Nghiên cứu và ứng dụng vật liệu che chắn phòng x quang trong chẩn đoán y tế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ HẠT NHÂN  Đề tài: SVTH : Nguyễn Thanh Vương CBHD : ThS Thái Mỹ Phê CBPB : TS Huỳnh Trúc Phương TP HỒ CHÍ MINH-2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ HẠT NHÂN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CHE CHẮN PHÒNG X QUANG TRONG CHẨN ĐOÁN Y TẾ SVTH : Nguyễn Thanh Vương CBHD : ThS.Thái Mỹ Phê CBPB : TS.Huỳnh Trúc Phương TP HỒ CHÍ MINH-2011 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy ThS Thái Mỹ Phê tận tình hướng dẫn tơi suốt thời gian thực khóa luận cảm ơn Bệnh viện Nhi Đồng I tạo điều kiện thuận lợi cho tham quan thu thập số liệu Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Vật lý-Vật lý Kĩ thuật, hết quý Thầy Cô môn Vật lý Hạt nhân trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp Hồ Chí Minh kiến thức mà tơi thu nhận suốt bốn năm đại học Xin chân thành cảm ơn thầy TS Huỳnh Trúc Phương nhận xét góp ý để hồn chỉnh khóa luận Trong năm xa gia đình, tơi nhận hỗ trợ lớn vật chất tinh thần từ người thân Đặc biệt cảm ơn bố mẹ ngày đêm động viên, nuôi nấng, dạy dỗ đến ngày hôm Cuối cùng, xin chúc quý Thầy Cô người mà yêu quý dồi sức khỏe thành công nghiệp Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2011 Nguyễn Thanh Vương i MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC BẢNG VẼ iv LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Nhu cầu che chắn phòng X-quang 1.2 Ý nghĩa kinh tế việc che chắn hợp lý 1.3 Mục đích việc che chắn 1.3.1 Đối với nhân viên xạ 1.3.2 Đối với môi trường chung quanh 1.3.3 Đối với bệnh nhân Chương 2: NGUYÊN LÝ HẤP THỤ TIA X VÀ GAMMA KHI XUYÊN QUA VẬT CHẤT 2.1 Hệ số hấp thụ tuyến tính 2.2 Hệ số hấp thụ khối lượng 2.3 Ý nghĩa vật lý hệ số hấp thụ 2.4 Hình học chùm tia xuyên qua vật chất 10 2.4.1 Nguồn có chuẩn trực 10 2.4.2 Nguồn không chuẩn trực 11 2.5 Bề dày hấp thụ nửa (HVL) 15 Khóa luận tốt nghiệp đại học ii Chương 3: VẬT LIỆU CHE CHẮN PHỊNG X-QUANG 3.1 Tấm chì (Pb) 19 3.1.1 Tính chất vật lý hóa học 19 3.1.2 Đặc tính chì việc che chắn tia X 21 3.2 Thạch cao 22 3.2.1 Tính chất vật lý hóa học 22 3.2.2 Đặc tính thạch cao việc che chắn tia X 23 3.3 Bê tông 24 3.3.1 Tính chất vật lý hóa học 25 3.3.2 Đặc tính bê tơng việc che chắn tia X 26 Chương 4: ÁP DỤNG TRONG CHE CHẮN PHÒNG X-QUANG 4.1 Nguyên lý 28 4.2 Máy X-quang thông thường 29 4.2.1 Tiêu chuẩn kích thước phịng 29 4.2.2 Tính tốn bề dày rào cản 32 4.2.3 Kết thu 45 4.3 Máy X quang chụp nha 46 4.3.1 Tiêu chuẩn kích thước phịng 46 4.3.2 Tính tốn bề dày rào cản 48 4.3.3 Kết thu 55 4.4 Kiểm tra thực nghiệm 55 4.4.1 Phòng chụp X-quang thông thường 56 4.4.2 Phòng chụp X-quang nha khoa 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Khóa luận tốt nghiệp đại học iii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Thông