LÝ SINH Y HỌC Xuyên Người biên soạn: GVC- Th.S Vũ Thị LỜI GIỚI THIỆU Thế Vật lý- Lý sinh y học? Vật lý - Sinh học nói chung nghiên cứu tượng xảy tổ chức thể sống dựa quan điểm định luật vật lý, từ mức độ điện tử, nguyên tử đến toàn thể hay hệ có nhiều thể sống Người thầy thuốc cần cung cấp trang bị kiến thức y học, nhằm đáp ứng nhu cầu chăm sóc nâng cao sức khoẻ nhân dân việc nghiên cứu y học ứng dụng phòng chữa bệnh Những vấn đề có liên quan đến sức khoẻ người Cơ chế sinh bệnh và tác dụng yếu tố môi trường, đặc biệt yếu tố vật lý Giúp cho sinh viên hiểu sâu sắc kỹ thuật chuẩn đoán điều trị bệnh đại Chính việc nghiên cứu lý sinh y học nhiệm vụ quan trọng sinh viên ngành y, với mục tiêu: - Hiểu nắm vững khái niệm lý sinh y học - Hiểu rõ trình sinh học xảy thể người dựa chế vật lý - Có khả áp dụng kiến thức để chăm sóc người bệnh cách khoa học - Biết trình bày số phương pháp vật lý sử dụng phổ biến y học Được thực qua nội dung nghiên cứu: Sự phân cực chất điện môi Tương tác từ dòng điện Bản chất dòng điện Dòng điện sống Quang sinh học Phóng xạ sinh học Lý sinh tuần hồn hơ hấp Lý sinh số quan cảm giác Một số phương pháp lý sinh dùng y học Bằng phương pháp học lớp - Dạy học nêu vấn đề; Dạy học dựa giải vấn đề (minh hoạ có) - Nghiên cứu tài liệu, trao đổi, phản hồi - Thảo luận nhóm 2) Cấu trúc - Phần 1- Vật lý đại cương - Phần 2- Lý sinh y học PHẦN I: VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG • Khái niệm chất điện môi: Điện môi chất không dẫn điện Khác với kim loại chất điện phân: Điện mơi khơng có hạt mang điện tự ( khơng có hạt để chuyển dời có hướng tạo dòng điện) Tuy nhiên đặt trường ngồi chất điện mơi điện trường có biến đổi Khi tính chất điện mơi thay đổi nào? Ta nghiên cứu nội dung sau: §1 SỰ PHÂN CỰC CỦA CHẤT ĐIỆN MÔI 1- Hiện tượng phân cực điện mơi: Thí nghiệm: Đưa đồng chất, đẳng hướng vào điện trường vật mang điện Hiện tượng; Mặt ngồi điện mơi xuất điện tích ( q ) trái dấu Cụ thể: - Mặt đối diện với vật tích điện trái dấu - Mặt lại tích điện dấu Trong trường hợp điện môi không đồng chất đẳng hướng lòng chất điện mơi xuất điện tích Vậy: Hiện tượng điện mơi, đặt điện trường có xuất điện tích gọi phân cực điện môi Nhận xét: Hiện tượng phân cực điện mơi bề ngồi giống tượng nhiễm điện hưởng ứng vật dẫn kim loại, xong chất lại khác Trong phân cực chất điện môi ta tách riêng q để lại loại q Trên điện môi xuất q đâu định vị đó, khơng dịch chuyển tự Chúng gọi q liên kết Các q liên kết sinh điện trường phụ ( E ) làm cho điện trường ban đầu E0 điện môi thay đổi E tổng hợp E = E0 + E ' điện môi là: E0: Điện trường ban đầu E’ = Điện trường phụ 2- Phân tử phân cực phân tử không phân cực: Ta biết, nguyên tử (phân tử) gồm hạt nhân mang q + elertron( e ) mang q-, nguyên tử hay phân tử có e chuyển động với vận tốc lớn làm cho vị trí chúng so với hạt nhân biến thiên liên tục Vì vậy, xét tương tác e với q bên ngồi ta có cách gần e đứng yên điểm thời điểm đó, điểm xác định vị trí trung bình e theo thời gian Đối với khoảng cách lớn so với khơng thước kích thước phân