợc khi sử dụng các biện pháp sau và các vectơ thu đ−ợc bởi CC luôn luôn nhỏ hơn một Pixel. Có thể giải thích điều này bằng sự thật là chúng sử dụng cửa sổ t−ơng đối lớn (128 x 128) Pixel trong các hình ảnh cỡ (256 x 256) Pixel, bằng cách đó loại bỏ các ảnh h−ởng tiêu cực của sai khác cục bộ do nhiễu và các mạch cản quang gây lên. Trái với các ph−ơng pháp nói trên, VDD không phụ thuộc vào phân nhánh mức xám trung bình theo cấp số cộng. Điều này có thể có ích trong một số tr−ờng hợp khi các hình ảnh chứa một đ−ờng dốc mức độ xám. So sánh SAVD và VOA, thấy rằng trong các tr−ờng hợp đó, ph−ơng pháp sau thực sự tốt hơn. Tuy nhiên cũng thấy rằng khi không có đ−ờng dốc mức độ xám nào, SAVD thu đ−ợc kết quả chính xác hơn. Có thể giải thích điều này là do sự mở rộng của (3.34): [ ] 22)(1)( wd wx dVOD IxIKL dM −⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡= ∑ ∈ (3.38) Trong những tr−ờng hợp đó sự biến thiên với t− cách là một hàm của d, của số hạng thứ 2 bên vế phải của (3.38) là không đáng kể. VOD trở nên t−ơng đ−ơng với SSD và hoạt động tốt hơn SAVD. Ph−ơng pháp đầu tiên đ−ợc thiết kế nhằm miễn cảm một cách t−ơng đối với các khác biệt cục bộ, do các mạch cản quang gây ra, là DSC. Giá trị của 64 MDSC, khi tính toán bằng sử dụng (3.25) có thể đ−ợc xem nh− sự −ớc tính diện tích (theo Pixel) mà trong đó các sai khác tuyệt đối nhỏ hơn q: ))(()( ∑ ∈ −≈ wx dDSC xIqdM η (3.39) Trong đó: η (x) = 1nếu x>00 nếu x≤0 (3.40) Sự khắt khe của DSC đối với dòng cản quang khi đó có thể đ−ợc giải thích là do sự giảm tổng số vế bên phải của (3.39), gây ra bởi tổng số n các pixel bị ảnh h−ởng, chỉ là n, bất kể kích cỡ của các giá trị sai khác thực sự . Thực hiện so sánh CC, SAVD và DSC và khẳng định tính −u việt của các ph−ơng pháp sau. Một nh−ợc điểm của DSC là thông số kèm theo q, cần phải điều chỉnh, đã chứng minh rằng nếu biết biến số d2 của nhiễu trong các hình ảnh trên thì không có lợi khi lựa chọn các giá trị q lớn hơn 2d. Giới hạn trên này, tuy nhiên, lại phụ thuộc vào nội dung hình ảnh. Trong một số kiến nghị, giá trị 8 đ−ợc áp dụng, thậm chí thu đ−ợc các kết quả đăng ký chính xác hơn bằng cách áp dụng DSC cho phiên bản phát sinh đầu tiên của các hình ảnh gốc và sự có mặt của độ dốc mức xám, điều này có thể thực sự đúng, vì biến thiên tần số đ−ợc giảm bằng lần phát sinh đầu tiên, nh− việc tăng cạnh. Khả năng CBC có thể là số đo đồng dạng phải đuợc xem xét. T−ơng tự nh− các ph−ơng pháp thay đổ dấu hiệu, CBC đ−ợc thiết kế nhằm chia đều trọng l−ợng cho mỗi pixel trong cửa sổ cần đ−ợc so sánh, bất kể các giá trị mức xám của chúng. Sự dịch chuyển tối −u theo ph−ơng thức này là sự dịch chuyển mà vì do số l−ợng các bit đối sánh là tối đa. Tuy nhiên, ý t−ởng đằng sau xuất phát trực tiếp từ sự t−ơng quan. Thực ra, khi xem xét kỹ hơn, cần kết luận rằng CBC không là gì ngoài ph−ơng pháp chia trọng l−ợng đều nhau cho tất cả các pixel, nh−ng nó có nh−ợc điểm là không nhất quán. Ví dụ, xem xét một pixel 10 bit có giá trị 511, đ−ợc thể hiện nhị phân là 01/1111/1111. Một l−ợng nhỏ nhiễu không thể 65 chuyển giá trị pixel này thành 510 hoặc 512 đ−ợc thể hiện lần l−ợt là 01/1111/1110 và 10/0000/0000. Theo CBC, 511 rất t−ơng