số làm khớp vật liệu ứng với cao áp (kVp) khác 16 Bảng 4.1 Hệ số chiếm giữ (T) cho số khu vực 33 Bảng 4.2 Bề dày tương đương vật liệu “chắn trước” chùm tia (Dixon, 1994) 35 Bảng 4.3 Liều hấp thụ xạ thứ cấp khoảng cách 1m khơng có che chắn 37 Bảng 4.4 Kết tính tốn bề dày rào cản xạ cho phịng X-quang thơng thường 46 Bảng 4.5 Những điều kiện rào cản phòng X-quang nha 47 Bảng 4.6 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Tây cho thạch cao chì 50 Bảng 4.7 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Đơng cho thạch cao chì 52 Bảng 4.8 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Bắc cho thạch cao chì 53 Bảng 4.9 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Nam cho thạch cao chì 54 Bảng 4.10 Bề dày cần thiết vật liệu che chắn cho phòng X-quang nha (mm) sử dụng máy Gendex 765DC 55 Khóa luận tốt nghiệp đại học iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1 Phổ sóng điện từ Hình 2.2 Chùm tia xun qua vật chất có chuẩn trực 10 Hình 2.3 Chùm tia xuyên qua vật chất nguồn không chuẩn trực 12 Hình 2.4 Sự phụ thuộc giá trị HVL vào cao áp (kVp) với số vật liệu 17 Hình 2.5 Sự lượng xạ truyền qua lớp hấp thụ nửa 18 Hình 3.1 Mơ hình mặt cắt vách thạch cao 24 Hình 3.2 Minh họa sàn điển hình với bê tơng đổ lên thép 27 Hình 4.1 Sự phát xạ từ ống phát tia X 28 Hình 4.2 Thiết kế điển hình cho khu vực điều khiển phịng X-quang 30 Hình 4.3 Bản vẻ phịng X-quang theo chiều dọc 31 Hình 4.4 Bản vẻ phòng X-quang theo chiều ngang 32 Hình 4.5 Sự suy giảm chùm tia qua bê tơng 35 Hình 4.6 Sự phụ thuộc bề dày rào cản bê tông thứ cấp vào NT/Pd2 38 Hình 4.7 Sự suy giảm chùm tia qua chì 40 Hình 4.8 Bề dày chì cho rào cản thứ cấp phòng X-quang hàm số NT/Pd2 41 Hình 4.9 Sự suy giảm xạ thứ cấp qua chì 44 Hình 4.10 Thiết kế phịng X-quang nha khoa cho máy Gendex 765DC 48 Hình 4.11 Máy X-quang RadSpeed MF bẳng thiết bị điện tử phát tia X 56 Hình 4.12 Mơ hình phịng X quang thông thường bệnh viện Nhi Đồng 57 Hình 4.13 Máy Gendex expert DC mơ hình phịng X-quang nha 58 Khóa luận tốt nghiệp đại học LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, việc áp dụng thành tựu khoa học kĩ thuật vào đời sống sản xuất ngày trọng, kĩ thuật hạt nhân ứng dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân Ở Việt Nam, chưa có điện nguyên tử kỉ thuật hạt nhân sử dụng nhiều việc chẩn đoán điều trị y tế, chụp ảnh kiểm tra chất lượng mối hàn, hệ thống đo đạc điều khiển nhà máy, thăm dò địa chất… Xuất phát từ tình hình tính chất nguy hiểm nên nguồn xạ phải kiểm soát chặt chẽ để hạn chế đến mức thấp rủi ro xảy Từ Wilhelm Conrad Roentgen phát tia X chẩn đốn cấu trúc xương, tia X phát triển để sử dụng cho chụp ảnh y tế Các máy X-quang thiết bị phát tia X để chẩn đoán điều trị bệnh, ẩn chứa nguy hiểm khơng có biện pháp bảo vệ thích đáng Tính nguy hiểm loại máy X-quang thấp so với nguồn