tử ta coi tác dụng e phân tử tương đương với tác dụng q tổng cộng, q chúng đặt điểm phân tử Điểm gọi “ trọng tâm ” q âm Tương tự, coi tác dụng hạt nhân tương đương tác dụng q Tổng cộng điện tích dương chúng đặt “ trọng tâm” điện tích dương Do đó, tuỳ theo phân bố e xung quanh hạt nhân, người ta phân biệt loại phân tử điện môi; phân tử phân cực phân tử không phân cực 2.1- Phân tử khơng phân cực Là loại phân tử có phân bố e đối xứng xung quanh hạt nhân Vì chưa đặt E , trọng tâm q+ q- trùng Trường hợp này, phân tử lưỡng cực điện, mơ men điện nó: Mq = phân tử chất điện môi: H 2, N2, CCl4, hydro cacbon… Khi đặt phân tử khơng phân cực trường ngồi, q+ q- phân tử bị điện trường tác dụng dịch chuyển ngược chiều q+ theo chiều E ; q- ngược chiều E Lúc phân tử trở thành lưỡng cực điện có mơ men điện Pe # Người ta chứng minh Pe tỉ lên thuận với E Trong hệ SI: Pe = αε E (1.2) εο: Hằng số điện môi α : Hệ số tỷ lệ giá trị độ phân cực phân tử 2.2- Phân tử phân cực Là loại phân tử có phân bố e khơng đối xứng xung quanh hạt nhân nên chưa đặt E q+ q- phân tử không trùng nhau, chúng cách đoạn l, phân tử lưỡng cực điện có mơmen Pe ≠ ← l → q+ qKhi đặt E ; Pe hướng theo E ngồi E ngồi không ảnh hưởng đến độ lớn mô men điện Pe Vì E ngồi, phân tử phân cực giống lưỡng cực cứng Một số lớn chất điện mơi có phân tử thuộc loại này, chất H2O, NH3, HCL, CH3CL… 3- Giải thích tượng phân cực điện mơi 3.1- Trường hợp phân tử điện môi cấu tạo phân tử phân cực - Xét chất điện môi chứa số lớn phân tử Khi chưa đặt điện mơi E ngồi, chuyển động nhiệt, phân tử khối điện mơi xếp hồn toàn hỗn độn theo hướng q trái dấu lưỡng tử phân cực phân tử trung hoà nhau, tổng M điện lưỡng cực phân tử = Tồn khối điện mơi chưa tích điện Khi đặt khối điện mơi E ngồi E 0, lưỡng cực phân tử chất điện môi có xu hướng quay cho mơ men điện chúng hướng theo E ngồi Vì dứơi tác dụng đồng thời E chuyển động nhiệt mô men điện Pe phân tử xếp theo thứ tự theo hướng E ( điện trường ngồi ) 3.2- Trường hợp điện mơi cấu tạo phân tử khơng phân cực Khi chưa có E ; phân tử điện môi chưa phải lưỡng cực điện (trung hoà điện) Khi đặt vào E → phân tử điện môi thành lưỡng cực điện có Pe ≠ Những E E tổng hợp → tác dụng điện trường Mô men điện phân tử hướng theo E Trên mặt khối điện môi xuất q liên kết trái dấu nhau, phân cực điện môi trường hợp gây phân cực e 3.3- Trường hợp điện môi tinh thể (các chất có cấu tạo dạng tinh thể: NacL; C3CL) gọi phân cực ion * Kết luận: Với loại điện môi biết trên, ta thấy cắt bỏ điện trường (E0 = 0) tượng phân cực điện môi § 2: BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN 1- Trong mơi trường dẫn điện: Các hạt điện tự chuyển động nhiệt hỗn loạn tác dụng E ngoài, chúng chuyển động có hướng Các hạt q+ chuyển động theo hướng E hạt điện âm chuyển động ngược lại Vậy: Dòng hạt mang điện chuyển động có hướng tác dụng E gọi dòng điện ( I ) Ở đây, ta nghiên cứu định luật dòng điện có chuyển động khơng đổi theo thời gian gọi dòng điện khơng đổi 2- Bản chất I môi trường E 2.1 Bản chất I kim loại: Trong kim loại nguyên