Ngày nay, trên thế giới có nhiều nghiên cứu về liều bệnh nhân và các biện pháp giảm liều cho bệnh nhân khi chẩn đoán bằng CT. Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế - IAEA đã đưa ra mức chỉ dẫn liều trong chụp cắt lớp vi tính cho bệnh nhân trong tài liệu BSS 115. Uỷ ban Quốc tế về An toàn bức xạ - ICRP đã giới thiệu các ấn phẩm nghiên cứu về liều bệnh nhân trong CT như ICRP 87 _Managing Patient Dose in Computed Tomography (Quản lý liều bệnh nhân trong chụp CT) hoặc ICRP 102 Managing Patient Dose in Multi-Detector Computed Tomography (Quản lý liều bệnh nhân trong chụp CT đa lát cắt).
Việc giảm liều bệnh nhân chụp CT được thực hiện dựa trên sự phối hợp của các bác sĩ chẩn đoán, kỹ thuật viên chụp, nhà sản xuất:
2.4.1. Đối với kỹ thuật viên chụp CT
- Sử dụng các kỹ thuât chụp giúp giảm liều bệnh nhân như sau:
Giảm cao áp kVp và giá trị dòng mAs
Sử dụng giá trị pitch cao (đối với các máy có chế độ xoắn ốc)
Hạn chế quét chiều dài không cần thiết
29
Chú ý đến các mức liều chỉ dẫn y tế đối với chụp CT như sau :
Bảng 2.9. Mức chỉ dẫn chụp CT theo tài liệu NCRP 172 của Mỹ
Phép chụp CT Mức liều hướng dẫn (CTDI vol)
CT đầu 75 mGy
CT bụng người lớn 25 mGy
CT ngực người lớn 21 mGy
CT bụng trẻ em (5 tuổi) 20 mGy
CT đầu trẻ em (5 tuổi) 34 mGy
- Sử dụng chế độ chụp tự động bằng cách điều chỉnh các thông số quét đối với những mặt cắt ngang bệnh nhân. Điều này có thể giảm từ 10-50% liều mà không làm giảm chất lượng hình ảnh. Phải bảo đảm việc chiếu chụp theo đúng quy trình vận hành thiết bị đã được thiết lập. Kỹ thuật viên chụp phải biết cách điều chỉnh các thông số của các máy CT chụp tự động cho phù hợp với từng đối tượng bệnh nhân. Lựa chọn đầy đủ các thông số tái tạo lại hình ảnh.
- Có chế độ chụp riêng biệt cho trẻ em. Có thể giảm liều theo hệ số 5 hoặc nhiều hơn so với phép chụp người lớn.
- Sử dụng các giao thức chụp riêng cho từng vùng của cơ thể, ví dụ như theo dõi u nhỏ ở phổi hoặc sỏi thận,.. có thể làm giảm 50 đến 70% liều cho bệnh nhân khi sử dụng giao thức chụp thông thường.
- Hạn chế chụp CT nhiều pha vì có thể gây ra liều gấp 2-3 lần phép chụp CT 1 pha. Xác định chiều dài tối thiểu quét và giảm thiểu quét lặp lại tại các khu vực giống hệt nhau. Quét chỉ khu vực chỉ định. Lập kế hoạch quét theo kích thước và tuổi của bệnh nhân.
- Hình ảnh chụp CT chất lượng càng tốt thì bệnh nhân phải nhận liều càng cao; nên sử dụng các hình ảnh có thể hơi nhiễu nhưng không bị mất thông tin chẩn đoán.
- Không được cho người bệnh và người không có phận sự đứng chờ trong phòng chiếu, chụp khi đang thực hiện chiếu, chụp cho người bệnh khác.
30
- Đưa ra chế độ chụp tự động với các cài đặt mặc định giúp giảm liều cho bệnh nhân.
- Bao gồm các tính năng an toàn để tránh liều không cần thiết - Hiển thị liều trên máy để người vận hành nắm được thông tin.
