Tính toán che chắn liều và chia liều đối với thiết bị xạ hình trong chẩn đoán ung thư spectct và ứng dụng tại bệnh viện ung bướu thanh hóa

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Tính tốn che chắn liều chia liều thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư SPECT/ CT ứng dụng bệnh viện Ung bướu Thanh Hoá LÊ QUANG ĐỨC Duc.LQ202902M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Dương Trọng Lượng Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2023 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Tính tốn che chắn liều chia liều thiết bị xạ hình chẩn đoán ung thư SPECT/ CT ứng dụng bệnh viện Ung bướu Thanh Hoá LÊ QUANG ĐỨC Duc.LQ202902M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Dương Trọng Lượng Chữ ký GVHD Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2023 i CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Lê Quang Đức Đề tài luận văn: Tính tốn che chắn liều chia liều thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư SPECT/ CT ứng dụng bệnh viện Ung bướu Thanh Hoá Chuyên ngành: Kỹ thuật Y sinh Mã số HV: 20202902M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 26/04/2023 với nội dung sau: - Đã chỉnh sửa lỗi tả số cụm từ luận văn - Đã chỉnh sửa, trình bày lại luận văn theo form mẫu - Đã chỉnh sửa làm rõ thích hình vẽ - Đã điểu chỉnh số lượng trình bày tài liệu tham khảo theo quy định Ngày tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Dương Trọng Lượng Lê Quang Đức CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Nguyễn Thái Hà ii ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TÍNH TỐN CHE CHẮN LIỀU VÀ CHIA LIỀU ĐỐI VỚI THIẾT BỊ XẠ HÌNH TRONG CHẨN ĐỐN UNG THƯ SPECT/ CT VÀ ỨNG DỤNG TẠI BỆNH VIỆN UNG BƯỚU THANH HOÁ Giảng viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên TS Dương Trọng Lượng iii LỜI CẢM ƠN Đến luận văn tốt nghiệp thạc sỹ hồn thành Mặc dù q trình học tập làm luận văn tránh khỏi khó khăn định cố gắng, nỗ lực thân cộng với cổ vũ động viên gia đình nên cuối tơi hồn thành khóa học hồn thành luận văn thạc sỹ Trước tiên, xin chân thành cảm ơn người thân gia đình chỗ dựa tinh thần, tạo động lực lớn cho tơi q trình học tập làm luận văn Thực bắt tay vào làm đồ án tơi có nhiều bỡ ngỡ, thiếu kinh nghiệm, thiếu tài liệu quan tâm, động viên, hướng dẫn thầy cô, bạn bè, gia đình đặc biệt thầy giáo TS Dương Trọng Lượng hướng dẫn bảo tận tình tơi q trình làm luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tới thầy cô môn CNĐT & Kỹ thuật y sinh (tên gọi cũ) thuộc Khoa Điện tử – Trường Điện- Điện tử – Đại học Bách Khoa Hà Nội trang bị cho kiến thức chuyên môn thuộc lĩnh vực kỹ thuật y sinh, hỗ trợ, tạo điều kiện cho Tôi xin chân thành cảm ơn tới lãnh đạo Khoa Điện tử, Trường Điện – Điện tử, Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi có mơi trường học tập nghiên cứu Học viên Lê Quang Đức iv TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Sự khám phá tượng phóng xạ Baccquerel việc tìm hai chất phóng xạ tự nhiên Radium Polonum ông bà Curie, bắt đầu kỷ nguyên nghiên cứu ứng dụng đồng vị phóng xạ y sinh học Cho đến chất phóng xạ nguồn xạ ion hoá sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực: công ngiệp, sản xuất điện, y tế, nghiên cứu y sinh Đặc biệt y tế, việc chẩn đốn điều trị Những lợi ích việc sử dụng xạ đời sông người thực to lớn khơng mà người xem nhẹ tác hại chúng Khi quy mô sử dụng xạ sống ngày tăng người quan tâm nhiều tác hại mà chúng gây với họ cháu họ Từ nghiên cứu động vật thực nghiệm, quan sát nạn nhân bị chiếu xạ tai nạn, bệnh nhân xạ trị người