tử liên kết, xếp cạnh theo trật tự định I tạo thành mạng tinh thể Các nguyên tử khơng chuuyển động có hướng tác dụng E ngồi Tuy nhiên có số điện tử hố trị, không kết yếu với hạt nhân tách khỏi nguyên tử tố thành điện tử tự do, chuyển động hỗn loạn không gian mạng tinh thể Dưới tác dụng E ngoài, e tự chuyển động có hướng tạo nên I 2.2 Bản chất I chất điện phân E Trong chất điện phân, chưa có E ngồi phân tử tương tác với + I + tự phân li thành ion dương, ion âm Dưới tác dụng E ngồi ion chuyển động có hướng, tạo I Vậy chất dòng điện chất điện phân dòng chuyển dời có hướng ion dương, ion âm 3.2 Bản chất I chất khí Ở trạng thái bình thường phân tử khí khơng tương tác với nhau, phân tử khí trạng thái trung hồ điện Tuy nhiên có kích thích bên ngồi, phân tử khí giải phóng e hoặc nhận e E I thêm e để trở thành ion dương, ion âm, e chuyển động tự Do tác dụng E ngoài, ion dương, ion âm, e chuyển động có hướng tạo I Vậy: Bản chất I chất khí dòng chuyển dời có hướng ion dương ion âm, e tác dụng E Chiều I theo quy ước chiều chuyển động hạt mang điện dương Quỹ đạo chuyển động dòng điện vạch lên đường gọi đường dòng Tác dụng: Tuy chất dòng điện mơi trường khác chúng có tác dụng: nhiệt, từ, quang… ứng dụng rộng rãi Y học: Nghiên cứu, xét nghiệm, chuẩn đốn chữa bệnh § NHỮNG ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN 1- Cường độ dòng điện Xét diện tích S nằm mơi trường có I chạy qua Theo định nghĩa: I qua diện tích S đại lượng có trị số điện lượng chuyển qua điện tích đơn vị thời gian I = q t Nếu khoảng thời gian, diện tích có điện lượng dq chuyển qua diện tích ds cường độ I qua i= dq dt (3-1) Điện lượng q chuyển qua diện tích S khoảng thời gian t: t t 0 q = ∫ dq = ∫ idt (3-2) Nếu phương, chiều cường độ I khơng đổi theo thời gian dòng điện gọi dòng điện khơng đổi Đối với dòng điện ta có: i = I : khơng đổi Thì : t q = ∫ idt = I t (3-3) Trong hệ SI; đơn vị I = Ampe (A) t = giây (s) q = culong (c) 10 Sơ đồ phân rã rã 88 Sơ đồ phân Ra226 XA Z 88 Ra226 YA-4 Z-2 88 Ra222 Phơng trình biến đổi phân rã α : Z XA → Z-2 YA-4 + 2He4 + Q Các hạt anpha phát từ loại hạt nhân có lợng giống Đó đặc điểm đơn chùm tia anpha * Phát xạ tia gamma () từ hạt nhân: Trờng hợp hạt nhân chuyển từ trạng thái bị kích thích trạng thái hay trạng thái bị kích thích ứng với mức lợng thấp hơn, từ hạt nhân phát tia gamma Bản chất tia gamma sóng điện từ có bớc sóng cực ngắn Vì trình phát xạ tia gamma không làm thay đổi thành phần cấu tạo hạt nhân mà làm thay đổi trạng thái lợng Sơ đồ phân rã phóng xạ Co Th 27 Co60 (5,2 năm) Th228 90 (1,9 năm) 28 N60 88 Ra224 89 Đa số hạt nhân đợc tạo thành sau phân rã , trạng thái bị kích thích Vì sau phân rã thờng có phát tia gamma Do cần lu ý có tợng phóng xạ xảy hạt nhân, hạt nhân bị biến đổi nhiều lần, có nhiều tia phóng xạ Nh tia phóng xạ tia đợc phát từ hạt nhân bị biến đổi phóng xạ, có lợng cao Bản chất tia phóng xạ hạt vi mô tích điện ( có khối lợng tĩnh) nh tia hay , lợng tử lợng cao sóng điện từ với bớc sóng cực ngắn nh tia gamma 1.3 Quy luật phân rã phóng xạ: Trong nguồn phóng xạ, số hạt nhân có tính phóng xạ thời điểm t là: Nt = No.e-.t Trong đó: Nt = số nhân phóng xạ thời điểm t No = số nhân phóng xạ thời điểm ban đầu = số phân r·; t = thêi gian Ngêi ta cßn dïng mét số đại lợng khác để biểu diễn quy luật phân bố phóng xạ, nh: - Chu kì bán rã: ký hiệu T1/2 , thời gian cần thiết để số hạt nhân có tính phóng xạ nguồn giảm nửa so với ban đầu T1/2 = ln2/ = 0,693/ λ Nh vËy, thêi gian b¸n r· cđa nguồn phụ thuộc vào chất hạt nhân có tính phóng xạ nguồn Ví dụ: 90 T1/2 cđa 131 I lµ 8,04 ngµy, cđa 60 Co 5,26 năm, 99 Tc 6,04 - Tốc độ phân rã phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ: để biểu thị cách định lợng chất đồng vị phóng xạ, ngời ta dùng khái niệm hoạt độ (activity), thờng kí hiệu chữ A Đơn vị đo hoạt độ curie ( Ci), millicurie (mCi), microcurie (Ci) theo quy định SI ( System International), đơn vị đo becquerel (Bq) Đơn vị Bq rÊt nhá, v× vËy thêng dïng kilobecquerel ( kBq), megabecquerel (MBq) 1Ci = 3,7.1010 ph©n r·/gi©y; 1mCi = 3,7.107 ph©n r·/ gi©y; 1μCi = 3,7.104 ph©n r·/ gi©y; 1Bq = phân rã/ giây Cần lu ý A số tia phóng xạ phát từ nguồn đơn vị thời gian, hạt nhân phân rã phát nhiều tia phóng xạ - Mật độ xạ: Mật độ xạ điểm không gian số tia phóng xạ truyền qua đơn vị diện tích đặt vuông góc với phơng truyền tia điểm đơn vị thời gian Giả sử nguồn phóng xạ đơn vị thời gian phát n tia phóng xạ Nguồn phóng xạ nguồn điểm Vì tia phát hớng nên mật độ tia phóng xạ điểm cách nguồn khoảng R là: J = n/S = n/4R2 Ta thấy mật độ xạ tỉ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách tới nguồn 91 - Cờng độ xạ: Cờng độ xạ điểm không gian lợng xạ truyền qua đơn vị diện tích vuông góc với phơng truyền tia điểm đơn vị thời gian Ký hiệu cờng độ xạ I, ta có: I = J.E Trong E lợng tia phóng xạ Tất nhiên, tia phóng xạ có lợng không đồng I đợc tính theo công thức: I = Ei Đơn vị cờng độ xạ oát mét vuông (W/m2) Tính chất tia phóng xạ Tia phóng xạ bao gồm hạt vi mô tích điện (hạt , ), xạ ®iƯn tõ ( tia γ) ®ỵc sinh sù biến đổi hạt nhân nguyên tử 2.1 Tính chất hạt - Chùm hạt phát từ chất phóng xạ có lợng nh nhau, nên ngời ta nói chùm hạt có tính chất đơn năng, hạt phát từ nguyên tốphóng xạ khác có lợng 4-9 MeV - Khả đâm xuyên hạt không cao Quãng chạy (Đoạn đờng thực trình oxi hóa) chất khí khoảng 2,5 9cm, thể khoảng 0,04 mm Vì cần lớp giấy mỏng cản lại tia - Hạt có khả ion hóa lớn, quãng chạy không khí tạo từ 100000 đến 250000000 cặp ion, 92 trung bình tạo 40000 cặp ion/ 1cm, cuối quãng chạy, khả ion hóa tăng lên - Năng lợng hạt tới giảm sau lần ion hóa cuối nhận thêm điện tử để biến thành nguyên tử Heli Tác dụng ion hoá lên thể sống Bức xạ ion hoá tác dụng lên thể sống gây thương tổn hiệu ứng làm rối loạn chức sinh lý chúng Tuy nhiên độ nhạy cảm thể sống trước xạ ion hoá khả hồi phục sau chiếu xạ không giống 1.1 Các tổn thương sớm - Các tổn thương sớm: Thường xuất thể bị chiếu liều cao khoảng thời gian ngắn Biểu tổn thương sớm số quan: - Thần kinh trung ương với liều chiếu cao gây chết vài phút hay vài sau chiếu xạ chủ yếu rối