- Tạo điểm chú ý cho người sử dụng để lựa chọn giao thức riêng biệt cho bệnh nhân trẻ em.
2.4.3. Đối với các bác sĩ
- Thảo luận với kỹ thuật viên chụp CT về quá trình chụp giúp làm giảm thiểu các phép chụp hình ảnh chẩn đoán không cần thiết.
- Thông báo và thảo luận với bệnh nhân về lợi ích và những rủi ro khi thực hiện chụp CT; từ chối mong muốn được thực hiện phép chụp CT của bệnh nhân khi thấy việc đó là không cần thiết; có thể sử dụng kết quả các phép chụp CT trước đây của bệnh nhân khi thấy phù hợp.
- Áp dụng các tiêu chí và hướng dẫn tham chiếu về chụp CT cho bệnh nhân trong chẩn đoán.
- Tham khảo ý kiến của các chuyên gia X quang, các chuyên gia y vật lý và lấy các thông tin liên quan từ những website đáng tin cậy như trang của cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế IAEA (trang https://rpop.iaea.org).
- Yêu cầu chụp CT phải do chỉ định bởi các bác sỹ có trình độ trình độ. Bác sĩ chịu trách nhiệm cân nhắc những lợi ích đối với các rủi ro.
- Xem xét xem các thông tin chẩn đoán có thể thu được từ các phép chẩn đoán khác mà không dùng bức xạ ion hóa như chụp cộng hưởng từ, siêu âm.
- Chụp CT cho phụ nữ trong thời kỳ mang thai có thể không bị cấm, đặc biệt là trong các tình huống khẩn cấp, mặc dù vậy các phép kiểm tra bụng hoặc khung xương chậu phải xem xét cẩn thận, cần áp dụng các biện pháp để hạn chế đến mức nhỏ nhất liều gây ra cho thai nhi.
- Chụp CT ngực cho trẻ em gái và phụ nữ trẻ cần phải được xem xét thận trọng trong quan điểm bệnh nhân phải chịu liều cao ở mô ngực.
31
2.4.4. Phân tích một số yếu tố có ảnh hưởng tới liều bệnh nhân trong chụp CT
Các thông số quét có ảnh hưởng đến liều lượng bệnh nhân như: giá trị dòng, cao áp, chế độ quét, độ dài của quá trình quét, tốc độ của bàn bệnh nhân, tốc độ quay của giàn máy và các biện pháp che chắn. Các kỹ thuật viên có thể giám sát hầu hết các thông số và thay đổi chúng để đạt được chất lượng hình ảnh mong muốn với liều tối thiểu cho bệnh nhân [17]:
2.4.4.1. Tích dòng thời gian (mAs) của ống phát tia X
Giảm giá trị mAs trong ống phát tia là một cách để giảm liều bệnh nhân. Nếu giảm 50% mAs trong ống phát tia X làm giảm liều bệnh nhân đi một nửa. Năng lượng chùm tia và dòng photon biến động theo cao áp và mAs. Giá trị dòng nhân thời gian (mAs) tỷ lệ thuận với dòng photon. Tuy nhiên việc giảm mAs đi kèm với gia tăng nhiễu hình ảnh, làm giảm chất lượng hình ảnh. Điều này đặc biệt đúng trong chụp CT vùng bụng, nơi có độ tương phản thấp, dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu mAs càng cao thì chất lượng hình ảnh càng tốt (nhiễu giảm đi) nhưng liều cũng tăng lên. Thông thường giá trị mAs dao động từ 50-500 mAs.