xứng với 510 nh−ng lại không hợp với 512 mà điều này ng−ợc lại với thực giác. Điều này cũng cho thấy rằng không phải là các bit thấp hơn có xu h−ớng bị nhiễm nhiễu nhiều hơn, trong khi các bit cao hơn đồng bộ hơn với các pixel liền kề, thực ra có thể dễ dàng thấy rằng đối với bất kỳ giá trị xám nào, hiệu ứng nhiễu trên CBC không đối xứng với dấu hiệu thay đổi. Do vậy, thử với những gì đã nêu, sự phân bổ nhiễu không ảnh h−ởng đến hoạt động của CBC. Các ph−ơng pháp đồng dạng dựa trên thống kê các sai khác tận dụng sự thật là trong tr−ờng hợp cân bằng tối −u, chỉ một số l−ợng nhỏ các giá trị sai khác có tần số t−ơng đối cao, trong khi đó đa số các giá trị sai khác sẽ có tần số thấp. Điều này dẫn đến biểu đồ đỉnh điểm, liệu cửa sổ w có chứa các mạch máu mờ đục hay không, tr−ờng hợp ban đầu dẫn đến 2 đỉnh và tr−ờng hợp sau chỉ có một đỉnh. Trong tr−ờng hợp cân bằng sai, biểu đồ sẽ có mức phân tán lớn hơn đối với cả 2 tr−ờng hợp. Có thể đo sự phân tán này trên trục hoành bằng tính toán, nh− độ lệch tiêu chuẩn của biểu đồ trong DSR nha khoa. Tuy nhiên sự phân tán sẽ đ−ợc tính toán chính xác hơn trên trục tung, bằng hàm lồi hoặc lõm, vì các hàm này nhạy cảm hơn các thay đổi nhỏ trong biểu đồ. EHD hoạt động một cách t−ơng đối với các chi phí tính toán đ−ợc giảm. Tóm lại, trái với tất cả các ph−ơng pháp đồng dạng đ−ợc dùng trong DSA, các ph−ơng pháp biểu đồ xem xét cao hơn tần số t−ơng đối của các giá trị sai khác. Kết quả là, các ph−ơng pháp này không nhạy cảm đối với các phân nhánh mức độ xám trung bình hay các sai khác cục bộ do các mạch cản quang gây ra (bất kể diện tích t−ơng đối của chúng) và do vậy không cần các mẫu loại trừ. Hơn nữa, chúng không đắt về mặt chi phí tính toán nên không cần điều chỉnh các thông số và dẫn đến các bề mặt đối sánh bằng phẳng hơn, cho phép tối −u hoá hiệu quả hơn. Tóm lại, trong số tất cả các ph−ơng pháp 66 đồng dạng đã triển khai đến nay, EHD đã chứng tỏ là đầy đủ nhất đối với đăng ký ở DSA. • Các kỹ thuật nội quy đối với hệ độ chính xác của Pixel phụ[7]: Trong phần tr−ớc đã lập luận rằng, vì thậm chí việc cân bằng sai pixel phụ sẽ tạo ra các mạch máu quan trọng, nên việc tính toán dịch chuyển nên đ−ợc thực hiện với độ chính xác của pixel phụ, cần phải có nội suy. Nh− có thể thấy, các kỹ thuật đã đ−ợc đề xuất cho mục đích này có thể chia thành 2 loại. Với loại kỹ thuật thứ nhất, hình ảnh mặt nạ hoặc cản quang đ−ợc bổ sung và lấy mẫu lại để cho phép đánh giá tuyệt đối ph−ơng pháp đồng dạng đã lựa chọn tại các tịnh tiến không nguyên. Với các kỹ thuật thuộc loại 2, các giá trị đối sánh của các tịnh tiến nguyên đ−ợc nội suy nhằm thu đ−ợc mặt hai chiều liên tục mà từ đó vectơ tịnh tiến tối −u đ−ợc xác định. Cần phải chỉ ra rằng không có cơ sở lý thuyết nào ủng hộ việc sử dụng các kỹ thuật nội suy đối sánh. Trong các tài liệu, các lựa chọn cho một kế hoạch nội suy đặc biệt thì khá tuỳ tiện và dựa trên các nhu cầu liên quan đến chi phí tính toán hơn là các cơ sở lý thuyết ng−ợc lại để nội suy các hình ảnh gốc, ng−ời ta có thể thu hút bởi nguyên lý lấy mẫu của Phanon. Việc xây dựng và lấy mẫu hình ảnh có thể đ−ợc thực hiện một cách chính xác bằng cách áp dụng hạch đa thức