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
Khung chậu - 35 mGy
Gan, lá lách, tuyến tụy
37
CHƯƠNG 3. MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ LIỀU BỆNH NHÂN CHỤP CT 3.1.THỐNG KÊ VỀ MÁY CHỤP CT
Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế IAEA đã thực hiện một cuộc khảo sát về tình hình chẩn đoán bằng CT nói chung và cho trẻ em nói riêng tại 40 quốc gia ở Châu Á, Châu Âu, Châu Mỹ và Châu Phi năm 2009. Kết quả cho thấy số lượng cơ sở trang bị máy CT gia tăng trong những năm gần đây, kèm theo số lớp cắt trong chẩn đoán bằng CT cũng tăng lên. Cụ thể từ sau năm 2005, số lượng máy CT được đầu tư chiếm 65% tổng số máy được khảo sát. Trong số các các máy CT được khảo sát, chiếm tỷ lệ cao là các máy chụp cắt lớp có từ 2 đến 40 lát cắt (46%), số lượng máy CT có từ 64 lát cắt trở lên chiếm 31%.[6]
Hình 3.1. Thống kê chủng loại máy CT Hình 3.2. Thống kê số lượng máy CT
Tình hình phát triển ở Việt Nam
Tại Việt Nam, theo thống kê của Cục An toàn bức xạ và hạt nhân (Cục ATBXHN), trong những năm gần đây, số lượng thiết bị X quang tăng lên một cách nhanh chóng, đa dạng về chủng loại.
Bảng 3.1. Thống kê chẩn đoán X quang tại Việt Nam tính đến năm 2013
Năm Số cơ sở x quang y tế Số thiết bị x quang y tế Số máy CT
2009 2342 3442 200 2010 2861 4381 289 2011 3137 5241 376 2013 3642 6049 407 31% 23% 46% MDCT >= 64 lớp cắt SDCT MDCT với 2-40 lớp cắt 3% 3% 29% 65% trước năm 1996 không rõ 1997-2004 sau 2005
38
Trong năm 2013, trung bình mỗi cơ sở y tế có 1,6 máy X quang. Hàng năm, số lượng thiết bị X quang tăng khoảng 900 máy, gồm nhiều loại khác nhau: X quang răng, X quang di động, tán sỏi, X quang nhũ, CT,…Số lượng máy CT tăng lên mỗi năm xấp xỉ 90 máy, số lượng máy CT năm 2013 đã tăng gấp đôi so với năm 2009.
Hình 3.3. Thống kê số lượng máy CT từ năm 2009 đến 2013 của Cục ATBXHN Nhìn chung, số bệnh nhân làm xét nghiệm X-quang rất đông. Ví dụ ở bệnh viện Bạch Mai mỗi ngày có khoảng 300 ca chụp X-quang, bao gồm chụp X-quang thông thường, chụp CT, chụp tim mạch [4]. Hiện nay ở các bệnh viện lớn đều trang bị máy CT phục vụ chẩn đoán hình ảnh. Kỹ thuật chụp CT ngày càng nâng cao. Tại Bệnh viện 103, hàng năm chụp cắt lớp vi tính cho khoảng 5000 trường hợp, có thể chụp cắt lớp gan 3 thì tiêm thuốc cản quang; có máy chụp cắt lớp vi tính xoắn ốc để chụp ống tiêu hoá (dạ dày, khung đại tràng). Bệnh viện Bạch Mai có hệ thống chụp cắt lớp vi tính đa lớp cắt và hệ thống chụp cắt lớp vi tính Somatom Emotion 0,8 giây của hãng Siemen cho một lớp cắt, hệ thống máy CT sensation 64 lát cắt giúp cho việc chẩn đoán các căn bệnh khó trở nên dễ dàng hơn. Bệnh viện trung ương quân đội 108 cũng đã trang bị máy chụp cắt lớp 64 lát, thực hiện chụp CT tái tạo MPR - 3D động mạch chủ bụng - ngực.
3.2.GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ LIỀU
Để tính liều hiệu dụng và liều tương đương của các cơ quan cơ thể khi chụp CT, Luận văn sử dụng chủ yếu phần mềm CT-Expo của Đức. Bên cạnh đó, các kết quả
200 289 376 407 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 2009 2010 2011 2013 số lượ ng m áy CT Năm
39
tính được sẽ đối chiếu với kết quả tính quả tính toán của một số phần mềm khác như CT Dose và CT Dosimetry. So sánh với 2 phần mềm này, phần mềm CT Expo tính toán dựa trên nhiều thông số đầu vào hơn như yếu tố giới tính bệnh nhân, độ tuổi bệnh nhân (người lớn, trẻ em, trẻ sơ sinh) và xem xét đến tác động của hiệu ứng quét quá giới hạn (overranging) hoặc quá chùm tia (overbeaming) thường xảy ra khi chụp xoắn ốc; Phần mềm cho phép tính toán liều trên 31 cơ quan khác nhau trong cơ thể.
CT-Expo phiên bản 2.2 là một ứng dụng Excel được viết để tính liều bệnh nhân trong phép kiểm tra chẩn đoán bằng CT. Được dựa trên phương pháp dùng máy vi tính để đánh giá dữ liệu được thu thập ở Đức trong các hoạt động chẩn đoán dùng CT trong năm 1999 và năm 2002. Các phiên bản được cập nhật thường xuyên để tăng cường khả năng tính toán, đưa ra các kết quả tính toán liều bệnh nhân có độ tin cậy cao hơn. Phiên bản 2.2 là phiên bản mới được cập nhật cuối năm 2013, là phiên bản cập nhật nhất hiện nay.