làm việc tiếp xúc với phóng xạ, kiến thức làm sở khoa học cho Ủy ban quốc tế an toàn xạ (International Commission on Radiological Protection - ICRP) đưa khuyến cáo có tính khoa học thực tiễn an toàn xạ Trên sở khuyến cáo đó, quốc gia tự đề tiêu chuẩn , quy chế an toàn xạ cho phù hợp với tình hình kinh tế xã hội Nhiệm vụ công tác an tồn phóng xạ đảm bảo an tồn cho người sử dụng, người sử dụng đảm bảo mơi trường mặt phóng xạ Việc sử dụng xạ ion hoá sống thực vấn đề nhân đạo người quan tâm đến cơng tác an tồn xạ Cho đến có nhiều tiến chẩn đoán thiết bị y học hạt nhân, nhờ qui định điểm kiểm sốt an tồn suốt trình điều trị xây dựng hoàn thiện Các sở điều trị yêu cầu phải tuân thủ quy tắc qui định để giữ an toàn cho người bệnh, nhân viên y tế khách đến thăm Chính lý định thực luận văn "Tính tốn che chắn liều chia liều thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư Spect/ CT ứng dụng Bệnh viện Ung bướu Thanh Hoá ” Trong bệnh viện Việt Nam số lượng hệ thống SPECT/CT cịn tập trung thành phố lớn bên cạnh chi phí cho ca chụp đắt so với mặt chung thu nhập người Việt Nam Mặt khác bệnh ung thư hàng ngày hàng cướp sinh mạng hàng chục hàng trăm người đất nước ta Với hi vọng luận văn đem lại cho người nhìn rõ bệnh ung thư phương pháp chẩn đoán phịng ngừa, điều trị chúng Bản thân tơi nghiên cứu luận văn với mục đích nâng cao kiến thức thân thiết bị y tế qua áp dụng phần kiến thức nhỏ bé vào công việc bảo vệ, nâng cao sức khỏe thân cộng đồng v Nội dung luận văn bao gồm có 04 Chương : x Chương 1: Mở đầu Trong chương này, tác giả trình bày lý lựa chọn đề tài, mục tiêu đạt được, kết dự kiến x Chương 2: Cơ sở lý thuyết thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư Trình bày định nghĩa, trình điều trị ung thư; phương pháp chẩn đoán ung thư nay, ưu nhược điểm phương pháp; nguyên lý hoạt động phương pháp; mức độ nguyên hiểm phương pháp x Chương 3: Giới thiệu thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư Spect/CT Trình bày bày lịch sử phát triển thiết bị xạ hình chẩn đoán ung thư, ưu điểm, nhược điểm sơ đồ khối thiết bị x Chương 4: Tính tốn che chắn liều, chia liều khai thác sử dụng thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư SPECT/CT bệnh viện Ung bướu Thanh Hố Tính tốn che chắn liều, chia liều; trình bày nhu cầu sử dụng, q trình thi cơng lắp đặt sử dụng vi MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN v DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC BẢNG BIỂU xii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT xiii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.2 Đối tượng nghiên cứu 1.2.3 Phạm vi nghiên cứu 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Kết dự kiến 1.6 Kết luận chương CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA THIẾT BỊ XẠ HÌNH TRONG CHẨN ĐOÁN UNG THƯ 2.1 Giới thiệu chương 2.2 Định nghĩa trình điều trị ung thư 2.2.1 Định nghĩa chất bệnh ung thư 2.2.2 Nguyên nhân 2.2.3 Quá trình tiến triển tự nhiên ung thư 2.2.4 Quá trình điều trị ung thư 10 2.3 Các phương pháp chẩn đoán ung thư 11 2.3.1 Các phương pháp ghi hình thường quy (quy ước) như: XQ, siêu âm, CT, MRI… 12 2.3.2 Các phương pháp ghi hình y học hạt nhân như: Scanner, Gamma camera, SPECT, PET, PET/CT… 14 2.4 Ưu điểm nhược điểm phương pháp 16 2.4.1 Chụp X-quang 16 2.4.2 Chụp cắt lớp vi tính 17 2.4.3 Chụp cộng hưởng từ 17 2.4.4 Siêu âm 17 2.4.5 Chụp xạ hình cắt lớp (PET, SPECT) 18 2.5 Nguyên lý hoạt động thiết bị chẩn đốn hình ảnh 19 2.5.1 Gamma cammera 20 vii 2.5.2 Chụp cắt lớp xạ đơn photon (SPECT- Single Photon Emission Computed Tomography) 