hoặc các hàm sin. Trong tr−ờng hợp này, độ chính xác cuối cùng của vectơ tịnh tiến phải đ−ợc cụ thể hoá tuyệt đối bởi ng−ời sử dụng. Một số học giả đã báo cáo rằng một tỷ lệ chính xác thứ 1/10 của Pixel là đủ cho DSA Tóm lại, có thể hi vọng rằng các kỹ thuật nội suy hình ảnh nhìn chung sẽ thu đ−ợc kết quả tốt hơn các kỹ thuật nội suy đối sánh. Mặc dù, ch−a có phân tích định l−ợng toàn diện nào đ−ợc thực hiện. Cần phải nhận xét rằng nội suy hình ảnh thì đắt về mặt tính toán hơn nội suy đối sánh. Tuy nhiên, gần đây đã chứng minh rằng chi phí tính toán có thể giảm đáng kể bằng cách thực hiện các ph−ơng pháp đạt hiệu quả. 67 • Các chiến l−ợc tối −u hoá và các vấn đề liên quan[7]: Với yêu cầu cao của mình, việc sử dụng thao tác tìm kiếm t−ờng tận để tối −u hoá ph−ơng pháp đồng dạng đã chọn th−ờng là một cách tiếp cận khả thi. Mặc dù phần cứng máy tính đang nhanh chóng trở nên nhanh hơn, nh−ng các thí nghiệm gần đây đã cho thấy rằng cách tiếp cận này vẫn là quá đắt đỏ về mặt chi phí tính toán. Do đó cần có một chiến l−ợc hiệu quả hơn. Việc sử dụng các kỹ thuật tối −u hoá đa chiều tinh vi nh− ph−ơng pháp đơn hình xuống dốc, tìm kiếm ngẫu nhiên chung và mô phỏng là đủ cho việc tối −u hoá đồng thời một l−ợng lớn các thông số. Khi dùng một điểm kiểm soát dựa trên cách tiếp cận có thể chọn tính toán đồng thời các vectơ tịnh tiến cục bộ của tất cả các điểm kiểm soát. Tuy nhiên, tính toán tịnh tiến của các điểm kiểm soát đơn lẻ một cách riêng rẽ thì rẻ hơn. Khả năng áp dụng vào các kỹ thuật tối −u hoá đơn giản để tính toán các vectơ tịnh tiến đơn lẻ đ−ợc xác định bởi các biện pháp đồng dạng đ−ợc sử dụng. Ví dụ, nếu mặt đối sánh có tối −u hoá chung nh−ng bên cạnh đó cho thấy, nhiều tối −u cục bộ, việc "leo đồi" có lẽ không thành công nh− tìm cách tối −u chung. Các biến dạng mức xám theo cấp số nhân và cộng[7]: Nh− các kết luận trên, các kỹ thuật điều chỉnh các mạch máu biến động mức xám còn lại trong các hình ảnh trừ, nh− sau khi áp dụng biến đổi hình học thu đ−ợc cho hình ảnh mặt nạ, có thể chia thành các cách tiếp cận cấp số nhân và cộng. Tr−ớc khi đánh giá giá trị của các cách tiếp cận này, phải đi vào chi tiết hơn về các quy trình vật lý và báo hiệu đằng sau thu đ−ợc các hình ảnh chụp x quang kỹ thuật số theo hệ suy biến Lambert - Beer, các tia x trên ma trận máy phát hiện (bộ tăng c−ờng hình ảnh) đã đ−ợc giảm bởi môi tr−ờng đã gặp. 68 Trong chuỗi xử lý tín hiệu sau đó, tín hiệu đ−ợc phát hiện đ−ợc khuyếch đại và xử lý trên, tr−ớc khi trừ, các hình ảnh nên đ−ợc xử lý logarit. Vì một số lí do: (I) Sự đồng bộ của các mạch máu cản quang trong các hình ảnh trừ sau này. Có thể dễ dàng suy ra rằng, bằng xử lý tuyến tính, các giá trị xám trong các mạch cản quang đ−ợc điều chỉnh bởi các cấu trúc bên trong hình ảnh mặt nạ. Loại biến dạng này bị loại bỏ bằng xử lý logarit. (II) Với xử lý loganit, các giá trị mức xám trong các vùng cản quang của các hình ảnh trừ trực tiếp tỷ lệ với độ dày của mạch bên d−ới. Đây là một đặc điểm quan trọng để có thể phân tích định l−ợng sau này. (III) Quá trình hình ảnh trừ logarit làm giảm sự lệch cho đặc điểm phát hiện không đồng bộ không gian của bộ tăng c−ờng hình ảnh. Do vậy, quá