phóng xạ, mức độ ảnh hưởng khơng phải nhỏ cộng đồng Tuy nhiên, việc kiểm sốt chặt chẽ thường xun sở có sử dụng máy X-quang, dù công luận nhiều lần cảnh bảo, cịn bị bng lỏng Tại số bệnh viện nay, việc bố trí máy X-quang phòng bệnh gặp nhiều khó khăn, phịng nhỏ nguy liều chiếu bệnh nhân tăng liều xạ lọt cao mức độ che chắn áp dụng phịng có diện tích lớn Bởi vậy, vấn đề che chắn cho phịng chẩn đốn X-quang có ý nghĩa to lớn cơng tác bảo đảm an tồn xạ Nếu khơng dẫn đến hậu tai hại, gây ảnh hưởng xấu cho sức khỏe, cho sống, chí gây rủi ro cho thân bác sĩ kĩ thuật viên vận hành thiết bị chụp X-quang; cho bệnh nhân phải chiếu chụp để chẩn đoán bệnh; cho nhân viên không liên quan đến kĩ thuật dân chúng nói chung khu vực tác dụng chùm tia X phát từ máy phát Khóa luận tốt nghiệp đại học Mục đích việc che chắn xạ phịng chẩn đốn X-quang y khoa hạn chế việc tiếp xúc xạ nhân viên bệnh nhân giới hạn cho phép Nội dung khóa luận trình bày nhu cầu, mục đích việc che chắn xạ; nguyên lý hấp thụ tia X gamma xuyên qua vật chất; loại vật liệu dùng che chắn phòng X-quang ứng dụng loại vật liệu việc thiết kế phòng X-quang với kích thước hợp lý Khóa luận chia làm chương Chương 1: Giới thiệu tổng quan Chương 2: Nguyên lý hấp thụ tia X Gamma xuyên qua vật chất Chương 3: Vật liệu che chắn phòng X-quang Chương 4: Áp dụng che chắn phòng X-quang Khóa luận bước đầu tiếp cận với cách thức trình bày tài liệu khoa học, khơng tránh khỏi thiếu sót việc trình bày nội dung cịn nhiều hạn chế việc tìm kiếm tài liệu Vì vậy, tơi mong ý kiến đóng góp chân thành từ qúy Thầy Cơ bạn Khóa luận tốt nghiệp đại học CHƢƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Nhu cầu che chắn phịng X quang Máy X-quang chẩn đốn y khoa loại thiết bị xạ mang tính nguy hiểm, thấp so với nguồn phóng xạ, mức độ ảnh hưởng không nhỏ cộng đồng Cán y tế thường xuyên tiếp xúc với xạ ion hay gặp phải biểu cụ thể từ việc ảnh hưởng xạ, có nhiều người vô sinh, suy giảm bạch cầu, sùi tay, sinh di dạng quái thai, ung thư nhẹ mẫn cảm dị ứng Tuy nhiên, hiểm họa từ X-quang tác động lên cộng đồng dân cư lớn nhu cầu khám điều trị bệnh người dân Hiện nay, không tỉnh mà thành phố lớn TP Hồ Chí Minh cịn sử dụng nhiều máy y tế có tuổi thọ 30 năm máy X-quang pha nửa sóng kĩ thuật lạc hậu Chưa kể đến việc nhiều thiết bị cũ đến mức hồ sơ kĩ thuật biến tự nhân viên xạ khơng dùng găng tay, chắn chì, tạp dề chì, đeo liều kế cá nhân (thiết bị đo mức độ hấp thu xạ), kính bảo vệ mắt, khơng thông báo định kỳ liều chiếu đến người Các hiểm họa khác tồn tại: thiếu tín hiệu cảnh báo hệ thống cửa vào khơng đảm bảo an tồn Nhiều phịng X-quang, chủ yếu khu vực y tế tư nhân có diện tích nhỏ quy định (dưới 12 m2 ) Không phải sở khơng biết diện tích phịng tối thiểu phải 12 m2 áp dụng quy định điều kiện thực tế khơng cho phép phịng ốc có dùng Máy X-quang chẩn đoán y khoa loại