22 2.5.3 Chụp ghi hình cắt lớp positron ( PET- Positron Emission Tomography) 23 2.6 Mức độ nguy hiểm phương pháp chẩn đốn hình ảnh 24 2.6.1 Ngun tử nguyên tố 26 2.6.2 Đồng vị phóng xạ (Radioisotope) 27 2.6.3 Sản xuất đồng vị phóng xạ 33 2.6.4 Đo lường xạ 36 2.6.5 Thuốc phóng xạ 39 2.6.6 Phơi nhiễm xạ 42 2.6.7 Tác động sinh học xạ lên thể người 43 2.6.8 Sử dụng xạ chẩn đoán điều trị bệnh 44 2.6.9 Triệu chứng bệnh phóng xạ 44 2.6.10 Giới hạn liều nghề nghiệp 47 2.6.11 Giới hạn liều công chúng 48 2.7 Kết luận chương 48 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ XẠ HÌNH TRONG CHẨN ĐỐN UNG THƯ SPECT/ CT 49 3.1 Giới thiệu chương 49 3.2 Lịch sử phát triển thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư 49 3.3 Vai trò chức 51 3.3.1 Chẩn đoán bệnh lý xương khớp 52 3.3.2 Chẩn đoán bệnh lý ung bướu 53 3.3.3 Tưới máu tim 53 3.4 Ưu điểm nhược điểm thiết bị xạ hình 54 3.5 Sơ đồ khối tổng qt thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư Spect/CT 56 3.5.1 Gamma Camera 56 3.5.2 Ống chuẩn trực (Colimator) 58 3.5.3 Gamma Camera có khả SPECT 60 3.5.4 Hệ thống SPECT/CT tích hợp 62 3.5.5 Thu nhận liệu SPECT 63 3.5.6 Tái tạo SPECT 65 3.5.7 Giường bệnh nhân 65 3.5.8 Hệ thống CT SPECT/CT 66 3.5.9 Sự hợp SPECT ảnh CT 67 3.6 Kết luận chương 69 viii CHƯƠNG TÍNH TỐN CHE CHẮN LIỀU, CHIA LIỀU VÀ KHAI THÁC SỬ DỤNG THIẾT BỊ XẠ HÌNH TRONG CHẨN ĐỐN UNG THƯ SPECT/CT TẠI BỆNH VIỆN UNG BƯỚU THANH HOÁ 70 4.1 Giới thiệu chương 70 4.2 Nhu cầu sử dụng thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư Bệnh viện Ung bướu Thanh Hoá 70 4.2.1 Giới thiệu sơ lược Bệnh viện Ung bướu Thanh Hoá 70 4.2.2 Nhu cầu sử dụng thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư 71 4.3 Thi cơng lắp đặt hệ thống 72 4.3.1 Phòng quét 72 4.3.2 Kiểm sốt khí hậu làm mát hệ thống tia X 74 4.3.3 Hệ thống gọi khẩn cấp 75 4.3.4 Phòng tiêm 76 4.3.5 Khu vực chờ 76 4.3.6 Nhà vệ sinh bệnh nhân 76 4.4 Thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư Spect/CT đầu thu 77 4.4.1 Các thông số kỹ thuật thiết bị 77 4.4.2 Sơ đồ khối chi tiết chức khối 85 4.4.3 Giao diện phần mềm 87 4.5 Tính tốn che chắn liều chia liều xạ 88 4.5.1 Kĩ thuật thiết kế phòng che chắn liều xạ 88 4.5.2 Thiết kế phòng bệnh nhân 89 4.5.3 Phương pháp chia 103 4.6 Kết luận chương 106 CHƯƠNG KẾT LUẬN 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 ix ‫ܣ‬௜ hoạt động chất hạt nhân i (MBq) dij khoảng cách chất hạt nhân i vị trí j (m) tm độ dày vật liệu che chắn M rào cản che chắn chất hạt nhân I vị trí J (mm) TVLmi (Tenth Value Layer) độ dày của chất liệu m cho chất hạt nhân i (tức độ dày vật liệu m yêu cầu để giảm tỷ lệ liều phóng xạ photon tạo chất hạt nhân i đến 1/10 giá trị ban đầu nó) (mm) Các số tia gamma cụ thể thường xác định theo tỷ lệ liều tạo (e.g., μSv h-1) mét từ nguồn, đơn vị hoạt động nguồn (e.g., MBq-1) Khi thực tính tốn tỷ lệ liều, phải cẩn thận để đảm bảo tính quán đơn vị Rij, Γi Ai Giá trị tốc độ phơi sáng tỷ lệ kerma khơng khí thường sử dụng có sẵn Các giá trị phải chuyển đổi thành giá trị tốc độ liều Tenth value layer (TVL) độ dày chất hạt nhân phát gamma thông thường vật liệu che chắn khác có sẵn từ số nguồn khác Phịng thuốc trị hạt nhân chẩn đốn thường bảo vệ cách sử dụng chì có sẵn thị trường, với độ dày bình thường khác từ 0,8 mm (1/32 inch) tới 3.2 mm (1/8 inch) Photon thông qua tương tác quang điện Hiệu ứng thường gọi "cứng xạ trị" "làm cứng chùm tia" Vì lý này, phải cẩn thận đánh giá truyền qua rào cản lớn TVL dày cho chất hạt nhân 67Ga, 111In, 123I, 131I, or 201 Tl Thí dụ: Bảng 4-6 tóm tắt tham số cần thiết