trình sau xử lý logarit là một tiêu chuẩn trong các thiết bị hình ảnh DSA hiện đại. Từ (3.13) có thể suy ra là trong tr−ờng hợp này giá trị mức xám I tại vị trí x trong hình ảnh thu đ−ợc biến thành: [ ] )()(ln)( xLxxI −Φ= φ (3.41) Có thể kết luận là sự giãn nở của các mô sẽ dẫn đến các mạch máu biến dạng mức xám theo cấp số nhân dao động trong không gian. Các mạch máu này có thể đ−ợc điều chỉnh bằng cách tích hợp Jacobian của biến đổi hình học thu đ−ợc. Từ (3.41) có thể thấy rằng (3.14) chỉ cố định khi hệ thống đạt đ−ợc xác định đúng nhằm điều chỉnh [ ])(ln xφΦ . Phải tính đến điều này khi áp dụng kỹ thuật này. Cũng l−u ý rằng sự phức tạp của biến đổi thu đ−ợc trực tiếp quyết định mức độ phức tạp của nhân tố Jacobian đ−ợc tính toán. Ví dụ, nếu tr−ờng vectơ tịnh tiến đ−ợc xây dựng bằng nội suy từ sự tịnh tiến của các điểm kiểm soát 69 bằng các sử dụng các thanh tấm mỏng, Jacobian sẽ là một hàm phi tuyến tính của x và y. Việc sử dụng phép nội suy phép nội suy song tuyến từng mẫu sẽ làm cho nhân tố Jacobian phụ thuộc tuyến tính vào x và y. Khi sử dụng phép nội suy tuyến tính giữa các điểm kiểm soát, Jacobian sẽ dễ dàng cho thấy trở thành hằng số. Hơn thế, cần phải chỉ ra rằng vì các lý do nêu phần trên, tr−ờng vectơ tịnh tiến d:D ->R2 nh− thấy trong bất kỳ cách tiếp cận ký nào có lẽ không phải là một nhân tố của lớp ánh xạ có thể W: D->R2. Điều này nghĩa là, bất kể sự phức tạp của da, độ chính xác của nhân tố điều chỉnh Jd -1 sẽ bị hạn chế. Hiệu ứng của các dao động c−ờng độ tia X, ví dụ các thay đổi tạm thời đối với ΦΦ và sự khuyếch tán không đồng bộ chất cản quang vào trong mao mạch, có thể đ−ợc đánh giá nh− sau. Giả sử rằng một hình ảnh mặt nạ Im và một hình ảnh cản quang Ic đ−ợc tạo ra bởi các tia X với c−ờng độ lần l−ợt là Φ m và Φ c: [ ] )()(ln)( xLxxI mmm −Φ= (3.42) [ ] )()()(ln)( xLxLxxL Iccc −−Φ= (3.43) Trong đó LI chỉ sự góp chất cản quang. Chỉ trong tr−ờng hợp hoàn toàn không có các mạch chuyển động hoặc điều chỉnh động hoàn toàn, chúng ta có Lc (x) = Lm(x), ∀ x ∈ D, trong đó hình ảnh trừ trở thành: [ ] [ ] )()(ln)(ln)()( xLxxxIxI Imcmc −Φ−Φ=− (3.44) Từ đây có thể kết luận là trong tr−ờng hợp xử lý logarit, các dao động c−ờng độ tia x và sự khuếch tán không đồng bộ chất cản quang dẫn đến các biến dạng mức xám theo cấp số cộng trong các hình ảnh trừ. Trong tr−ờng hợp xử lý tuyến tính các hình ảnh thu đ−ợc, có thể thấy rằng, tuỳ vào một số hạn chế, có 2 hiện t−ợng dẫn đến các biến dạng cấp số nhân, tình huống tại đó dao động c−ờng độ tia x có hiệu ứng cấp số nhân. Trong khi đồng thời, sự khuyếch tán chất cản quang có hiệu ứng cấp số cộng (hoặc ng−ợc lại), không diễn ra 70 chất cản quang cũng không thu đ−ợc các biến dạng cấp số nhân và cộng. ý t−ởng điều chỉnh theo cấp số cộng dễ loại bỏ ảnh h−ởng của các thay đổi c−ờng độ tia x. Gợi mở cho các nghiên cứu về sau: Mặc dù còn tồn tại các biến đổi hình học 2 chiều, việc áp dụng thành công các kỹ thuật nhận dạng hình ảnh nhằm khôi phục bất kỳ biến đổi nào nh− vậy sẽ bị hạn chế. Trong chừng mực nào đó, vấn đề cấu trúc chồng lớp di chuyển cản quang có thể đ−ợc giải quyết bằng cách sử dụng thông tin bổ sung, từ các mẫu hay kết hợp một số