thiết bị xạ mang tính nguy hiểm thấp so với nguồn phóng xạ mức độ ảnh hưởng mang tính cục bộ, thời, dễ dàng quản lý khắc phục xảy cố thiết bị Nhưng khơng có nghĩa liều suất xạ từ phịng X-quang khơng nguy hiểm, sở y tế nơi tập trung đông người, đặc biệt đối tượng sức khỏe suy giảm Khóa luận tốt nghiệp đại học 46 Bảng 4.4 Kết tính tốn bề dày rào cản xạ cho phịng X quang thơng thường Tên rào cản Sàn phòng X quang Trần phòng X quang Bức tường chứa giá chụp phổi Bức tường ngăn cách phòng tối Bức tường nằm dọc theo bàn X quang Bức tường ngăn cách phịng điều khiển Loại xạ Chính thứ cấp Thứ cấp Chính thứ cấp Bề dày vật liệu(mm) Bê tơng Chì 35 39 0,45 Thứ cấp Chính thứ cấp 0,53 Thứ cấp 0,27 0,78 4.3 Máy X-quang chụp nha 4.3.1 Tiêu chuẩn kích thƣớc phòng Máy X-quang nha khoa thiết bị chụp X-quang có cao áp hoạt động thấp máy X-quang thông thường Cao áp hoạt động máy nằm khoảng từ 50 kVp đến 100 kVp, tốt khoảng từ 60 kVp đến 80 kVp Phòng X-quang nha khoa có kích thước tối thiểu m2 (2 × m) Chúng ta nghiên cứu che chắn cho máy X-quang Gendex 765DC nhãn hiệu sử dụng sở X-quang nha khoa Máy Gendex 765DC có cao áp cực đại 65 kVp dòng phát tia cực đại bóng X-quang mA Một cao áp lớn 70 kVp sử dụng tính toán phần sau giả sử sở sử dụng trung bình 40 phim/tuần (20 bệnh nhân, phim/bệnh nhân) Thời gian phơi sáng (thời gian phim tiếp xúc với xạ) tiêu chuẩn cho phim 1/3 giây Như báo cáo số 35 NCRP, hệ số tiêu thụ rào cản Khóa luận tốt nghiệp đại học 47 U=1/16 loại xạ khác phát chụp X-quang nha khoa không chồng chéo rào cản chùm tia hữu dụng bị suy yếu đầu bệnh nhân Hình 4.10 cho thấy khoảng cách (dpri) từ tâm phịng đến vị trí an toàn bên tường Như khuyến nghị báo cáo NCRP số 49, khoảng cách ước tính điểm đặt chân bên tường cách tường 0,3 m dùng để tính tốn cho bề dày rào cản Lưu ý rằng, khoảng cách dpri phải tính tốn thận trọng khoảng cách ngắn đến tường mà đảm bảo an toàn xạ Bảng 4.5 tóm tắt điều kiện cụ thể rào cản sử dụng tính tốn Bảng 4.5 Những điều kiện rào cản Rào cản Khu vực kiểm Liều giới sốt/khơng kiểm hạn sốt (mrem/tuần) dpri(m) Hệ số tiêu thụ (U) Hệ số chiếm giữ (T) Phía Tây Khơng kiểm sốt 2,0 2,14 1/16 1/4 Phía Đơng Khơng kiểm sốt 2,0 2,00 1/16 1/16 Phía Bắc Khơng kiểm sốt 2,0 2,00 1/16 1/4 Phía Nam Kiểm sốt 2,00 1/16 1/1 100,0 Khóa luận tốt nghiệp đại học 48 Hình 4.10 Thiết kế phịng X quang nha khoa cho máy Gendex 765DC 4.3.2 Tính tốn bề dày rào cản 4.3.2.1 Rào cản phía Tây (hành lang) Bề dày rào cản tính tốn dựa theo mơ hình Acher trình bày báo cáo NCRP số 49 “Structural Shielding Design and Evaluation for Medical use of X-Rays of Energies Up to 10 MeV” báo cáo số 35 NCRP “Dental X-Ray Protection”, sử dụng công thức sau đây: β β β 2γ [(1+ )exp(αγx)- ]+ γ α α ]}-x HVL(x)={ [ ln[ β αγ 1+ α Khóa luận tốt nghiệp đại học 49 K ux  β ) + K0 α x= ln[ ] β αγ 1+ α ( (4.6) Với : - K đặc trưng cho