Việc tính toán liều cơ quan và liều hiệu dụng được thực hiện dựa trên hệ số chuyển đổi. Các hệ số này dựa trên cơ sở tính toán bằng cách sử dụng các hình nộm toán học. Các tệp dữ liệu chứa các hệ số chuyển đổi liều không khí - cơ quan để tính liều cơ quan trong cơ thể. Bộ dữ liệu là kết quả tính toán bằng phương pháp mô phỏng Monte Carlo dựa trên các hình nộm theo lứa tuổi, giới tính (gồm nam giới, nữ giới, trẻ em, trẻ sơ sinh). Các thông số cụ thể của hình nộm:
Bảng 3.2. Các thông số cụ thể của hình nộm áp dụng cho phần mềm CT Expo
Thông số Nam Nữ Trẻ em Trẻ sơ sinh
Tuổi Trên 18 tuổi Trên 18 tuổi 7 Tuổi 6 tuần
Chiều cao 170 cm 160 cm 115 cm 57 cm
Chiều dày 20 cm 18,8 cm 17,6 cm 12,2 cm
Cân nặng 70 kg 60 kg 22 kg 4,2 kg
Phần mềm CT-Expo V2.2 cho phép tính toán các đại lượng liều sau đây:
40
Chỉ số liều trên một lát cắt có tính đến chiều dài quét CTDT volume (CTDI hiệu dụng)
Liều chiều dài DLP
Liều các cơ quan
Liều hiệu dụng (theo ICRP 60 hoặc 103).
Hình 3.4. Giao diện phần mềm CT Expo và Phantom của phần mềm CT Expo
3.2.1. Các thông số đầu vào của phần mềm để tính toán liều cho bệnh nhân
- Nhóm tuổi: người lớn hoặc trẻ em
- Giới tính: nữ hoặc nam
- Chiều dài quét: phần mềm yêu cầu nhập vị trí bắt đầu, vị trí kết thúc quét, việc việc này thực hiện bằng cách chọn trực tiếp chiều dài quét trên phantom của phần mềm để phản ánh đúng vị trí cần chụp CT
- Chọn chế độ quét: quét cơ thể có chứa vùng đầu/sọ bệnh nhân hoặc chế độ xoắn ốc hoặc chế độ điều biến liều theo chiều dài. Tùy vào thực tế chụp để chọn chế độ phù hợp.
- Các thông số chụp cần nhập vào phần mềm: + cao áp kV
+ dòng mA, giá trị này có hiển thị trên máy + thời gian t trên 1 vòng quay của giàn (giây)
+ bề rộng chùm tia hoặc tổng độ mở khe chuẩn trực. Tính bằng công thức: bề rộng chùm tia = N*hcol. Đối với máy đơn lát cắt (với N =1 là số lát cắt thu được trên
41
một vòng quay) thì giá trị độ mở khe chuẩn trực thường bằng bề dày lát cắt. Đối với máy CT đa lát cắt (N >1) thì nhập giá trị tích N*hcol với hcol là chuẩn trực lát cắt và N là số lát cắt cần thu trên 1 vòng quay. Giá trị này có hiển thị trên máy. Ở máy CT Emotion Duo, khi chọn bề dày lát cắt (chỉ có một số tùy chọn cụ thể) khi đó độ chuẩn trực sẽ được tự động hiển thị; ví dụ chọn lát cắt dày 8 mm thì bề rộng chùm tia là 2 x 5 mm (=10 mm)
+ Độ dịch chuyển của giường bệnh nhân trên một vòng quay TF (mm).
Sau khi nhập các giá trị bề rộng chùm tia (N*hcol) và độ dịch chuyển của giường thì giá trị pitch tự động được tính (=TF/ N*hcol).
+ Nhập số lần quét lặp lại trên cùng một vùng quét (ví dụ chụp thường và chụp tương phản).
Liều bệnh nhân được xác định trên cơ sở các thông số đầu vào như trên. Sự thay đổi các thông số kỹ thuật này đều có ảnh hưởng tới giá trị liều bệnh nhân nhận được.
Hình 3.5. Giao diện tính toán phần mềm CT Expo
3.2.2. Sai số và mức độ tin cậy của phần mềm CT Expo
Theo tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm CT Expo [18], tổng sai số khi sử dụng phần mềm này là ±10 đến ± 15% đối với các đại lượng có thể đo đạc được như (CTDIvol; CTDIw, DLPw) và ± 20 đến 30% đối với các đại lượng chỉ có thể tìm được
42
từ các hệ số chuyển đổi (liều cho các cơ quan và liều hiệu dụng). Sai số lớn có thể xảy ra khi:
+ nhập các thông số đầu vào không chuẩn xác;
+ đánh giá liều cho các bộ phận nằm ngoài hoặc rộng hơn giới hạn quét
+ đánh giá liều của các bộ phận khi có áp dụng các điều biến liều theo góc hoặc/và theo chiều dài
+ sử dụng thiết bị đo có dung sai lớn.
+ máy CT bị sửa đổi không được phép hoặc không thông báo
3.2.3. Cách thức lấy số liệu khảo sát
Số liệu thống kê các thông số đầu vào để tính liều bệnh nhân trong phép chụp