loạn hệ thần kinh trung ương - Máu quan tạo máu: Mô lympho tuỷ sương tổ chức nhạy cảm cao với xạ Sau chiếu xạ liều cao chúng ngừng hoạt động số lượng tế bào máu ngoại vi giảm xuống nhanh chóng Mức độ tổn thương thời gian kéo dài tổn thương phụ thuộc vào liều chiếu thời gian chiếu Biểu lâm sàng triệu chứng xuất huyết, phù, thiếu máu Xét nghiệm máu cho thấy giảm số lượng lympho, bạch cầu hạt, tiểu cầu hồng cầu Xét nghiệm tuỷ sương thấy giảm sinh sản dòng, sớm dòng hồng cầu - Hệ tiêu hoá Chiếu xạ liều cao làm tổn thương niêm mạc ống vị tràng gây ảnh hưởng đến việc tiết dịch tuyến tiêu hoá với triệu chứng ỉa chảy, sút cân, nhiễm độc máu, giảm sức đề kháng cửa thể Những thay đổi hệ thống tiêu hoá thường định hậu bệnh chiếu tia phóng xạ 93 - Da Sau chiếu xạ liều cao thường thấy xuất ban đỏ da, viêm da, xạm da Các tổn thương dẫn đến viêm loét, thoái hoá, hoại tử da phát triển khối u ác tính da - Cơ quan sinh dục: Các tuyến sinh dục có độ nhaỵ cảm cao với xạ Cơ quan sinh dục nam nhạy cảm với xạ quan sinh dục nữ Liều chiếu 1Gy lên quan sinh dục gây vơ sinh tạm thời nam, liều 6Gy gây vô sinh lâu dài nam nữ - Sự phát triển phơi thai Những bất thường xuất q trình phát triển phơi thai thai nhi người mẹ bị chiếu xạ thời gian mang thai đặc biệt giai đoạn đầu với biểu sảy thai, thai chết lưu sinh đứa trẻ bị dị tật bẩm sinh 1.2 Các hiệu ứng muộn Hiệu ứng muộn thường gặp người bị chiếu xạ thấp trường diễn nghề nghiệp phải thường xuyên tiếp xúc với phóng xạ Các hiệu ứng muộn chia làm loại: -Hiệu ứng sinh thể: giảm tuổi thọ, đục thuỷ tinh thể, tần số xuất bênh ung thư cao bình thường Các bệnh ung thư thường gặp ưng thư máu, ung thư da, ung thư phổi… - Hiệu ứng di truyền: Tăng tần số xuất đột biến di truyền, dị tật bẩm sinh, quái thai 1.3 Tác dụng xạ ion hoá lên tế bào Dưới tác dụng xạ ion hố, tế bào lâm vào tình trạng: - Chết tổn thương nặng nhân nguyên sinh chất - Ngừng phân chia tổn thương chất liệu di truyền 94 - Tế bào phân chia số nhiễm sắc thể tăng lên gấp đôi trở thành tế bào khổng lồ - Tế bào phân chia thành hai tế bào có rối loạn chế di truyền Ứng dụng xạ ion hố y học 2.1 Ứng dụng tia phóng xạ * Ứng dụng chuẩn đoán - Cơ sở: dựa sở phương pháp nguyên tử đánh dấu hấp thụ xạ khác tế bào mô mô lành mô bệnh -Yêu cầu: lựa chọn đồng vị phóng xạ có độc tính phóng xạ thấp, dễ thu nhận máy đo xạ, chu kỳ bán rã không ngắn dài quá, thải trừ khỏi thể thời gian khơng dài Ví dụ: p32 có T= 14,5 ngày, phát tia β có lượng 1,7 MeV Dùng để chẩn đoán điều trị bệnh máu, điều trị giảm đau ung thư di xương, I131 có T= 8,05 ngày, phát tia β có lượng 0,2 MeV tia có lượng 0,008; 0,282; 363; 0,637 MeV Dùng để chẩn đoán chức tuyến giáp, chức thận, hấp thụ đường tiêu hoá, - Phân loại: phương pháp chẩn đoán đồng vị phóng xạ phân thành nhóm chính: Chẩn đốn tồn thể bệnh nhân (in vivo) Chẩn đoán cách dịch thể sinh vật nước tiểu , máu hay tổ chức tế bào (in vitro) - Các phương pháp chẩn đốn: dựa theo tính chất kỹ thuật phương tiện nghiên cúư người ta chia thành phương pháp sau: • Xạ kế ống nghiệm: phương pháp