CHƢƠNG II : PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Các phƣơng pháp tính tốn che chắn cho phòng máy
2.2.1. Phƣơng pháp sử dụng CTDI
Trong tính tốn che chắn cho phòng máy CT Scanner, do chùm tia sơ cấp thông thường bị suy giảm bởi các detector và khoang máy nên ta chỉ xét tới bức xạ thứ cấp (bức xạ tán xạ và bức xạ rò).
Giá trị air kerma tán xạ tại khoảng cách 1m từ nguồn phát bức xạ tỉ lệ với tích phân của liều hấp thụ D(z) dọc theo trục z vng góc với mặt phẳng qt:
(2.1) Trong đó, NR là tổng số vòng quay của ống phát tia X trong một pha chụp.
f(z) là phân bố liều ứng với một vịng quay riêng lẻ (khơng có sự chuyển động
của phantom).
κ là một hằng số đặc trưng cho lượng bức xạ tán xạ trên mỗi một đơn vị chiều dài dọc theo trục cách bề mặt phantom 10 mm (trong phương pháp tính này, trục cách bề mặt phantom 10 mm được chọn là trục chuẩn). Giá trị κ bao gồm cả thành phần bức xạ rò ở ống phát tia X nên sau này các giá trị air kerma được xác định với κ được viết lại là air kerma thứ cấp κ sec, κ có giá trị κhác nhau đối với phần đầu và phần thân.
κ head = 9x 10-5 cm-1 κ body = 3x 10-4 cm-1
CTDI100 là giá trị CTDI đo được trên một vòng quay riêng lẻ sử dụng buồng ion hóa dài 10cm (100mm):
(2.2) Với Tb là bề dày danh định của chùm tia X.
Đối với CT đa lát cắt thì Tb=n Tn với n là số lát cắt thu được đồng thời trong mỗi vòng quay, Tn là bề dày của mỗi lát cắt.
Khi đó, phương trình (2.1) được xác định như sau:
(2.3) Khi máy CT làm việc ở chế độ quét xoắn ốc, bệnh nhân được đặt trên bàn và dịch chuyển liên tục dọc theo trục quay với vận tốc . Khi đó, chùm tia bức xạ sẽ có dạng xoắn ốc trên bề mặt của phantom. Với là thời gian để ống phát tia X quay được một vịng xung quanh phantom thì khoảng dịch chuyển của phantom trong mỗi vòng quay tưng ứng là : . Chiều dài quét dọc theo trục z là: L= NRTF. Phương trình (2.3) được viết lại:
(2.4) Trong đó, P là giá trị pitch và được xác định bằng phương trình :
Sử dụng phương pháp này là ta đã giả sử các bức xạ tán xạ có tính đẳng hướng, tức là sự phân bố bức xạ tán xạ theo mọi hướng là như nhau mà không xét tới phân bố bức xạ có dạng đồng hồ cát (hourglass) được đưa ra bởi các nhà sản xuất do bức xạ tán xạ bị suy giảm đáng kể bởi khoang máy.
Giá trị CTDI100 đối với nhiều loại máy quét CT được lập bảng cụ thể trong trang web IMPACT. Trang web này cung cấp các giá trị CTDI100 ứng với 100 mAs tại mỗi giá trị kVp khác nhau và được cập nhật định kỳ khi các mẫu máy quét mới được đưa vào sử dụng.
được định nghĩa là giá trị CTDI100 ứng với mỗi mAs và được xác định bằng phương trình (1.10) nên từ (2.3) và (2.4) ta được:
(2.5) Mối quan hệ giữa CTDI và liều bệnh nhân :
CTDI không đại diện cho liều bệnh nhân, khơng tính đến kích cỡ, hình dáng, cấu tạo, chiều dài quét. Là liều từ phép qt khơng có sự dịch chuyển của bàn.
Thực hiện giữ ngun CTDI nhưng với các bệnh nhân có kích cỡ khác nhau thì liều bệnh nhân khác nhau : bệnh nhân có cỡ nhỏ hơn nhận liều cao hơn.