Hình 2.3. Sự khác biệt về hình ảnh chẩn đoán do lựa chọn mAs khác nhau Có chiến lược thiết lập giá trị mAs phù hợp khi chụp CT cho trẻ em
Bảng 2.10. Hướng dẫn thiết lập giá trị mAs cho chụp CT trẻ em [19] Trẻ dưới 6 tháng tuổi ~ 25 % giá trị mAs của người lớn Trẻ từ 6 tháng tuổi đến 3 tuổi ~ 40 % giá trị mAs của người lớn Trẻ từ 3 đến 6 tuổi ~ 65 % giá trị mAs của người lớn Trẻ trên 6 tuổi Sử dụng giá trị mAs của người lớn
32
2.4.4.2. Cao áp (kVp)
Mối quan hệ giữa kVp và chất lượng hình ảnh rất phức tạp vì nó ảnh hưởng đến cả nhiễu hình ảnh và tương phản mô. Giảm kVp gây tăng nhiễu. Điều này đặc biệt đúng khi kích thước bệnh nhân lớn và dòng không tăng một cách thích hợp để bù đắp cho kVp thấp. Cao áp đạt vào càng cao thì tia X đâm xuyên càng mạnh nhưng độ tương phản mô sẽ giảm và liều bệnh nhân nhận sẽ tăng lên. Liều bệnh nhân tỉ lệ với bình phương sự thay đổi trong kVp trong khi tỉ lệ nghịch với sự thay đổi của nhiễu. Sự lựa chọn của cao áp do đó rất quan trọng. Một kVp tối ưu chụp CT bụng cho một bệnh nhân có kích thước trung bình là 120 kVp thay vì 140 kVp, điều này sẽ dẫn đến giảm 20 đến 40% ở liều bệnh. Giá trị này tăng dần khi kích thước bệnh nhân tăng. Trong hầu hết các phép chụ CT trẻ em, giá trị cao áp 80-100 kVp là đủ, đặc biệt là ở trẻ em với một trọng lượng cơ thể <45 kg. Trong chụp CT cho thanh thiếu niên, giá trị cao áp 100 kVp cho ngực và 120 kVp cho vùng bụng thường là đủ.
Khi giảm cao áp thì năng lượng của chùm tia cũng giảm đi, số photon cũng giảm đi nên thường dẫn tới tăng nhiễu hình ảnh gây khó khăn cho chẩn đoán. Do vậy trong thực tế, điều chỉnh kVp thường kéo theo sự điều chỉnh của mAs cho phù hợp.
Hình 2.4. Sự khác biệt hình ảnh do chọn cao áp khác nhau
Tùy thuộc vào kích thước bệnh nhân để lựa chọn kVp cho phù hợp, khi bệnh nhân có kích thước nhỏ thì nên chọn giá trị kVp thấp hơn để giảm liều.
- Một chiến lược đặt ra đối với thiết lập cao áp như sau:[23]
- Tăng cường độ tương phản (giảm kVp); không tương phản (tăng kVp).
- Tổn thương mạch (giảm kVp); tổn thương khác (giữ nguyên kVp).
- Chụp CT mạch (giảm kVp); chụp CT thường (giữ nguyên kVp).
- Bệnh nhân kích thước nhỏ (giảm kVp); bệnh nhân kích thước lớn (tăng kVp).
33
2.4.4.3. Chiều dài quét
Với sự gia tăng ngày càng cao của máy CT xoắn ốc, có một xu hướng là mở rộng phạm vi quét bao gồm các cơ quan mà vượt ra ngoài vùng cần chẩn đoán ở ngực, bụng, hoặc khung xương chậu, dẫn tới tăng liều bệnh nhân. Vì vậy, bác sĩ phải thiết lập các giao thức quét để hạn chế những vùng cần được chẩn đoán.
2.4.4.4. Giá trị pitch, tốc độ di chuyển cả giường, chuẩn trực chùm tia
Trong máy quét xoắn ốc, nếu tăng giá trị pitch sẽ làm giảm khoảng thời gian chiếu xạ cho bệnh nhân, dẫn tới làm giảm liều bệnh nhân, đặc biệt là khi các thông số khác như dòng mAs được giữ không đổi. Khi pitch càng tăng sẽ có những vị trí mô không được chiếu xạ làm giảm liều bệnh nhân nhưng chất lượng hình ảnh thu được sẽ thấp, khi giảm giá trị pitch sẽ thu được hình ảnh chất lượng tốt hơn nhưng liều bệnh nhân lại tăng lên.