xác định độ phóng xạ mẫu (xạ kế in vitro) Tuỳ theo yêu cầu chẩn đoán mà người ta đưa đồng vị phóng xạ vào thể, sau lấy mẫu máu, nuớc tiểu, 95 dịch thể sinh vật Căn vào trang bị máy móc đo toàn khối lượng dịch thể đo phần nhỏ tính độ phóng xạ tồn (ví dụ: xác định lượng máu lưu hành thể) • Xạ kế lâm sàng: dùng để theo dõi tích tụ chất phóng xạ tổ chức quan thể Ví dụ: đo độ tập trung Iode tuyến giáp, mức độ hấp thụ Na tổ chức mô, Thường dùng trường hợp cần đo xạ lần nhiều lần cách khoảng thời gian định Gíá trị đo biểu thị tỉ số phần trăm so với tổng số lượng chất phóng xạ đưa vào so với lượng phóng xạ khu vực lành cần đối chứng • Xạ kí lâm sàng: phương pháp sau khối khuếch đại người ta thay tự ghi cho điếm xung kết hoạt tính phóng xạ biểu diễn thành đường cong liên tục theo thời gian xạ thận đồ, xạ tâm đồ, xạ não đồ • Xạ hình: phương pháp ghi hình ảnh phân bố phóng xạ bên phủ tạng cách đo hoạt độ phóng xạ chúng từ bên thể Phương pháp tiến hành qua bước: - Đưa chất phóng xạ (DCPX) DCPX phải tập trung mơ, quan định nghiên cứu phải lưu giữ thời gian đủ dài - Sự phân bố không gian DCPX ghi thành hình ảnh, hình ảnh gọi xạ hình đồ, ghi hình nhấp nháy Xạ hình khơng phương pháp chẩn đốn hình ảnh đơn hình thái mà giúp ta hiểu đánh giá chức quan, phủ tạng số biến đổi bệnh lí khác 2 Ứng dụng điều trị 96 - Cơ sở việc dùng đồng vị phóng xạ điều trị hiệu ứng sinh vật học xạ ion hoá thể sống Độ nhạy cảm phóng xạ loại tế bào mô khác nhau, đặc biệt tế bào ung thư tế bào phát triển mạnh nhạy cảm với tia xạ Do chiếu liều xạ tiêu diệt mơ ung thư mơ bình thường khơng có biến đổi nguy hiểm Đó ngun tắc điều trị tia phóng xạ - Các phương pháp điều trị: • Điều trị chiếu ngồi: Sử dụng máy phát tia γ cứng máy gia tốc để huỷ diệt tổ chức bệnh Đây phương pháp chủ yếu điều trị ung thư Mục tiêu phải đưa liều xạ mạnh để tiêu diệt tế bào nhiều phía Ví dụ: Sử dụng tác dụng sinh học tia Gamma từ nguồn Co60 hay tia X từ máy gia tốc vòng, Để điều trị nhiều loại ung thư ung thư vòm họng, ung thư vú, ung thư bàng quang, • Điều trị áp sát: Dùng dao Gamma để điều trị bệnh máu hay điều trị tổ chức da (u máu nông) áp P32 Phương pháp đưa nguồn tới vị trí cần chiếu qua hệ thống ống dẫn gọi phương pháp điều trị áp sát nạp nguồn sau Ví dụ: điều trị áp sát để điều trị nhiều loại ung thư, đặc biệt ung thư hốc tự nhiên thể ung thư trực tràng, ung thư cổ tử cung, • Điều trị chiếu (điều trị nguồn hở) Nguyên lý phương pháp: dựa định đề Henvasy (1934): thể sống không phân biệt đồng vị nguyên tố Điều có nghĩa đưa vào thể sống đồng vị nguyên tố chúng tham gia vào 97 phản ứng sinh học chịu chung số phận chuyển hố Vì biết ngun tố hố học chất tham gia vào q trình chuyển hố tổ chức quan thể, thuốc phóng xạ tập trung tổ chức bệnh phát huy tác dụng điều trị Ví dụ: - Điều trị bệnh lý tuyến giáp trạng (Basedow, ung thư, ) I-131 Phương pháp sử dụng tác dụng sinh học xạ β nguồn phóng xạ để tiêu diệt tế bào tuyến giáp Do tuyến giáp háo iode, nên bệnh nhân uống iode phóng xạ, thuốc tập trung tuyến giáp tổ chức di để diệt tế bào bệnh