để thực ước tính tỷ lệ liều cho nhân viên tiếp tân Các khoảng cách dij đo trực tiếp từ hình B1 Độ dày chì dựa giả định tất tường nội thất thử nghiệm căng thẳng, phòng camera 1, phòng máy ảnh phòng chờ sau tiêm "nóng" lót 1,6 mm (1/16 inch) chì Tất tường nội thất khác cho xây dựng vách thạch cao (bảng thạch cao) để cung cấp độ suy giảm tối thiểu Cột cuối Bảng 4-7 liệt kê tỷ lệ liều tính tốn bàn tiếp tân qt xương quy trình kiểm tra ứng suất tim Một tính tốn mẫu cho vị trí nguồn đại diện (D2) thủ tục (hình ảnh sau kiểm tra căng thẳng) đưa đây: Bảng 4-6: Liệt kê tỉ lệ liều tính tốn 99m Chất hạt nhân(i) ΓTc99m Tc 1.97× 10-5 mSv h-1 MBq -1 m2 TVLPb,Tc99m4 1.0 mm Tổng hoạt động Ai sử dụng cho thủ tục (theo giai đoạn thử nghiệm căng thẳng, bệnh nhân cung cấp hai 1470 MBQ 96 Tiêm phần lại 370 MBq căng thẳng 1100 MBq); số lượng nhỏ phân rã xảy lần tiêm bị bỏ qua) Độ dày tm chì che chắn tường Camera tiếp tân y học hạt nhân 1.6 mm (1/16 inch) Khoảng cách dij từ bệnh nhân máy SPECT/CT nhân viên phòng thu nhận hình ảnh (từ hình 4-11) 4m Khoảng cách dij từ phòng theo dõi bệnh nhân nhân viên phòng thu nhận hình ảnh (từ hình 4-11) 7m Khoảng cách dij từ phòng tiêm bệnh nhân nhân viên phịng thu nhận hình ảnh (từ hình 4-11) 9m Hình 4-11 hình 4-12 thể vẽ chi tiết phịng SPECT/CT bệnh viện Ung bướu Thanh Hóa: Hình 4-14: Bản vẽ chi tiết phòng SPECT/CT bệnh viện Ung bướu Thanh Hóa 97 98 Hình 4-15: Bản vẽ tổng quan khu Y học hạt nhân bệnh viện Ung bướu Thanh Hóa Bảng 4-7: Tính tốn tỷ lệ liều Chất hạt nhân (i) 99mTc cho tất Γi = ΓTc99m = 1.97 × 10-5 mSv h-1 MBq-1 m2 TVLmi = TVLPb,Tc99m = 1.0 mm Sử dụng phương trình {1}: ିሺ ௧೘ Ȟ௜ ‫ܣ‬௜ ͳͲ ்௏௅೘೔ ܴ௜௝ ൌ ଶ ݀௜௝ ሻ ିሺ ்ܴ௖ଽଽ௠ǡ௧௛௨௡௛ኼ௡ ௧ು್ Ȟ்௖ଽଽ௠ ‫்ܣ‬௖ଽଽ௠ ͳͲ ்௏௅ು್ǡ೅೎వవ೘ ൌ ଶ ݀௖௔௠௘௥௔ଶǡ௧௛௨௡௛ኼ௡௝ ሻ ଵǤ଺௠௠ ்ܴ௖ଽଽ௠ǡ௧௛௨௡௛ኼ௡ ሺͳǤͻ͹ ൈ  ͳͲିହ ˜Šିଵ “ିଵ ଶ ሻ‫ݔ‬ሺͳͶ͹Ͳ‫ݍܤܯ‬ሻ‫ିͲͳݔ‬ሺଵǤ଴௠௠ሻ ൌ ሺͶ݉ሻଶ ்ܴ௖ଽଽ௠ǡ௧௛௨௡௛ኼ௡ ൌ4.55 x ͳͲିହ ˜Šିଵ Để đơn giản, khơng có điều chỉnh cho phân rã (X quang Sinh học) Tc tính tốn 99m Bảng 4-7: Tính tốn tỉ lệ liều Vị trí nguồn i Khoảng Độ Hoạt độ Ai (MBq) cách dij dày tạm thời có mặt chì tm vị trí nguồn quy (m) (mm) trình ( thư giãn) Tim Tim ( căng thẳng ) Xương Tỷ lệ liều Rij(mSv h-1) vị trí chiếm dụng j Ai hoạt động nguồn có mặt vị trí nguồn Tim (thư giãn) Tim (căng thẳng ) Xương Phòng tiêm 370 1470 800 9.0 × 3.6 × 1.9 × 10-5 10-4 10-4 Phòng theo dõi 1.6 370 1470 800 3.7 × 1.5 × 8.0 10-6 10-6 ×10-6 Phịng SPECT/CT 1.6 370 1470 800 1.1 × 4.6 × 2.47 × 10-6 10-5 10-5 99 Bước 5) Tính tốn liều hàng năm Tổng liều ước tính năm, kết hợp định thủ tục, vị trí nguồn, vị trí bị chiếm đóng người tiếp xúc, cung cấp sản phẩm: Tổng số quy trình thực năm (N, xem Bảng 4-4 ); yếu tố chiếm dụng cho người tiếp xúc vị trí bị chiếm đóng (T, xem Bảng 4-5); suất liều (Rij, xem Bảng 4-6 ); thời gian (Si), bệnh nhân tiêm nguồn / tiêm vị trí nguồn định (tính giờ) Liều hàng năm (Dij) sau đó: Phương trình: Dij = N × T × Rij × Si {2} Ví dụ: Bảng B4 tóm tắt tham số cần thiết để thực ước tính liều cho ví dụ Tổng thời gian thủ tục ước tính đưa Bảng B1 Chúng chia thành thời gian gần đúng, nguồn / bệnh nhân dành vị trí quan trọng (Si) Bảng B4 Ví dụ, kiểm tra ứng suất tim ước tính cần có tiếng rưỡi Lần chia thành: phút để tiêm thử lại 20 phút phòng chờ sau tiêm 15 phút quét phòng chụp phút để tiêm thử nghiệm căng thẳng 0.033h 0.33h 0.25h 0.033h 20 phút phòng chờ 0.33h 15 phút phòng máy chạy 15 phút quét phòng chụp: 0.25h 0.25h Tổng 1.48h Cột cuối Bảng 4-8 liệt kê liều hàng năm tính tốn cho khu vực tiếp nhận (đối với nhân viên thu nhận đọc kết quả), cho quy trình quét xương tim (Như ghi nhận bảng 4-7 