Tốc độ di chuyển của giường càng nhanh đối với một độ mở chuẩn trực cho trước sẽ làm tăng giá trị pitch và giúp làm giảm liều bệnh nhân, đặc biệt là khi các thông số khác bao gồm cả giá trị dòng mA không đổi. Tuy nhiên khi pitch càng tăng thì có xu hướng làm xuất hiện nhiều ảnh giả, lầm giảm độ phân giải không gian
Chuẩn trực hẹp trong CT đa lớp cắt: Hiệu ứng “overbeaming” thường xuất hiện ở máy CT đa lát cắt tức là một lượng chùm tia X tới bị vượt ra ngoài phạm vi ghi nhận của các đầu dò. Thông thường, chuẩn trực chùm tia càng lớn trong máy đa lát cắt thì càng có tác dụng giảm liều vì hiệu ứng “overbeaming” chỉ đóng góp một tỷ lệ nhỏ; Khi chuẩn trực càng hẹp sẽ làm tăng hiệu ứng “overbeaming” nhưng cho phép tái tạo các vùng cơ thể mỏng hơn (lát cắt mỏng hơn).
2.4.4.5. Che chắn
Cần phải bảo vệ cơ quan nhạy cảm với bức xạ như mô ngực, thủy tinh thể, tuyến sinh dục, đặc biệt liên quan đặc biệt ở trẻ em. Theo một nghiên cứu trên thế giới, việc che chắn bằng chì, liều ở tuyến giáp và ngực đã giảm 45 và 76% tương ứng trong 110 phép chẩn đoán, tương tự như vậy việc che chắn bảo vệ thủy tinh thể trong phép chụp CT xoang mũi giúp giảm hiệu quả liều bệnh nhân tới 40%.
34
2.4.4.6. Lọc chùm tia
Bộ lọc tia X sẽ hấp thụ tia X mềm là những tia X đủ khả năng đâm xuyên mà không góp phần vào việc hình thành hình ảnh, nhưng đóng góp vào liều cho bệnh nhân. Các nghiên cứu cho thấy: bộ lọc với 5,8 mm Nhôm đã ghi nhận làm giảm 17% liều và giảm 9% nhiễu hình ảnh.
2.4.4.7. Điều biến dòng một cách tự động
Điều biến dòng tự động là dựa trên cơ sở điều chỉnh dòng một cách tự động để duy trì mức độ nhiễu hình ảnh cho phép. Có hai phương pháp điều biến hiện nay được sử dụng trong CT: điều biến theo chiều dọc (trục z) và góc (trục x và y). Trong điều biến theo trục z, dòng của ống được điều chỉnh để duy trì mức độ nhiễu nhỏ. Trong điều tiết theo góc, dòng được điều chỉnh để giảm thiểu tia X ít quan trọng trong giảm nhiễu hình ảnh tổng thể. Một cuộc điều tra gần đây của 100 CT xoắn ốc nghiên cứu hình ảnh chẩn đoán ở trẻ em, trong đó điều biến theo góc đã được sử dụng cho thấy giảm 10 đến 60% về liều, với mức độ giảm trung bình là 22,3% mà không làm giảm chất lượng hình ảnh. Máy quét CT lý tưởng sẽ sử dụng cả hai kỹ thuật điều biến theo trục z và góc.
2.4.4.8.Các hiệu ứng overranging và overbeaming của máy CT đa lát cắt
Theo một nghiên cứu khảo sát tại Đức [23], 2 hiệu ứng thường gặp ở máy CT đa lát cắt có thể dẫn tới làm tăng liều bênh nhân gồm overbeaming thường xuất hiện ở các máy đa lát cắt và và overranging thường xuất hiện ở chế độ quét xoắn ốc. Cụ thể:
Hiệu ứng overbeaming là hiện tượng vùng nửa tối nằm ngoài các detector thu nhận nên không được sử dụng vào mục đích ghi nhận hình ảnh của bệnh nhân, dẫn tới làm tăng liều không cần thiết cho bệnh nhân.
