L ỜI CẢM ƠN
2.1.2 Xác định các đại lượng trong công thức MIRD
Để sử dụng công thức MIRD tổng quát để tính liều hấp thụ cho mô hay cơ quan cần phải xác định thông số về hoạt độ, hoạt độ tích lũy và giá trị S.
Phương pháp xác định hoạt độ
Người ta xác định hoạt độ thông qua các thiết bị không ghi hình như buồng ion hóa, ống đếm Geiger-Muller và thiết bị ghi hình như gamma camera, SPECT, PET
Sau đây là các dụng cụ ghi đo hoạt độ thường dùng:
Thiết bị không ghi hình • Buồng ion hóa
Buồng ion hóa thường được dùng để đo hoạt độ tia X hay tia gamma. Điện thế được cung cấp bằng pin, acqui hoặc điện lưới. Có thể được chế tạo với nhiều dạng khác nhau: loại lớn đặt trong phòng thí nghiệm, loại xách tay đi dã ngoại, loại bút cài.
• Ống đếm Geiger Muller
Là dụng cụ dùng để ghi đo phóng xạ được sử dụng rất rộng rãi, có hai loại thông dụng là ống đếm khí hữu cơ và ống đếm khí Halogen. Ống đếm Geiger Muller thường dùng để đo các mẫu phóng xạ phát ra tia beta và gamma. Hiệu suất đếm đối
với tia beta là 100%, với tia gamma là 1%, vì sự ion hóa trực tiếp của tia gamma đối với các phân tử khí rất nhỏ.
Thiết bị ghi hình • Gamma camera
Có nhiều loại gamma camera khác nhau và ngày càng hoàn thiện: Gamma camera có trường nhìn lớn có thể ghi hình sự biến đổi hoạt độ phóng xạ toàn thân, gamma camera di động dùng năng lượng thấp, đầu đếm được làm bởi lớp chì mỏng có thể di chuyển tới lui trong bệnh viện, gamma camera digital có vi hệ xử lý vừa có thể ghi hình tĩnh vừa có khả năng ghi hình động…
• Ghi hình cắt lớp bằng positron (PET)
Dùng để ghi hình cho những nguồn phát positron. PET cho độ phân giải và độ tương phản tương đối cao. Nhưng máy PET cần phải dùng bên cạnh Cyclotron để sản xuất ĐVPX.
• Ghi hình cắt lớp bằng đơn photon (SPECT)
Dùng để ghi hình cho những đồng vị phát photon. Ghi hình tốt với những vùng hoặc cơ quan nguồn chồng lên nhau. Các photon của ĐVPX trong SPECT không đơn năng mà trải dài theo phổ năng lượng của nó.
Phương pháp xác định hoạt độ tích lũy
Hoạt độ tích lũy là đại lượng phụ thuộc quá trình trao đổi chất trong cơ thể và đặc điểm của đồng vị phóng xạ. Tức là phụ thuộc cả hai yếu tố vật lý và sinh học. Hoạt độ tích lũy có thể tính được từ việc lấy tích phân hoạt độ theo thời gian trong khoảng thời gian quan tâm, tính theo diện tích hình thang, mô hình hàm mũ.
∫ 𝐴𝑡2 (𝑡)
𝑡1 =[x1.y0+(x1+x2).y1+(x2+x3).y2+…xm.ym]/2 (2.12)
x là chiều ngang và y là chiều cao của hình thang. • Tính theo tổng các hàm mũ [32]
As(t)=∑ 𝐴𝑛 𝑖(0)𝑒−�𝜆𝑖+𝜆𝑝�𝑡
𝑖=1 (2.13) Ai là hằng số
𝜆𝑖: hằng số bài tiết sinh học ứng với thời gian bài tiết sinh học Ti Khi đó hoạt độ tích lũy được tính như sau:
∫0∞As(t)dt=∑ 𝐴𝑖 𝑖/(𝜆𝑖 +𝜆𝑝) = 1.443∑ 𝐴𝑖 𝑖(0)(𝑇𝑒)𝑖 (2.14) • Hay hoạt độ tích lũy có thể tính trực tiếp như sau:
Ã𝑆 𝐴0=Fs∑𝑛+𝑚𝑗=𝑛+1𝑎𝑗∑ �𝑎𝑖𝑇𝑖𝑇−𝑇𝑖 𝑗�𝑒𝑥𝑝 �−ln𝑇 (2) 𝑖,𝑒 𝑡� − 𝑒𝑥𝑝 �−ln𝑇 (2) 𝑗,𝑒 𝑡��� 𝑛 𝑖=1 (2.15)
Fslà tỷ lệ phân bố trong cơ quan nguồn.
Ti: thời gian bán hủy sinh học ứng với sự bài tiết ai: tỷ lệ bài tiết sinh học
Tj: thời gian bán hủy sinh học ứng với sự hấp thụ. Aj: tỷ lệ hấp thụ ứng với thời gian bán hủy sinh học Tj Ti, e: thời gian bán hủy hiệu dụng.
1 𝑇𝑖,𝑒= 1 𝑇𝑖 + 1 𝑇𝑝 (2.16) Phương pháp xác định giá trị S
Có 3 kỹ thuật xác định giá trị S. Đó là: + Sử dụng code Monte Carlo [33]
Phương pháp này sử dụng 3 điều kiện lý tưởng hóa. Đó là
- Phantom là những hình dạng toán học đơn giản, chỉ quan tâm bộ phận chính, bỏ qua các chi tiết nhỏ. Mỗi cơ quan được xem như đồng nhất về mật độ và cấu tạo.
- Nguồn được xem như phân bố đồng nhất và phát ra photon đơn năng.
- Năng lượng photon phát ra được giả sử hấp thụ định xứ tại những vị trí tương tác.
Kỹ thuật này mô phỏng từng photon riêng lẻ. sau khi định nghĩa ban đầu về năng lượng hạt,chương trình sẽ tính quãng đường tự do trung bình cho hạt. Quãng đường photon đi được cho đến khi gặp tương tác đầu tiên được mô phỏng ngẫu nhiên dựa trên xác suất tương tác của photon với môi trường. Xác suất tương tác này bao gồm xác suất của hiệu ứng quang điện, Comptom và hủy cặp. Quãng đường photon đi được được tính như sau:
S=lnr/𝜇0 (2.17) r là số ngẫu nhiên từ 0 đến 1. 𝜇0 là hệ số suy giảm tuyến tính toàn phần. Mỗi photon được gán một trọng số thống kê bằng 1. Sau mỗi tương tác trọng số này giảm dần tương ứng với xác xuất sống sót của nó sau tương tác. Quá trình mô phỏng sẽ kết thúc khi hạt thứ cấp mất hết năng lượng.
+ Kỹ thuật tính tổng nhân liều tại một điểm
Nhân liều tại một điểm là một hàm cho biết liều hấp thụ tại một bán kính cho trước quanh một vùng đẳng hướng trong môi trường đồng nhất, vô hạn với bức xạ đơn năng của một đồng vị phóng xạ. Liều hấp thụ tại một điểm bia bằng tổng chồng chất các nguồn xung quanh đến điểm bia này.
+ Sử dụng giá trị S voxel.
Được sử dụng khi phân bố hoạt độ trong cơ quan bia không đồng đều (như trong khối u). Các máy SPECT và PET cho phép xác định hoạt độ cấp voxel, khi đó ta có công thức tính liều trung bình dựa vào giá trị S mức voxel như sau:
D(voxelk)=∑𝑁 Ã𝑣𝑜𝑥𝑒𝑙ℎ.
ℎ=0 S(voxelk ⃪voxelh)