Bảng 4-8) Một tính toán mẫu cho nguồn đại diện máy SPECT/CT phần quy trình (hình ảnh sau kiểm tra ứng suất tim) đưa đây: N 1200 phản ứng/năm (1200 y-1) T Rij 4.6 × 10-5mSv h-1 Si 0.25 h Sử dụng phương trình {2} Dij = N × T × Rij × Si DSPECT/CT.thu nhận = 600 y-1 × × 4.6 × 10-5 mSv h-1× 0.25 h = 13.8 ×10-3 mSv/yr 100 Nhân viên thu nhận Người tiếp xúc Vị trí nguồn i Tim (thư giãn) Tim (căng thẳng) Chụp xương T Tim (thư giãn) Phòng 1200 1200 500 0.033 tiêm Khu Phòng 1200 1200 500 0.33 vực theo thu dõi nhân Phòng SPECT 1200 1200 500 0.25 /CT Tổng liều hàng năm mà nhân viên phòng thu nhận chịu: Vị trí chiếm j Số lượng phản ứng n 0.33 0.25 0.33 0.25 101 0.033 Chụp xương 0.033 Tim (căng thẳng) Thời gian nguồn / bệnh nhân có mặt vị trí thủ tục Si (h) 3.6 × 10-4 1.5 × 10-6 4.6 × 10-5 3.7 × 10-6 1.1 × 10-6 Tim (căng thẳng) 9.0 × 10-5 Tim (thư giãn) 1.4 × 10-3 3.5 × 10-3 Tim (thư giãn) Chụp xương 0.6 ×10-3 1.3 × 10-3 14.3 × 3.1 × 10-3 10-3 Tim (căng thẳng) Liều hàng năm vị trí chiếm đóng j Dij (mSv) 41.5 μSv~0.04 mSv 2.47 × 0.33 × 13.8 × 17.2 × 10-5 10-3 10-3 10-3 8.0 ×10-6 1.9 × 10-4 Chụp xương Tỷ lệ liều vị trí chiếm đóng j nguồn / bệnh nhân có mặt vị trí nguồn Rij (mSv h-1) Bảng 4-8: Tính tốn liều hàng năm 4.5.2.2 Với hệ thống CT kèm Có hai loại máy quét CT sử dụng với chất lượng chẩn đoán SPECT với đầy đủ tham số có sẵn liều lượng thấp/liều thấp tham số xuất xảy Máy qt liều thấp có xu hướng sử dụng dịng điện ống thấp nhiều (mA) so với máy quét chẩn đốn Vì liều xạ tỷ lệ thuận với mA điện áp ống cực đại (kVp), thời gian quét chiều rộng lát cắt không đổi, việc sử dụng mA giảm giảm đáng kể liều mà bệnh nhân nhận Các máy quét CT chẩn đoán sử dụng chất bổ trợ cho SPECT sử dụng theo cách liều thấp cách chọn tham số tương tự thông số sử dụng máy quét thiết kế để hoạt động dòng ống thấp Tuy nhiên, sử dụng cho mục đích điều chỉnh suy giảm, có khả chiều rộng lát cắt thơng số khác thay đổi từ làm tăng gánh nặng xạ bệnh nhân CT kỹ thuật truyền dẫn trái ngược với kỹ thuật phát xạ sử dụng phần SPECT nghiên cứu Do đó, khơng giống việc sử dụng hạt nhân phóng xạ, liều xạ phụ thuộc vào tham số chọn Chúng xác định cách thức mà thiết bị CT liều thấp thay đổi từ chất lượng chẩn đốn CT (bởi tham số có sẵn để lựa chọn) Thêm rõ ràng vào điều này, Bảng 4-9 cho thấy khác biệt máy quét CT có độ phân giải thấp máy quét CT chất lượng chẩn đoán Bảng 4-9: So sánh CT liều thấp SPECT/CT CT chẩn đoán Liều thấp/ Độ phân giải CT chẩn đoán thấp máy quét CT kV 120–140 120–140 mA 1–2.5 50–400 Thời gian quay (s) 23 0.32–3.0 Hệ số Pitch 1.9 0.625–1.5 Có lát cắt chiều rộng (mm) 5–10 0.5–2 Tái tạo lát cắt 5–10 0.5–10 Tái thiết khoảng (mm) 3.5–10 0.6–10 Matrix 128 × 128 256 × 256 512 × 512 chiều rộng (mm) 102 Khoảng cách (m) 4.5.3 Phương pháp chia 4.5.3.1 Thiết kế phòng Việc xem xét bảo vệ xạ SPECT-CT cần bao gồm xạ từ bệnh nhân (phát xạ) xạ từ máy quét CT (truyền) Lượng che chắn cần thiết phụ thuộc vào khả máy quét CT tham số sử dụng Ví dụ, sử dụng với máy quét mA thấp, mm che chắn phịng chì coi cần thiết Khối lượng cơng việc ước tính che chắn cấu trúc có (cũng bao gồm sàn trần phòng bị chiếm giữ) xem xét tính tốn độ dày cần thiết che chắn chì Trong hầu hết trường hợp, máy quét CT sử dụng với SPECT có khối lượng công việc thấp nhiều so với người sử dụng cho mục đích CT chẩn đốn Liều năm (mGy/năm) theo nhà sản xuất cung cấp : Khoảng cách (m) Phịng có diện tích tối thiểu Hình 4-16: Liều năm theo máy nhà sản xuất ước tính [33] 4.5.3.2 Giám sát ghi liều cho nhân viên Điều quan trọng phải theo dõi liều xạ nhân viên để đảm bảo phơi