Hình 2.5. Liều đối với CT bốn lát cắt (màu xám đen là vùng bị tối hoàn toàn; màu xám nhẹ là vùng nửa tối). Giá trị dz là vị trí bị overbeaming.
35
Hiện tượng này thường chỉ xuất hiện ở máy CT đa lát cắt và làm tăng giá trị CTDI_ chỉ số liều trên một lát cắt theo công thức:
(2.1)
Với N là số lát cắt mô phỏng và hcol là chuẩn trực lát cắt. Giá trị overbeaming lớn khi dz lớn và bề rộng chùm tia nhỏ.
Hiệu ứng overranging: làm tăng giá trị liều dài bệnh nhân do các vòng quay thêm vào vị trí đầu và vị trí cuối của phép chụp CT xoắn ốc. Hiệu ứng này phụ thuộc vào 2 yếu tố: Δn là số vòng quay thêm và ΔL là chiều dài quét tăng thêm; Theo kết quả nghiên cứu của Đức, tác động của hiệu ứng overranging đối với liều dài của bệnh nhân DLP. Tỷ lệ tăng liều tính bằng công thức sau:
ΔDLPrel = ΔL/Lnet⋅ 100 (2.2) với Lnet là chiều dài vùng cơ thể được chụp lấy ảnh
Hai liệu ứng này đều phụ thuộc vào bề rộng chùm tia, trong khi hiệu ứng
overranging còn phụ thuộc thêm vào giá trị pitch và chiều dài quét. Và cả 2 hiệu ứng
này đều đóng góp làm tăng liều bệnh nhân
Hình 2.6. Tỷ lệ làm tăng liều dài DLP từ sự kết hợp của cả 2 hiệu ứng “overbeaming” and “overranging” đối với chiều dài quét 20 cm ở các máy CT có số lát cắt khác nhau Nhìn vào biểu đồ có thể thấy: đối với máy CT bốn lắt cắt, giá trị liều dài DLP tăng cỡ 30% đối với máy đơn lát cắt, chủ yếu do hiệu ứng overbeaming; ở máy CT
36
64 lát cắt, hiệu ứng overranging làm tăng 30% giá trị liều dài DLP so với máy đơn lát cắt.
2.5. MỨC CHỈ DẪN TRONG CHỤP CHẨN ĐOÁN BẰNG CT
Hiện nay, trên thế giới và tại Việt Nam đã ban hành một số quy định mức liều chỉ dẫn đối với bệnh nhân chụp CT. Mức chỉ dẫn trong chiếu xạ y tế là giá trị khuyến cáo của liều, suất liều hoặc hoạt độ phóng xạ được dùng tham khảo để kiểm soát chiếu xạ y tế và khi tiến hành công việc trong thực tế, nếu các giá trị này bị vượt quá hay thấp hơn nhiều thì cần có sự xem xét, đánh giá lại để đạt được mức chiếu xạ y tế hợp lý. Trong năm 2014 Việt Nam đã ban hành Thông tư 13/2014/TT-BKHCN trong đó đưa ra mức chỉ dẫn liều cho bệnh nhân trong chụp chẩn đoán CT.
Bảng 2.11. Các quy định về mức chỉ dẫn trong chụp CT tại Việt Nam và trên thế giới
Phép chụp CT Quy định của Việt Nam tại Thông tư 13/2014/TT-BKHCN Quy định của Châu Âu [21] Quy định tại tài liệu BSS 115 của IAEA
Đầu 60 mGy 60 mGy 50 mGy
Ngực - 30 mGy
Cột sống lưng 25 mGy - 35 mGy
Bụng 40 mGy 35 mGy 25 mGy