hình chiếu có thể ở những góc khác nhau. Do đã mô tả một cách tiếp cận để điều chỉnh đồng thời các mạch do cử động tim và hô hấp gây nên, bằng sự kết hợp cụ thể các hình ảnh mặt nạ chụp tại các pha hô hấp và tim khác nhau. Mặc dù các đánh giá ban đầu không thể chứng minh tầm quan trọng của các cải tiến từ các thuật toán của chúng, nh−ng những cách tiếp cận nh− vậy có tiềm năng hữu ích và xứng đáng đ−ợc nghiên cứu thêm. Tại một số điểm trong phần trên, đã nêu lên vấn đề chi phí tính toán. L−u ý rằng một vài khái niệm nh− lựa chọn điểm kiểm soát, nội suy đối sánh đối với độ chính xác của Pixel phụ, hoặc tối −u hoá đa giải pháp, đã phát triển từ nhu cầu cần thiết phải hạn chế thời gian tính toán quá nhiều. Mặc dù thời gian xử lý sau hình ảnh có thể khác nhau theo từng tr−ờng hợp. Nh−ng việc giảm thiểu chi phí tính toán của các b−ớc đơn lẻ của các thuật toán hiệu chỉnh cử động là quan trọng từ một góc độ khác: Trao đổi với mức độ phức tạp. Ví dụ, việc đẩy mạnh đánh giá đồng dạng cho phép lựa chọn một số l−ợng lớn hơn các điểm kiểm soát, hoặc một kế hoạch nội suy tịnh tiến cao hơn, làm tăng tính chính xác của công tác đăng ký. Hầu hết các thuật toán đ−ợc công bố cho đến nay đ−ợc thực hiện toàn bộ bằng phần mềm. Hiển nhiên là các thực hiện bằng phần cứng sẽ giảm chi phí tính toán một cách đáng kể. Chúng ta đã có thể giảm nhiều chi phí tính toán cần thiết để làm biến dạng các hình ảnh, bằng 71 cách sử dụng kiến trúc đồ hoạ OpenGL hỗ trợ bởi phần cứng. Vì thời gian tính toán khổng lồ lại các đánh giá đồng dạng chiếm giữ, việc sử dụng phần mềm ngoài bộ vi xử lý chung vào mục đích này là một sự lựa chọn đem lại hiệu quả cao. 3.2.6. Kết luận và đề xuất các giải pháp trong chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số để giảm các mạch cử động: Trong phần trên của luận văn này, đã tổng kết các kỹ thuật đ−ợc mô tả để giảm các mạch cử động trong DSA. Đã tóm tắt các loại mạch khác nhau cũng nh− các kỹ thuật đ−ợc đề xuất để ngăn chặn chúng. Mục đích chính là trình bày một tổng kết chi tiết các kỹ thuật điều chỉnh cử động bằng cách nhận dạng hình ảnh mà điều chỉnh biến dạng mức xám. Để kết thúc, tôi đã mô tả các vấn đề khác nhau liên quan đến cử động của bệnh nhân trong các hình ảnh chụp tia x, cũng nh− các kỹ thuật đã đ−ợc triển khai để giải quyết những vấn đề này.Từ các đánh giá tôi rút ra các kết luận d−ới đây: • Trong hình ảnh tia X th−ờng, có thể xây dựng một biến đổi hình học 2 chiều hoàn toàn giải thích các hiệu ứng của một biến đổi 3 chiều của các vật thể gốc. Tuy nhiên, thực tế không thể đạt đ−ợc một cách chính xác sự biến đổi nh− thế từ các hình ảnh chụp, chủ yếu là do vấn đề kỹ thuật chụp và việc sử dụng các thao tác liền kề. Trong thuật chụp tia X, sự có mặt các chất cản quang cục bộ bổ sung trong các hình ảnh sống có thể hạn chế thêm tính chính xác của nhận dạng. • Việc tính toán cử động hay tịnh tiến cục bộ của các cấu trúc trong các hình ảnh có thể đ−ợc thực hiện bằng dòng quang học hoặc các kỹ thuật đối sánh mẫu thực tế, các giả sử cơ bản của các kỹ thuật dòng quanh học không áp dụng cho các hình ảnh chụp tia x kỹ thuật số. T−ơng tự, các kỹ thuật này nhạy cảm với 72 việc tiếp nhận cản