nhiễm kiểm soát giới hạn liều Nếu liều cao dự kiến, thơng tin giúp điều tra nhắc nhở lý Điều dẫn đến việc đào tạo thêm xem xét điều kiện thực hành làm việc Nó 103 nên cung cấp chứng trường hợp tiếp xúc mức tai nạn Vì lý này, kiểm sốt có xu hướng sử dụng phép trừ liều từ liều cá nhân Theo dõi liều chiếu cá nhân thường xuyên việc làm cần thiết quan trọng để kiểm tra liều chiếu thực tế người tạo cảm giác an toàn, yên tâm cho người làm việc Liều chiếu cá nhân xác định hàng tháng hàng quý tính liều tích luỹ cho năm, cho suốt trình làm việc với xạ Tuỳ loại xạ mà dùng loại liều lượng kế cá nhân sau đây: x Liều kế dùng phim: Liều đo tính qua hiệu ứng làm đen phim ảnh xạ Phim đo liều cá nhân đo liều xạ với giải đo từ 0,1 mSv + 10 Sv x Bút đo liều cá nhân: Đây buồng ion hoá nhỏ, nạp điện trước đo liều xạ Có loại bút đo liều từ + mGy; + 50 mGy; + 100 mGy x Liều kế nhiệt phát quang (Thermoluminonescence Dosimetry: TLD): Phạm vi xác định loại từ 0,1 mSv = 100 mSv Thời gian gần liều lượng kế hoạt động (Operative dosimeter) cấu tạo linh kiện điện tử sử dụng Loại có ưu điểm vượt trội so với liều kế điểm sau: x Cho thông tin trực tiếp liều lượng đo x Độ nhạy cao, đạt tới 0,5 Sv/giờ x Đo giải lượng rộng gamma (từ 80-500 KeV) x Lập chương trình cho phép vẽ lại phân bố liều lượng ngày x Có ngưỡng báo động liều cho phép x Nối mạng với máy tính Máy nhỏ, nhẹ (khoảng 100 g) Có loại thường sử dụng là: Dosicard (Euriscys) DMX 2000S, XB (General Electric), EPD (Siemens) Tuy nhiên loại thiết bị thường dùng bổ xung để đưa thông tin nhanh mức liều chiếu cảnh báo liều chiếu vượt ngưỡng cho phép Chúng dễ bị hỏng hóc số liệu cố, khơng phù hợp cho việc kiểm tra liều cá nhân dài hạn Các thiết bị cần chuẩn lại thường xuyên theo định kỳ đảm bảo tính xác kết đo đạc Ngoài ra, giá thành chúng cao nên chưa sử dụng rộng rãi 4.5.3.3 Tối ưu hóa liều CT Sự phụ thuộc liều, CT, vào thông số thu nhận chẳng hạn tiềm ống, tải trọng ống, thời gian quay, chiều rộng chùm tia, cao độ độ dày hình ảnh tái tạo nên xem xét giải nhu cầu tối ưu hóa liều CT Hơn nữa, biết chụp CT phương thức phụ thuộc vào bệnh nhân: quy mô bệnh nhân ảnh hưởng lớn việc mua lại cho vùng thể cụ thể, đòi hỏi phải cài đặt khác bệnh nhân khác 104 bụng CT, ví dụ, tiềm ống nên điều chỉnh từ 80 kVp cho bệnh nhân gầy đến 140 kVp cho bệnh nhân nặng, bệnh nhân béo phì Đặc biệt, cần đặc biệt quan tâm đến trẻ em, người, độ nhạy phóng xạ cao mô phát triển tuổi thọ dài họ, tiếp xúc với cao nguy xạ kiểm tra CT Chất lượng hình ảnh tốt trẻ em đạt với giá trị điện ống tải ống thấp hơn, làm giảm liều Các nhà sản xuất nghiên cứu đề xuất phương pháp giảm liều nhằm hạn chế phơi nhiễm xạ cá nhân Việc giảm nên nhiên, thực mà không làm kết chẩn đốn chất lượng hình ảnh, mà phải trì chấp nhận Hai cải tiến giới thiệu cho điều mục đích: điều chế dòng ống tự động (Automatic Tube Current Modulation - ATCM), lựa chọn điện áp ống tự động (Automatic Tube Voltage Selection-ATVS) x Điều chế dòng ống tự động (ATCM) Điều chế dòng ống tự động giải pháp, thực tất CT thương mại, với mục đích giảm liều cung cấp cho bệnh nhân sửa hình ảnh chất lượng điều chỉnh dịng điện ống (mA) cho bệnh nhân kích thước giải phẫu tạo hình ảnh chẩn đốn chất lượng ATCM hoạt động khơng gian ba chiều cách kết hợp điều chế kích thước bệnh nhân, điều chế theo chiều dọc trục z điều chỉnh dịng điện nạp bảng góc trục xy điều chế với điều chỉnh q trình quay giàn ATCM sử dụng thơng tin suy giảm từ chọn nhà cung cấp cụ thể tham số: mAs tham chiếu (Siemens), độ lệch chuẩn (Toshiba), Chỉ số độ nhiễu (General Electric) Nếu sử dụng