suy giảm xạ tia X cho vật liệu cụ thể - K0 lượng xạ tạo chùm tia khơng gian khơng tồn trọng lực hay điện trường ; K0 có đơn vị mSv/(mA.phút) m - Kux giá trị tham số K phù hợp với mơ hình Archer, tùy thuộc vào bề dày vật liệu giá trị kVp Kux = Pd 2pri WUT (4.7) Các thơng số dùng tính tốn sau: Cao áp cực đại: 70 kVp, Số bệnh nhân tuần: N=20, Số phim bệnh nhân: Ns=2, Dòng phát tia cực đại: mA, Thời gian phơi sáng: 0,333333 s, dpri = 2,14 m, Hệ số tiêu thụ: U= 0,0625, Hệ số chiếm giữ: T= 0,25, Tích số dịng cực đại (mA) ống phát tia X với thời gian phát tia (s): 4,666667 mAs, Tích cường độ dịng cực đại với phút tuần: W=3,111111 mA.min/tuần Khóa luận tốt nghiệp đại học 50 Khu vực không kiểm soát P (rem/tuần) Khu vực kiểm soát 0,1000 P (mSv/tuần) dpri (m) 1,0000 2,1400 0,0200 2,1400 W (mA.min) 3,1111 3,1111 Hệ số tiêu thụ,U 0,0625 0,0625 Hệ số chiếm giữ,T 0,2500 0,2500 Kux [mSv/(mA.phút) m] 94,2089 1,8842 K0 [mSv/(mA.phút) m] Kux/K0 2,8800 32,7114 2,8800 0,6542 0,0020 Khu vực kiểm soát khu vực hạn chế xâm nhập mà tiếp xúc nghề nghiệp cá nhân với xạ đặt giám sát nhân viên an toàn xạ.Trong sở sử dụng tia X cho chụp ảnh y tế, khu vực kiểm soát khu vực mà thiết bị X quang trực tiếp sử dụng, phịng X quang, khu vực điều khiển, phịng làm thủ tục X quang Khu vực khơng kiểm sốt cho mục đích bảo vệ xạ tất khu vực khác bệnh viện phòng khám khu vực xung quanh Bảng 4.6 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Tây cho thạch cao chì Khu vực Kiểm sốt Vật liệu che chắn α β γ x (mm) x (inches) HVL (mm) Kiểm sốt Thạch cao Khơng kiểm sốt Thạch cao Chì Khơng kiểm sốt Chì 0,0287 0,0880 1,0143 0,0287 0,0880 1,0143 5,1746 27,2270 0,7707 5,1746 27,2270 0,7707 0,0000 0,0000 22,3986 4,2668 0,1680 22,3986 0,0000 0,0000 0,1340 0,0150 0,0006 0,1340 Khóa luận tốt nghiệp đại học 51 4.3.2.2 Rào cản phía Đơng (ngồi trời) Các thơng số dùng để tính tốn: Cao áp cực đại: 70 kVp, Số bệnh nhân tuần: N = 20, Số phim cho bệnh nhân: Ns = 2, Cường độ dòng cực đại: mA, Thời gian phơi sáng: 0,333333 s, dpri = m, Hệ số tiêu thụ: U = 0,0625, Hệ số chiếm giữ: T = 0,0625, mAs[mAs] = 4,666667, W (mA.min/tuần)= 3,111111 P (rem/tuần) P (mSv/tuần) dpri (m) W (mA.min) Hệ số tiêu thụ,U Hệ số chiếm giữ,T Kux [mSv/(mA.phút) 1m] K0 [mSv/(mA.phút) 1m] Kux/K0 Khu vực kiểm soát Khu vực khơng kiểm sốt 0,1000 1,0000 2,0000 3,1111 0,0625 0,0625 0,0020 0,0200 2,0000 3,1111 0,0625 0,0625 329,1429 2,8800 114,2857 6,5829 2,8800 2,2857 Khóa luận tốt nghiệp đại học 52 Bảng 4.7 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Đơng cho thạch cao chì Kiểm sốt Khơng kiểm sốt Kiểm sốt Khơng kiểm sốt Thạch cao 0,0287 Thạch cao 0,0287 Chì 5,1746 Chì 5,1746 β γ x (mm) 0,0880 1,0143 0,0880 1,0143 27,2270 0,7707 27,2270 0,7707 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 x (inches) 0,0000 22,3986 0,0000 22,3986 0,0000 0,1340 0,0000 0,1340 