quang. Tuy nhiên, các kỹ thuật đối sánh mẫu có thể đ−ợc thực hiện t−ơng đối khắt khe đối với hiện t−ợng này, bằng cách áp dụng một ph−ơng pháp đồng dạng đầy đủ. Các kỹ thuật đối sánh mẫu cũng sử dụng nhiều thông tin hơn về đánh giá các tịnh tiến cục bộ. Do vậy đối sánh mẫu thì −u việt hơn dòng quang học. • Vì chi phí tính toán cao (Thậm chí với hiện trạng của công nghệ máy tính), th−ờng không thể cho phép xác định sự t−ơng xứng giữa các hình ảnh một cách tuyệt đối với mỗi pixel. Để giảm thời gian tính toán đến mức có thể chấp nhận đ−ợc về mặt lâm sàng, chỉ một l−ợng hạn chế các điểm kiểm soát nên đ−ợc xem xét. Vì việc tính toán các vectơ tịnh tiến sẽ chỉ chính xác ở các khu vực chứa đủ cấu trúc hình ảnh, việc lựa chọn các điểm kiểm soát nên dựa trên nội dung hình ảnh, hơn là trên các l−ới chuẩn mực. Các đặc điểm phù hợp dễ rút các vùng cấu trúc là cạnh, góc và đỉnh. • Việc lựa chọn điểm kiểm soát theo đặc điểm luôn dẫn đến các l−ới bất th−ờng, nhằm có đ−ợc tr−ờng vectơ tịnh tiến hoàn chỉnh, cách tiếp cận rẻ nhất về mặt tính toán là sử dụng phép nội suy tuyến tính, cần lập l−ới tam giác của các điểm kiểm soát và có thể đ−ợc thực hiện rất nhanh bằng cách sử dụng phần cứng đồ hoạ. • Việc sử dụng đối sánh mẫu để tính toán tịnh tiến cục bộ của các cấu trúc mức độ xám cần một ph−ơng pháp xác định "đồng dạng". Trong tất cả các biện pháp đồng dạng đ−ợc triển khai đến nay, năng l−ợng biểu đồ sai khác (EHD) đã chứng tỏ là biện pháp đầy đủ nhất để đăng ký trong DSA. Nó rẻ về mặt tính 73 toán, không cần các mẫu loại trừ hay điều chỉnh các thông số nh−ng lại dẫn đến ảnh rất trơn tru. • Vì thậm chí việc cân bằng sai các pixel phụ cũng tạo ra các mạch máu quan trọng trong các hình ảnh nên cần thực hiện tính toán dịch chuyển với độ chính xác đến từng Pixel phụ, có thể đạt đ−ợc điều này bằng phép nội suy dữ liệu hình ảnh và đánh giá ph−ơng pháp đồng dạng đã chọn khi tịnh tiến không nguyên hoặc nội suy các giá trị đối sánh khi tịnh tiến nguyên, và phân tích bề mặt đối sánh liên tiếp, nhìn chung kỹ thuật thứ nhất có thể thu đ−ợc kết quả tốt hơn, mức chính xác 1/10 Pixel th−ờng là đủ. • Để giảm chi phí tính toán hơn nữa, số l−ợng các đánh giá đồng dạng nên càng nhỏ càng tốt. Việc này cần sử dụng một chiến l−ợc tối −u hóa hiệu quả. Khả năng áp dụng các kỹ thuật tối −u hoá đơn giản để tính toán các vectơ tịnh tiến đơn lẻ đ−ợc xác định bởi cách thức của ph−ơng pháp đồng dạng đã chọn. Nh− đã chỉ ra từ tr−ớc, EHD đã cho thấy thu đ−ợc các mặt đối sánh rất thuận lợi cho phép quy trình 'leo đồi' t−ơng đối rẻ về mặt chi phí tính toán. • Sau khi áp dụng biến đổi, nh− quy trình đăng ký đã thu đ−ợc cho hình ảnh mặt nạ, có thể có các mạch máu biến dạng mức xám còn lại. Các mạch máu này có thể là kết quả co giãn của các mô, các dao động c−ờng độ tia x, hoặc sự khuyếch tán không đồng bộ chất cản quang. Trong tr−ờng hợp khuyếch tán Logarit các hình ảnh thu đ−ợc các mạch do biến dạng mô gây ra dẫn đến các mức xám theo cấp số nhân dao động về mặt không gian. Về mặt lý thuyết, sự biến dạng này đ−ợc diễn tả bằng nhân tố Jacobian của sự biến đổi, tuỳ thuộc vào hạn chế định cỡ đúng đắn của hệ thống thu nhận. Trong thực tế, hiệu quả