cách, ATCM cho phép, so với cố định dòng ống (FTC), phân phối liều tốt với cao mA mô dày đặc giảm mA mô suốt phổi Hiệu giảm liều ATCM so với FTC chứng minh số nghiên cứu với cho thấy mức giảm trung bình 45 % tronng CT vùng bụng vùng chậu với hình ảnh chấp nhận cấp độ chẩn đoán x Lựa chọn kV tự động dựa quan Một số hệ thống cung cấp dòng điện ống dựa quan điều chế, làm giảm liều phóng xạ quan gần bề mặt thể vú tuyến, tuyến giáp thấu kính mắt nhận mức thấp liều lượng hệ thống giảm dòng ống ống đến gần quan Để bù đắp cho điều giảm, dòng điện ống chiếu tia X từ phía đối diện tăng lên để lại nhiễu hình ảnh trung bình khơng đổi Vì liều xạ thay đổi gần bình phương tiềm ống, ý chuyển sang khả giới thiệu lựa chọn điện áp ống tự động (ATVS) ,ngồi ATCM để có điện áp ống thấp hình ảnh ATVS tự động trì CNR không đổi, xác định bệnh nhân tham chiếu, cách điều chỉnh tham 105 số quét, ví dụ: điện áp ống (kV) dịng điện ống (mA), lấy tính đến loại kiểm tra, vùng thể thể trạng bệnh nhân 4.6 Kết luận chương Liều hàng năm cho nhân viên phòng thu nhận ảnh chụp SPECT/CT, giả sử chiếm 100%, 50μSv Để hoàn thành đánh giá liều, liều hàng năm ước tính cho nhân viên khác thành viên cơng chúng, ngồi bệnh nhân, người xung quanh phòng y tế hạt nhân sở Có thể xem xét liều lượng nghề nghiệp cá nhân khơng có khả vượt mSv năm, liều cho thành viên khơng có khả vượt q 50μSv 106 CHƯƠNG KẾT LUẬN Ở đề tài này, tơi trình bày tồn lý thuyết liên quan bệnh ung thư; thiết bị bị chẩn đốn ung thư nói chung thiết bị SPECT/CT đầu thu sử dụng bệnh viện Ung bướu Thanh Hóa nói riêng Đây đề yêu cầu kiến thức lớn ngành y học hạt nhân Tuy nhiên qua trình tìm hiểu làm việc nghiêm túc, tơi hài lịng với đạt đáp ứng số tiêu chí ban đầu đề ra: x Bệnh phóng xạ hậu không mong đợi cần phải hạn chế tối đa địi hỏi phải có hệ thống quản lý, đảm bảo an toàn, bảo vệ nguồn sinh xạ chất phóng xạ x Nghiên cứu nguyên lý hoạt động mức độ ảnh hưởng liều xạ/ liều tia từ thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư nói chung thiết SPECT/CT nói riêng tới bệnh nhân kỹ thuật viên từ đưa phương pháp thiết kế tối ưu phòng che chắn liều xạ/ liều tia thiết bị xạ hình chẩn đốn ung thư SPECT/CT x Nên việc tính tốn che chắn liều chia liều thiết bị liên quan đến xạ ion hoá chất phóng xạ quan trọng yêu cầu thiết yếu đưa thiết bị vào sử dụng x Liều hàng năm cho khu vực khu vực nhân viên phòng thu nhận ảnh chụp SPECT/CT, giả sử 100% chiếm dụng, nhỏ 50 μSv tính tốn khu vực chẩn đoán sử dụng máy SPECT/CT bệnh viện Ung bướu Thanh Hóa Để hồn thành đánh giá liều, liều hàng năm ước tính cho nhân viên thành viên khác cơng chúng, ngồi bệnh nhân, người xung quanh phịng y học hạt nhân sở Tơi hi vọng đề tài nghiên cứu sâu để nghiên cứu góp phần hữu ích, tin tưởng giảm thiểu lo ngại thiết bị chẩn đoán khoa y học hạt nhân Một thiết bị chẩn đốn SPECT/CT có ý nghĩa vơ to lớn bệnh nhân mắc bệnh ung thư nói riêng sức khỏe người nói chung Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn TS Dương Trọng Lượng tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] C GBD 2015 Mortality and Causes of Death, “Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 310 diseases and injuries, 1990–2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015,” National Center for Biotechnology Information, p 1545–1602, 08 10 2016 [2] “World Cancer Report 2014,” World Health Organization, 2014 [3] https://www.semanticscholar.org/paper/Global-cancer-statisticsJemal-Bray/a512385be058b1e2e1d8b418a097065707622ecd.