Bức xạ có quãng đường mơ ngắn cỡ vài cm, có tác dụng chổ mà khơng ảnh hưởng đến tế bào lành xung quanh - Điều trị giảm đau di ung thư xương P-32, Sr-89, Sm-153, Đây phương pháp điều trị giảm đau hiệu quả, không gây nghiện, tác dụng thuốc kéo dài - Ngồi ra, dược chất phóng xạ dùng để điều trụ nhiều bệnh lý khác Như bệnh máu (đau tuỷ, bệnh bạch tuyết, bệnh đa hồng cầu, ) hay số ung thư khơng có định phẫu thuật hoá trị liệu Ứng dụng tia X y học 3.1 Trong chẩn đốn: * Có phương pháp: - Chiếu X quang: Hình ảnh tổ chức phản ánh huỳnh quang Trong phương pháp nhân viên X quang ngồi sau hình quan sát hình ảnh phủ tạng bệnh nhân hình Hình ảnh cần phải liên tục khoảng 30s 98 - Ngày với việc áp dụng tăng sáng, hình ảnh tăng độ đậm nhạt, hình ảnh rõ nét giảm liều chiếu xạ cho bệnh nhân cho nhân viên Đặc biệt, hình ảnh truyền qua máy thu hình, cán X quang ngồi phòng khác, che chắn tốt mà đốn qua hình ảnh - Chụp X quang: Hình ảnh tổ chức phản ánh phim X quang Thường có phương pháp ứng dụng lâm sàng: Chụp X quang thường chụp cắt lớp vi tính (CT scanner) • Chụp X quang thường: hình ảnh phận phản ánh cách đơn giản bị chồng lấp, khơng thấy hết kích thước, chiều sâu, độ lớn phận tổn thương thể, thường để phát tổn thương xương tổ chức cản quang • Chụp cắt lớp: Một nguồn X quang chiếu qua người bệnh tới hệ thống đầu dò có định hướng Hệ thống đầu dò quay quanh thể, hình ảnh thu hình ảnh cắt lớp, phương pháp làm rõ chi tiết mà chụp X quang thông thường bị chồng lấp, phát khơi u sâu - Ngồi kỹ thuật X quang người ta sử dụng chất tăng quang cản quang để làm tăng hiệu qủa hình ảnh thu 3.2 Trong điều trị: Tia X ứng dụng chủ yếu điều trị bệnh nhân bị ung thư Dựa vào tác dụng sinh vật tia X có khả diềt bào mà người ta áp dụng vào phương pháp điều trị có tên: Xạ trị Nguồn phát tia từ máy X quang máy gia tốc 99 Xạ trị dùng chủ yếu điều trị ung thư Do tế bào ung thư có độ nhạy cảm phóng xạ lớn tế bào lành, dùng tia X chiếu vào khối u ác tình để làm biến đổi trạng thái hoạt động, hạn chế phát triển dẫn đến tiêu diệt hoàn toàn tế bào ung thư Mục tiêu phải đưa liều xạ mạnh vào nơi ung thư mà không gây thương tổn cho mô lành xung quanh Yêu cầu phải đạt tới liều hấp thu vài chục Gray phải chiếu phân đoạn thành nhiều liều nhỏ Chiếu phân đoạn cần thiết, vừa gây tai biến, vừa nâng cao hiệu lực điều trị Phương pháp đơn giản dùng X quang khoảng 200 Kv, khối u sâu phần da bị chiếu với liều cao khối u Trong trường hợp nên dùng xà mạnh có khả xun sâu, ví dụ: X quang lượng cao khoảnh Mev Bên cạnh việc chọn lượng thích hợp, cần giảm bớt liều chiếu xạ mơ lành cách chiếu từ nhiều phía hướng, vào khối u Với máy đại, dùng nguồn xạ quay liên tục quanh khối u để điều trị Như khối u bị chiếu liên tục liều phần mềm bên dàn trải nên liều xạ chỗ không lớn BÀI TẬP ÁP DỤNG DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ÂM Dao động Dao động dạng chuyển động thường gặp đời sống kỹ thuật Thí dụ: dao động lắc đồng hồ, dao động cầu xe lửa chạy qua, dao động dòng điện mạch Nói cách tổng quát, dao động chuyển động lặp lại