của nhân tố điều 74 chỉnh Jacobean lại hạn chế bởi sự chính xác và phức tạp của sự biến đổi thu đ−ợc. Các mạch máu do dao động c−ờng độ tia x hay khuyếch tán chất cản quang gây ra dẫn đến các biến dạng mức độ xám cấp số cộng dao động về mặt không gian. Để tăng c−ờng hoạt động của các thuật toán đăng ký, nghiên cứu sau này nên tập trung sử dụng các nguồn kỹ thuật khác để bổ sung, từ các mẫu hoặc thông tin tổng hợp chụp đa bội, có thể từ các góc khác nhau. Một h−ớng phát triển đề tài khác là thực hiện hiệu quả, các thực hiện bằng phần cứng sẽ giảm đáng kể chi phí tính toán và cũng có thể khai thác chúng để tăng hiệu quả sử dụng. 75 Kết luận Trong quá trình chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền thì có rất nhiều những yếu tố ảnh h−ởng đến chất l−ợng của ảnh chụp mạch, ví dụ: nhiễu, độ phân giải chi tiết ảnh, cử động của bệnh nhân gây ra sự không t−ơng thích giữa hai ảnh mặt nạ và ảnh cản quang... Trong luận văn này, em đã đ−a ra một số giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch có ứng dụng kỹ thuật xoá nền. Trong quá trình chụp mạch thì có rất nhiều ph−ơng pháp nâng cao chất l−ợng ảnh nh−: các ph−ơng pháp cải thiện đặc tính nhiễu, ph−ơng pháp lọc nhiễu trong ảnh nền, giải pháp không gian trong chụp mạch...Tuy nhiên, trong thực tế thì việc điều chỉnh cử động phía sau trong kỹ thuật xoá nền mới là yếu tố cần thiết để có đ−ợc hiệu quả cao trong việc cải thiện ảnh chụp mạch. Có rất nhiều ph−ơng pháp nh−: Kết hợp làm thủ thuật giữa bệnh nhân và ng−ời làm thủ thuật, áp dụng các biện pháp y học ngăn cản cử động của bệnh nhân, đặc biệt là các giải pháp xử lý hình ảnh phía sau. Trong các giải pháp xử lý hình ảnh phía sau thì các ph−ơng pháp đồng dạng, độ chính xác pixel phụ, tối −u hoá, điều chỉnh sai lệch mức độ xám... đ−ợc áp dụng và những lợi ích cũng nh− hạn chế của từng giải pháp đ−ợc đ−a ra giúp cho ta có một cái nhìn tổng thể hơn về quá trình chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Lan, KS. Bùi Xuân Vinh, PGS.TS Phạm Gia Khánh, KS. Đoàn Trọng Bình và các thầy cô giáo tại khoa Công Nghệ Thông Tin, Trung tâm Điện tử Y Sinh - tr−ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội cùng các cán bộ kỹ thuật tại Bệnh viện Bạch Mai, Trung tâm ứng dụng công nghệ cao - Viện trang thiết bị y tế đã hỗ trợ về mặt tài liệu, kỹ thuật và ứng dụng trong quá trình thực hiện luận văn. Em xin chân thành cảm ơn. Sinh viên thực hiện: Trần Tấn Dũng 76 TàI liệu tham khảo Tiếng Việt: 1. Đoàn Nhật ánh ( 2003), Tổng quan thiết bị y tế chẩn đoán hình ảnh, Tr−ờng đại học Bách khoa Hà Nội. 2. Phùng Mạnh Hùng, Huỳnh L−ơng Nghĩa, Mai Ngọc Anh, Lê Ngọc Sơn, (2004), Trang thiết bị y tế tập I và tập II, Bộ môn Điện tử y sinh - Khoa kỹ thuật điều khiển - Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội. 3. Nguyễn Phan Kiên(2002), Nghiên cứu phép biến đổi Radon và quá trình dựng ảnh ba chiều của máy chụp cắt lớp, Luận văn thạc sĩ khoa học, Tr−ờng đại học Bách khoa Hà Nội. 4. Nguyễn Thị Hoàng Lan, Xử lý ảnh, Khoa Công nghệ thông tin - Tr−ờng đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội. Tiếng Anh: 5. Bart M.ter Haar Romeny, (1997), "Developments in Biomedical Image Analysis", page 1 - 5. 