Giáo án chuyên đề Vật lí 12 kết nối Bài 6: Chụp X-quang. Chụp cắt lớp

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV hướng dẫn HS tìm hiểu thông tin SGK, quan sát các hình ảnh 

- HS trả lời Câu hỏi (SGK – tr.33)

1. Nêu nguyên lí chụp X-quang trong y học.

2. Giải thích tại sao trên phim chụp X-quang lại có màu đậm, nhạt khác nhau.

3. Nêu một số ưu và nhược điểm của chụp X-quang.

GV phân tích để HS hiểu kĩ hơn: Từ tính chất đâm xuyên của tia X và tính chất hấp thụ tia X của môi trường mà tia X truyền qua. Với môi trường không đồng nhất (cơ thể người thì khả năng hấp thụ tia X khi truyền qua xương và mô mềm là khác nhau). Do vậy hình ảnh hiển thị trên phim sẽ có độ đậm nhạt khác nhau.

+ Tia X bị hấp thụ ít hơn khi truyền qua mô mềm, do vậy có nhiều tia X tới được phim làm cho hình ảnh hiển thị trên phim có màu đậm.

+ Tia X bị hấp thụ nhiều hơn khi truyền qua xương, do vậy có ít tia X tới được phim làm cho hình ảnh hiển thị trên phim có màu sáng.

Đó chính là nguyên lí của chụp ảnh bằng tia X.

- HS trả lời Câu hỏi:

Nêu một số biện pháp để rút ngắn thời gian chụp X – quang.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả các hoạt động, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận nội dung về nguyên lí chụp ảnh bằng tia X.

I. Chụp X – quang trong chẩn đoán y học

Câu hỏi (SGK -tr33)

1. Nguyên lí chụp X-quang trong y học:

Khả năng đâm xuyên của tia X; sự hấp thụ qua vật cần chụp khác nhau do vậy hình ảnh hiển thị trên phim khác nhau.

2. Trên phim chụp X-quang có màu đậm, nhạt khác nhau:

Tia X có tác dụng rất mạnh lên kính ảnh. Do vậy, vật hấp thụ nhiều tia X, hình ảnh hiển thị trên phim có màu sáng, vật hấp thụ ít tia X trên phim có màu đậm.

3. Ưu điểm và hạn chế của chụp X-quang trong y học

- Ưu điểm:

+ Không xâm lấn, không đau.

+ Kĩ thuật đơn giản, dễ sử dụng.

+ Sử dụng liều bức xạ thấp hơn chụp cắt lớp vi tính.

+ Quá trình chụp nhanh chóng. Xử lí và cho ra kết quả nhanh chóng, lưu trữ dễ dàng.

+ Chi phí thấp hơn so với các phương pháp khác như chụp cắt lớp vi tính và chụp cộng hưởng từ.

- Hạn chế:

+ Hình ảnh X-quang không chi tiết, rõ nét bằng chụp cắt lớp vi tính và chụp cộng hưởng từ.

+ Không hiển thị được hình ảnh 3D.

+ Chụp X-quang thông thường không hiển thị tốt hình ảnh các mô và cơ quan, để hiển thị được cần sử dụng chất cản quang.

Câu hỏi (SGK -tr.33)

Một số biện pháp để rút ngắn thời gian chụp X-quang:

• Có thể dùng tắm nhạy sáng để thời gian tiếp xúc của bệnh nhân với tia X ngắn hơn.

• Tăng cường độ chùm tia X.

• Tính toán cường độ dòng điện của máy X-quang phù hợp để giảm thời gian chụp. Tăng hoặc giảm thời gian phát tia X có thể bù trừ cho cường độ tia X. 

Ví dụ: cường độ dòng điện 200 mA chụp trong 0,5 s tương đương với cường độ dòng điện 100 mA chụp trong 1s.

- Trong chụp X-quang, việc sử dụng liều lượng và thời gian phù hợp để tránh cho bệnh nhân tiếp xúc nhiều với tia X cũng cần được tính toán trước khi chụp.