Vật liệu che chắn α HVL (mm) 4.3.2.3 Rào cản phía Bắc (hành lang) Các thơng số dùng để tính tốn: Cao áp cực đại: 70 kVp, Số bệnh nhân tuần: N = 20, Số phim cho bệnh nhân: Ns = Cường độ dòng cực đại: mA Thời gian phơi sáng: 0,333333 s, dpri = m, Hệ số tiêu thụ: U = 0,0625, Hệ số chiếm giữ: T = 0,25, mAs[mAs] = 4,666667, W (mA.min/tuần)= 3,111111 Khóa luận tốt nghiệp đại học 53 Khu vực kiểm soát P (rem/tuần) 0,1000 Khu vực khơng kiểm sốt 0,0020 P (mSv/tuần) 1,0000 0,0200 dpri (m) 2,0000 2,0000 W (mA.min) Hệ số tiêu thụ,U 3,1111 0,0625 3,1111 0,0625 Hệ số chiếm giữ,T Kux [mSv/(mA.phút) 1m] 0,2500 82,2857 0,2500 1,6457 K0 [mSv/(mA.phút) 1m] Kux/K0 2,8800 28,5714 2,8800 0,5714 Bảng 4.8 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Đơng cho thạch cao chì Kiểm sốt Kiểm sốt Chì Khơng kiểm sốt Chì Vật liệu che chắn Thạch cao Khơng kiểm soát Thạch cao α β γ 0,0287 0,0880 1,0143 0,0287 0,0880 1,0143 5,1746 27,2270 0,7707 5,1746 27,2270 0,7707 x (mm) x (inches) HVL (mm) 0,0000 5,1945 0,0000 0,0207 0,0000 22,3986 0,2329 22,3986 0,0000 0,1340 0,0008 0,1340 4.3.2.4 Rào cản phía Nam (phịng khám nha) Các thơng số dùng để tính toán: Cao áp cực đại: 70 kVp, Số bệnh nhân tuần: N = 20, Số phim cho bệnh nhân: Ns = 2, Khóa luận tốt nghiệp đại học 54 Cường độ dòng cực đại: mA, Thời gian phơi sáng: 0,333333 s, dpri = m, Hệ số tiêu thụ: U = 0,0625, Hệ số chiếm giữ: T = 1, mAs[mAs] = 4,666667, W (mA.min/tuần) = 3,111111 Khu vực kiểm soát P (rem/tuần) P (mSv/tuần) 0,1000 1,0000 Khu vực khơng kiểm sốt 0,0020 0,0200 dpri (m) W (mA.min) Hệ số tiêu thụ,U 2,0000 3,1111 0,0625 2,0000 3,1111 0,0625 Hệ số chiếm giữ,T Kux [mSv/(mA.phút) 1m] 1,0000 20,5714 1,0000 0,4114 K0 [mSv/(mA.phút) 1m] Kux/K0 2,8800 7,1429 2,8800 0,1429 Bảng 4.9 Kết tính tốn bề dày rào cản phía Đơng cho thạch cao chì Kiểm sốt Kiểm sốt Chì Khơng kiểm sốt Chì Vật liệu che chắn Thạch cao Khơng kiểm sốt Thạch cao α β γ x (mm) x (inches) HVL (mm) 0,0287 0,0880 1,0143 0,0287 0,0880 1,0143 5,1746 27,2270 0,7707 5,1746 27,2270 0,7707 0,0000 0,0000 22,3986 31,8021 1,2520 22,3986 0,0000 0,0000 0,1340 0,1108 0,0044 0,1340 Khóa luận tốt nghiệp đại học 55 4.3.3 Kết thu đƣợc Kết tính tốn áp dụng cho rào cản chính, đóng góp tiếp xúc xạ rò rỉ tán xạ xem không đáng kể tường che chắn bề dày yêu cầu cho rào cản Bảng 4.10 Bề dày cần thiết vật liệu che chắn cho phòng X-quang nha (mm) sử dụng máy Gendex 765DC Rào cản (Tƣờng) Thạch cao (mm) Chì (mm) Phía Tây(hành lang) 4,2668 0,0150 Phía Đơng(ngồi trời) 0,0000 0,0000 Phía Bắc(hành lang) 5,9145 0,0207 Phía Nam(phịng khám nha) 31,8021 0,1108 4.4 Kiểm tra thực nghiệm Các kết tính tính tốn thu bề dày che chắn tối thiểu áp dụng cho loại vật liệu Còn thực tế, nhà vật lý y học, kỹ sư xây dựng kiến trúc sư thảo luận với việc kết hợp loại vật liệu che chắn, cấu trúc phòng X-quang khu vực liền kề, cách bố trí bên