Điều chỉnh CTDI tỷ lệ với kích cỡ bệnh nhân : CTDI nhỏ hơn cho bệnh nhân có kích cỡ nhỏ hơn thì liều bệnh nhân gần như tương đương.
2.2.2. Phƣơng pháp sử dụng DLP
Máy CT Scanner ngày càng có những thay đổi nhanh chóng và đáng kể. Một số hãng sản xuất máy CT Scanner đã có những cải tiến cho phép hiển thị các giá trị DLP hoặc CTDIvol của các ca chụp CT ngay trên màn hình của máy.
Theo phương trình (1.14):
DLP= CTDIvolL (2.6) Trong đó,
L= NRTF
Giả sử rằng đối với phần thân người, giá trị CTDI 100 tại vị trí trục cách bề mặt thân 1cm gấp đơi tại vị trí trục trung tâm cịn đối với phần đầu thì giá trị CTDI100 là như nhau cho hai vị trí này. Khi đó:
(head) = κ head DLP (2.7) (body) =1,2 κ bodyDLP (2.8) Trong tính tốn che chắn, phương pháp sử dụng CTDI và DLP đã giả sử rằng các bức xạ tán xạ có tính đẳng hướng, tức là sự phân bố bức xạ tán xạ theo mọi hướng là như nhau, tuy nhiên trong thực tế các bức xạ bị suy giảm bởi khoang máy, do đó sự phân bố bức xạ tán xạ có dạng đồng hồ cát đối xứng quanh trục quay. Khoang máy của máy quét CT chỉ cho phép truyền qua 10% mức air kerma tán xạ và điều này nên được xem xét khi thiết kế che chắn bảo vệ.
Trong phương pháp sử dụng DLP, giá trị air kerma thứ cấp tại khoảng cách 1m từ isocenter được xác định bởi phương trình:
(2.9) Trong đó: SCT là hệ số tán xạ.
Do bức xạ tán xạ phân bố khác nhau theo các hướng khác nhau nên hệ số tán xạ SCT cũng nhận các giá trị khác nhau.
Giá trị air kerma tán xạ đối với mỗi loại máy CT được xác định như một hàm của góc, trong khi góc này được xác định dựa vào các đường chuẩn của khoang máy và bàn bệnh nhân. Để dễ dàng cho việc mơ tả vị trí người ta qui ước phía trước khoang máy là phía bàn bệnh nhân được đặt tại đó, cịn phía mà đầu của bệnh nhân thường hướng vào là phía sau khoang máy.
Sau khi đo, kết quả thu được cho thấy sự phân bố air kerma tán xạ đối với tất cả các loại máy CT đều có dạng tương tự nhau, mặc dù có sự khác nhau khoảng 30% đối với air kerma tán xạ ứng với mỗi DLP. Sự khác nhau này có thể là do sự khác nhau về bộ lọc tia và độ rộng của khoang máy.
Trong khi hệ số tán xạ được sử dụng cùng một giá trị cho tất cả các hướng theo như tài liệu NCRP Report No.147. Như vậy, khi thiết kế che chắn cho phòng máy CT, ảnh hưởng của khoang máy nên được tính tới, cho dù bề dày của mỗi bức tường nên đồng nhất. Khi đó, vị trí của khoang máy phải được biết một cách chính xác và nếu thơng tin về vị trí chính xác của isocenter khơng được xác định thì người ta giả sử rằng tỉ số giữa khoảng cách từ isocenter tới mặt trước và mặt sau của khoang máy là 2:3.
2.2.3. Phƣơng pháp sử dụng sơ đồ đồng liều
Hiện nay tại Anh, việc tính tốn che chắn cho phịng máy CT Scanner chủ yếu dựa vào tài liệu được đưa ra bởi BIR-IPEM. Trong phương pháp này, người ta sử dụng các sơ đồ đường bức xạ tán xạ đồng liều được cung cấp bởi các nhà sản xuất. Tuy nhiên, cần phải chú ý tới các tham số kVp, mAs cũng như loại phantom được sử dụng trong phép đo ứng với sơ đồ đồng liều đang sử dụng.