nhiều lần theo thời gian Sóng 100 Thí dụ: Ném đá vào điểm A mặt ao phẳng lặng Ta thấy gợn sóng lan dần từ A chung quanh Ta nói tín hiệu (sự biến dạng môi trường, mặt nước) lan truyền sóng mặt ao Một lúc sau lan đến điểm B mặt ao làm cho mẩu gỗ dao động.Vậy tín hiệu mang lượng (của đá) phần lượng truyền từ A đến B cho mẩu gỗ.Vậy, truyền tín hiệu sóng lan truyền tín hiệu (mang lượng) từ điểm đến điểm môi trường mà khơng có di chuyển thành dòng phần tử mơi trường dọc theo phương truyền sóng Nói khác đi, truyền sóng có dòng lượng mà khơng có dòng vật chất Sóng âm-siêu âm 3.1 Bản chất Nếu ta kéo dây đàn khỏi vị trí cân thả ta thấy dao động và: Gõ vào mặt trống, phát âm Mắt ta khơng nhìn rõ dao động mặt trống, để sát vào mặt trống lắc nhẹ (mảnh bấc buộc vào sợi chỉ) lắc bị bật ra, chứng tỏ mặt trống dao động Vậy âm vật dao động phát lan truyền môi trường dạng sóng: Sóng âm Nhiều người quan niệm âm hạn hẹp sóng âm mà tai “nghe” thấy Thực âm-hay nói xác hơn-sóng âm bao hàm giải rộng mà vùng sóng nghe dải hẹp, có tần số từ 20 Hz đến 200 KHz, dải rộng từ 200 KHz đến cỡ vài trăm MHz, tai khơng cảm nhận song lại có vai trò quan trọng nhiều ngành khoa học kỹ thuật sống mn lồi, vùng gọi vùng SIÊU ÂM 3.2 Các thơng số 101 * Chu kỳ dao động (T): thời gian mà phần tử vật chất chuyển động dao động để trở lại cân ban đầu Đơn vị giây (s) * Biên độ dao động (h): khoảng cách từ vị trí cân đến điểm dao động tối đa phần tử vật chất Đơn vị mét (m) * Tần số dao động (f): số chu kỳ dao động đơn vị thời gian (s) Đơn vị (Hz) * Bước sóng : độ dài chu kỳ dao động Nếu tần số cao bước sóng ngắn Đơn vị mét (m) * Tốc độ lan truyền siêu âm (v): độ dài mà siêu âm lan truyền đơn vị thời gian (giây) Đơn vị (m/s) Tần số siêu âm, chu kỳ, bước sóng, tốc độ lan truyền liên hệ trực tiếp với theo công thức: λ= v = v.T f Từ cơng thức ta suy luận rằng: Tần số cao bước sóng ngắn Tốc độ cao bước sóng dài hay tần số Tốc độ lan truyền siêu âm qua môi trường sinh học Môi trường Da tổ chức da Tốc độ siêu âm m/s 1408 Mỡ 1450(330) Nước ối 1500 Cơ 1585(300) Cổ tử cung 1560 Tổ chức xốp 1540 Xương sọ thai 3000 102 Thận 1581(330) Não thai 1514 Xương dài 4080(330) (Tốc độ siêu âm trung bình qua thể người 1500-1600m/s) *Âm trở (Z): Mỗi mơi trường có đặc điểm cấu trúc, tính chất mật độ khác gây cản trở vận tốc siêu âm khác Sự cản trở âm trở môi trường Âm trở môi trường tỉ lệ với mật độ môi trường tốc độ lan truyên siêu âm BÀI TẬP ÁP DỤNG 103 ... Quang sinh học Phóng xạ sinh học Lý sinh tuần hồn hơ hấp Lý sinh số quan cảm giác Một số phương pháp lý sinh dùng y học Bằng phương pháp học lớp - D y học nêu vấn đề; D y học dựa giải vấn đề (minh... điện hút hay đ y Nếu ta cho dòng điện qua d y dẫn nằm gần nam châm, kim nam châm quay Ngược lại nam châm hút hay đ y dòng điện Đưa nam châm lại gần gần ống d y có I ch y qua hút đ y ống d y I S →... b y số phương pháp vật lý sử dụng phổ biến y học Được thực qua nội dung nghiên cứu: Sự phân cực chất điện môi Tương tác từ dòng điện Bản chất dòng điện Dòng điện sống Quang sinh học Phóng xạ sinh