bên ngồi phịng X-quang cho hợp lý để đảm bảo an toàn tránh xạ rị rỉ bên ngồi gây ảnh hưởng đến bệnh nhân, người thân bác sĩ, kĩ thuật viên trực tiếp khám chửa bệnh TP Hồ Chí Minh có hàng trăm sở chụp X-quang bệnh viện nhà nước, chưa kể đến sở chụp X-quang tư nhân Để chắn độ an tồn , tìm hiểu hai sở chụp X-quang bệnh viện Nhi Đồng I (341 Sự Vạn Hạnh- p10- q10- TP HCM) Đó phịng chụp X-quang thơng thường phịng chụp X-quang nha khoa Khóa luận tốt nghiệp đại học 56 4.4.1 Phịng chụp X-quang thơng thƣờng Phịng X-quang thơng thường bệnh viện Nhi Đồng I sử dụng máy X-quang cao tần dạng gắn sàn RadSpeed MF hãng Shimadzu Nhật Bản Hệ thống X-quang tổng hợp RadSpeed MF trang bị tủ phát tia cao tần nhờ vào công nghệ tiên tiến nhằm tạo hình ảnh sắc nét độ tương phản cao Vị trí bóng điều chỉnh dễ dàng nhanh chóng nhờ vào cấu cân trọng lượng tinh chỉnh Máy phát cao tần bền với thiết kế tiết kiệm không gian với giá đỡ bóng cho phép không gian làm việc rộng rãi hơn, phù hợp với thiết kế kiến trúc khác Hình 4.11 Máy X-quang RadSpeed MF bảng thiết bị điện tử phát tia X Phòng thiết kế với hai cửa vào, cửa thơng với khu vực chờ bệnh nhân bên cửa phụ dành cho kĩ thuật viên chụp X-quang Sau bệnh nhân ổn định vị trí bên bàn X-quang giá chụp phổi, kĩ thuật viên di chuyển sang phòng điều khiển cửa phụ điều khiển thiết bị điện tử phát tia X Khóa luận tốt nghiệp đại học 57 Bảng điều khiển thiết lập sẵn thông số cao áp (kV), công suất (mAs), thời gian phát tia (msec) cho vị trí chụp khác thể chân, tay, ngực, đầu…Muốn chụp vị trí cần nhấn nút có hình vẽ mơ tả vị trí Kĩ thuật viên quan sát bệnh nhân qua lớp kính chì suốt có kích thước 54,5×74,5cm Hình 4.12 Mơ hình phịng X-quang thơng thường bệnh viện Nhi Đồng I Mơ hình phịng X-quang thơng thường bệnh viện Nhi Đồng I hình 4.13, với kích thước đo trực tiếp thước dây Trong đó, cửa vào làm thép ốp chì có bề dày 3,5 cm (chì dày cm,thép dày 1,5 cm); Tường có bề dày 15 cm (chì cm, gạch rỗng 10 cm vữa xi măng) 4.4.2 Phòng chụp X-quang nha khoa Phòng X-quang nha khoa bệnh viện Nhi Đồng I sử dụng máy Gendex expert DC với cao áp 65 kVp, cường độ dịng mAs Khóa luận tốt nghiệp đại học 58 Hình 4.14 mơ tả kích thước phịng vị trí đầu đèn phịng Tường phịng X-quang nha cao 3m, dày 10cm (chì dày 2cm 4cm bê tông bên lớp chì) Cửa làm vật liệu thép ốp chì phịng X-quang thơng thường Hình 4.13 Máy Gendex Expert DC mơ hình phịng X quang nha Khóa luận tốt nghiệp đại học 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua phần trình bày khóa luận “ nghiên cứu ứng dụng vật liệu che chắn phòng X-quang chẩn đoán y tế” với nhận xét kết luận sau : 1./ Việc nghiên cứu vật liệu che chắn phịng X-quang chẩn đốn y tế nhu cầu cần thiết vừa đảm bảo an toàn xạ cho môi trường nhân viên làm việc trực tiếp vừa có hiệu cao kinh tế 2./ Nghiên cứu lý thuyết che chắn phịng X-quang nhằm mục đích trách