+ Hai cách để giảm sự tiếp xúc đó là thời gian tiếp xúc và liều lượng tia X phù hợp với đối tượng cần chụp.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

-  GV yêu cầu HS tìm hiểu SGK, trình bày:

Cần thực hiện công việc gì để chụp X-quang đạt hiệu quả như mong muốn?

- GV cho HS tìm hiểu về cách cải thiện độ sắc nét.

GV dẫn dắt HS liên hệ: Với nguồn sáng hẹp, khi gặp vật cản ta thu được bóng tối. Với nguồn sáng rộng, khi gặp vật cản ta thu được bóng tối và bóng nửa tối. Như vậy, để thu được hình ảnh sắc nét thì chùm tia X khi chiếu qua vật cần chụp nếu là chùm tia X hẹp sẽ cho hình ảnh sắc nét hơn so với chùm tia X rộng (Hình 6.5 và Hình 6.6 SGK).

+ Từ Hình 6.7 SGK cho thấy để thu được hình ảnh sắc nét thì cần loại bỏ tia X tán xạ, chỉ giữ lại chùm tia X chiếu thẳng. Để làm được điều này người ta đặt một tấm chống tán xạ (được cấu tạo gồm hai kim loại, trong đó một kim loại tia X dễ dàng truyền qua và một kim loại mà tia X khó truyền qua) trước bộ phận thu nhận tín hiệu.

- HS trả lời Hoạt động (SGK)

Nêu điều kiện để thu được hình ảnh sắc nét khi chụp X-quang.

- GV yêu cầu HS tìm hiểu cách cải thiện độ tương phản.

- GV phân tích để HS hiểu kĩ hơn: Đối với đối tượng cần chụp như xương và thịt do mức độ hấp thụ tia X khi truyền qua rất khác nhau nên hình ảnh thu được trên phim rất rõ nét. Tuy nhiên, với đối tượng cần chụp mà khả năng hấp thụ tia X gần giống nhau thì làm thế nào để hiển thị được hình ảnh rõ nét để các bác sĩ chẩn đoán?

- HS trả lời Hoạt động (SGK)

Hãy chỉ ra các yếu tố cải thiện độ tương phản trong chụp X-quang.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả các hoạt động, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về cải thiện hình ảnh của chụp X-quang.

II. Cải thiện hình ảnh của chụp X-quang

- Để chụp X-quang đạt hiệu quả như mong muốn, cần thực hiện các công việc sau:

+ Cải thiện độ sắc nét của hình ảnh.

+ Cải thiện độ tương phản của hình ảnh.

1. Cải thiện độ sắc nét.

- Để thu được hình ảnh sắc nét thì chùm tia X khi chiếu qua vật cần chụp thì:

 chùm tia X hẹp sẽ cho hình ảnh sắc nét hơn so với chùm tia X rộng (Hình 6.5 và Hình 6.6).

- Để thu được hình ảnh sắc nét thì cần loại bỏ tia X tán xạ, chỉ giữ lại chùm tia X chiếu thẳng. 

Giải pháp: đặt một tấm chống tán xạ trước bộ phận thu nhận tín hiệu (Hình 6.7).

Hoạt động:

Điều kiện để thu được ảnh sắc nét khi chụp X-quang: Lưới chống tán xạ có tác dụng loại bỏ tia X tán xạ, không cho các tia X này tới được bộ phận thu nhận tín hiệu. Nhờ thế mà hình ảnh thu được sẽ rõ nét.

2. Cải thiện độ tương phản

Ví dụ: Với các đối tượng mà khả năng hấp thụ tia X gần giống nhau. Để hiển thị được hình ảnh rõ nét:

Sử dụng hoá chất có khả năng hấp thụ tốt tia X (iodine, barium,…), tiêm hoá chất này vào vị trí mô cần chụp. 

Hình ảnh mô cần chụp sẽ sáng rõ trên phim so với các mô không được tiêm hoá chất (Hình 6.8).

Hoạt động:

Để cải thiện độ tương phản cần chú ý tới liều lượng chiếu phù hợp, dùng chất hấp thụ tốt tia X để tiêm vào mô cần chụp.