[Đã truy cập 30 03 2023] [4] https://moh.gov.vn/hoat-dong-cua-dia-phuong/content/tinh-hinhung-thu-tai-viet-nam [Đã truy cập 30 03 2023] [5] https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/cancer [6] https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer [Đã truy cập 2023 03 30] [7] R A W D Hanahan, “The hallmarks of cancer,” National Library of Medicine, pp 57-70, 07 2000 [8] W R Hanahan D, “Hallmarks of cancer: the next generation,” p 646– 674, 03 2011 [9] A B K C S K B H S T T O S L B S a B B A Preetha Anand, “Cancer is a Preventable Disease that Requires Major Lifestyle Changes,” National Library of Medicine, 15 2008 [10] G S A M K S R F S J E M M P A M J S I F W B O G S J A slami F, “Proportion and number of cancer cases and deaths attributable to potentially modifiable risk factors in the United States,” ACS Journals, 2018 [11] N J Tolar J, “Transplacental and other routes of cancer transmission between individuals,” Journal of Pediatric Hematology/Oncology, pp 430-435, 06 2003 [12] B d M B Biesalski HK, European Consensus Statement on Lung Cancer: risk factors and prevention Lung Cancer Panel, 1998, p 164– 166 [13] A H B P Kuper H, “Tobacco use, cancer causation and public health impact,” Journal of Internal Medicine, tập 251, p 455–466, 06 2002 108 [14] “WHO calls for prevention of cancer through healthy workplaces,” World Health Organization, 27 04 2004 [15] “IARC classifies radiofrequency electromagnetic fields as possibly carcinogenic to humans,” World Health Organization, pp 50-62, 01 06 2011 [16] B T D C B E M M M A G T A K T M Kushi LH, “American Cancer Society Guidelines on Nutrition and Physical Activity for cancer prevention: reducing the risk of cancer with healthy food choices and physical activity,” National Library of Medicine, 2006 [17] N Đ Sáng, Bệnh học ung thư, Đại học Y Hà Nội , 2010, pp 12-20 [18] C D C M J M Paul S, Walter and Miller's Textbook of Radiotherapy: Radiation Physics, Therapy and Oncology, 2012, pp 311-313 [19] H J Maltoni CF, Holland-Frei Cancer Medicine 5th edition., 2000, pp 41-45 [20] “Các phương pháp chẩn đốn hình ảnh chẩn đốn ung thư phổi,” Bệnh viện K, 28 11 2022 [21] “Phương pháp chẩn đoán ung thư,” Bệnh viện Bạch Mai - Trung tâm y học hạt nhân ung bướu, 18 11 2009 [22] N X Cảnh, Y học hạt nhân, Bệnh viện Chợ Rẫy, 2016, pp 240-252 [23] https://benhvienthucuc.vn/uu-nhuoc-diem-cua-cac-phuong-phapchan-doan-hinh-anh/ [Đã truy cập 2023 03] [24] M O K T K M H U Y K Narihiro Hara, “ Assessment of Patient Exposure to X-Radiation from SPECT/CT Scanners,” Journal of Nuclear Medicine Technology, tập 38, pp 138-148, 2018 [25] https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Tai-nguyen-Moi-truong/Thongtu-19-2012-TT-BKHCN-quy-dinh-kiem-soat-va-bao-dam-an-toanbuc-xa-152634.aspx [Đã truy cập 2023 03 30] [26] B F Hutton, “The origins of SPECT and SPECT/CT,” Eur J Nucl Med Mol Imaging , 2014 [27] N A U M B W K T Römer W, “SPECT-guided CT for evaluating foci of increased bone metabolism classified as indeterminate on SPECT in cancer patients,” J Nucl Med, tập 47, p 1102–1106, 2006 [28] P H E S David Wyn Jones, Practical SPECT/CT in Nuclear Medicine, 2013 [29] http://benhvienungbuouthanhhoa.vn/web/gioi-thieu/gioi-thieuchung [Đã truy cập 2023 03 30] 109 [30] http://benhvienungbuouthanhhoa.vn [Đã truy cập 30 03 2023] [31] “Design Guide for Nuclear Substance Laboratories and Nuclear Medicine Rooms,” 2010 [32] https://vietnamnet.vn/vi-sao-ngay-cang-nhieu-nguoi-viet-mac-ungthu-2051465.html [Đã truy cập 30 03 2023] [33] Symbia Intevo Excel System Specifitications, Siemens Medical Solution USA,Inc, 2018 110