lãng phí nguyên liệu tiết kiệm tài chánh cho đơn vị 3./ Khóa luận giới thiệu đầy đủ tính chất đặc tính vật liệu thông thường sử dụng việc che chắn phịng X-quang Nêu phương pháp tính toán bề dày che chắn rào cản cho tối ưu 4./ Kích thước phịng che chắn phịng X-quang cách tối ưu theo cơng suất máy X-quang chẩn đoán y tế nhằm giảm áp lực thiếu diện tích xây dựng phịng khám bệnh viện TP Hồ Chí Minh nói riêng nơi khác nói chung Kết khóa luận sở để tiếp tục tìm hiểu giải pháp che chắn xạ tia X, sở mà tia X sử dụng chụp chiếu để điều trị chẩn đốn.Có thể đưa số kiến nghị sau đây: 1,/ Dựa việc nghiên cứu nghiên cứu vật liệu che chắn thông dụng, cần đẩy mạnh nghiên cứu vật liệu có khả ngăn chặn tia X hiệu mà giá thành không cao 2./ Sử dụng phương pháp hệ số suy giảm để tính bề dày rào cản cho phịng CT Scanner 2./ Bộ Khoa học Cơng nghệ Môi trường cần đạo chặt chẽ địa phương kiểm tra việc thực quy định an toàn sở chụp chiếu X-quang Khóa luận tốt nghiệp đại học 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Châu Văn Tạo (2004), An toàn xạ ion hóa, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [2] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi xạ ion hóa, Nhà xuất Đại Học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [3] Trần Phong Dũng,Huỳnh Trúc Phương, Thái Mỹ Phê (2003), Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [4] Ngơ Quang Huy (2004), An tồn xạ ion hóa, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật [5] Cục an toàn xạ hạt nhân (2005), Hướng dẫn nội dung đánh giá an toàn xạ sở X quang, Hà Nội Tiếng Anh [6] NCRP (2004), Structural Shielding Design for Medical X-Ray Imaging FacilitiesReport No.147, U.S [7] NCRP (2004), Structural Shielding Design and Evaluation for Medical use of XRays of Energies Up to 10 MeV- Report No.49, U.S [8] NCRP (2004), Dental X-Ray Protection- Report No.35, U.S [9] The British Journal of Radiology, 72(1999), Calculating shielding requirements in diagnostic X-ray departments, page 179-185 [10] The British Journal of Radiology, 76(2003), A model for calculating shielding requirements in diagnostic X-ray facilities, page 731-737 [11] http://www.nucleonica.net [12] http://www.ntd-ed.org [13] http://www.birjournals.org Khóa luận tốt nghiệp đại học ... NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ HẠT NHÂN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CHE CHẮN PHÒNG X QUANG TRONG CHẨN ĐOÁN Y TẾ SVTH : Nguyễn Thanh... Nguyên lý hấp thụ tia X Gamma xuyên qua vật chất Chương 3: Vật liệu che chắn phòng X- quang Chương 4: Áp dụng che chắn phòng X- quang Khóa luận bước đầu tiếp cận với cách thức trình b? ?y tài liệu. .. việc che chắn x? ??; nguyên lý hấp thụ tia X gamma xuyên qua vật chất; loại vật liệu dùng che chắn phòng X- quang ứng dụng loại vật liệu việc thiết kế phòng X- quang với kích thước hợp lý Khóa luận