6. Charles Florin, James Williams, Ali Khamene & Nikos Paragios (2006), "Registration of 3D angiography and X-ray images using Sequential Monte Carlo samping", Page 1- 6. 7. Erik H.W.Meijering, Wiro J.Niessen, Max A.Viergever, (1999)," Retrospective Motion Correction in Digital Subtraction Angiography", page 3 - 29. 8. Erik H.W.Meijering, Wiro J.Niessen, Max A.Viergever, (1999)," Image Registration for Digital Subtraction Angiography", page 4 - 8. 9. Jackie Hung-Chi YU, (2005), "Physics of Medical X-ray Imaging", Chapter 10, page 1- 29. 10. Kenneth R.Hoffmann, (2006), 3D X-ray Angiography, page 1- 8. 77 11. Masafumi Uchida, Toshi Abe, Kazunori Nishimura, Mitsuo Hashimoto, (2002), " Rotation Three - Dimensional Cholangiography", page 213-215. 12 Shimazu, (1995), Digital Angiography/ Cardiac System, Shimazu Corporation, Kyoto Japan. 13. Shimazu, (1995), Digital Angiography System, Shimazu Corporation, Kyoto Japan. 14. Shimazu, (1995), Rotation DSA System, Shimazu Corporation, Kyoto Japan. 15. Shimazu, (1995), Installation DSA System, Shimazu Corporation, Kyoto Japan. 16. Sung Min Kwon, Yong Sun Kim, Dong Ik Kim, Jong Beom Ra, (2002), Novel Digital Subtraction CT Angiography Based on 3D Registation and refinement, Yonsei University College of Medicine, Seoul Korea. 17. TM Lehmann, H-G Grondahl & DK Benn, "Computer-based registration for digital subtraction angiography", page 327 - 330. 78 Tóm tắt luận văn Tên đề tài: "Nghiên cứu và tìm hiểu về kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch" Mục đích: Tìm hiểu về các thiết bị chẩn đoán hình ảnh và kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số. Đ−a ra các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch trong máy chụp mạch. Nội dung luận văn: Ch−ơng 1: Tìm hiểu về thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong thiết bị y tế. Trong ch−ơng này đã trình bày về các ảnh cũng nh− các thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong lĩnh vực y tế. Luận văn cũng đã nêu lên nh−ợc điểm cũng nh− −u điểm của từng loại thiết bị, từ đó có những cái nhìn tổng thể hơn về lĩnh vực thiết bị chẩn đoán hình ảnh Ch−ơng II: Máy chụp mạch và kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số- DSA. Trong ch−ơng này đã trình bày về máy chụp mạch cũng nh− kỹ thuật xoá nền đ−ợc ứng dụng trong máy chụp mạch. Ch−ơng III: Nghiên cứu và tìm hiểu các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch. Trong ch−ơng này đã nêu lên các vấn đề gặp phải trong máy chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền và các giải pháp khắc phục cũng nh− cải thiện ảnh trong máy chụp mạch. Đánh giá và h−ớng phát triển luận văn: Trong luận văn đã nêu ra các vấn đề chủ yếu trong máy chụp mạch khi ứng dụng kỹ thuật xoá nền. Các giải pháp đ−a ra trong luận văn đã có một số ứng dụng vào thực tế và đã cho kết quả khả quan. Tuy nhiên, h−ớng phát triển sau này của luận văn là tiếp tục đ−a ra các giải pháp cải thiện ảnh và đồng thời ứng dụng vào thực nghiệm để chất l−ợng ảnh chụp mạch ngày càng tốt hơn phục vụ cho khả năng thăm khám của máy chụp mạch. Từ khoá: Chụp mạch, xoá nền, cản quang, phép trừ, cử động. ._.