I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu
Luận án tiến sĩ tập trung vào việc tính toán liều lượng trong y học hạt nhân sử dụng phantom voxel thông qua phần mềm GAMOS/Geant4. Mục tiêu chính là tối ưu hóa tính toán liều cho bệnh nhân và người tiếp xúc với bệnh nhân trong quá trình điều trị. Phantom voxel được sử dụng để mô phỏng cấu trúc giải phẫu chi tiết, giúp giảm thiểu sai số ở biên các cơ quan. Phương pháp Monte Carlo được áp dụng để đảm bảo độ chính xác cao trong tính toán liều.
1.1. Bối cảnh nghiên cứu
Y học hạt nhân đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Tuy nhiên, việc sử dụng bức xạ ion hóa đòi hỏi tính toán liều chính xác để đảm bảo hiệu quả điều trị và giảm thiểu rủi ro cho bệnh nhân và người tiếp xúc. Phantom voxel là công cụ mô phỏng giải phẫu chi tiết, giúp tính toán liều ở mức độ voxel, đặc biệt hữu ích cho các cơ quan phức tạp.
1.2. Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu nhằm phát triển phương pháp tính liều sử dụng hình học song song để giảm thiểu sai số ở biên cơ quan. Đồng thời, phương pháp ghép phantom được đề xuất để tính toán liều cho người tiếp xúc với bệnh nhân, dựa trên phân bố nguồn phóng xạ trong cơ thể bệnh nhân.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phần mềm GAMOS/Geant4 để thực hiện các tính toán liều lượng. Phương pháp Monte Carlo được áp dụng để mô phỏng quá trình tương tác của bức xạ với vật chất. Hình học song song được sử dụng để tính toán liều chính xác cho các cơ quan, trong khi phương pháp ghép phantom giúp mô phỏng các tình huống tiếp xúc giữa bệnh nhân và người xung quanh.
2.1. Phương pháp Monte Carlo
Phương pháp Monte Carlo là công cụ mạnh mẽ để mô phỏng các quá trình vật lý phức tạp. Trong nghiên cứu này, phương pháp được sử dụng để tính toán liều lượng dựa trên dữ liệu ảnh CT và NM, đảm bảo độ chính xác cao trong môi trường không đồng nhất.
2.2. Hình học song song
Hình học song song là kỹ thuật mới được phát triển để tính toán liều chính xác cho các cơ quan. Phương pháp này giúp giảm thiểu sai số ở biên cơ quan bằng cách xác định chính xác phần thể tích voxel thuộc cấu trúc.
2.3. Ghép phantom
Phương pháp ghép phantom được sử dụng để tính toán liều cho người tiếp xúc với bệnh nhân. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng các tình huống tiếp xúc khác nhau, dựa trên phân bố nguồn phóng xạ trong cơ thể bệnh nhân.
III. Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã đạt được những kết quả quan trọng trong việc tính toán liều lượng cho bệnh nhân và người tiếp xúc. Hình học song song giúp giảm thiểu sai số ở biên cơ quan, trong khi phương pháp ghép phantom cho phép tính toán liều chính xác trong các tình huống tiếp xúc khác nhau. Những đóng góp này có ý nghĩa lớn trong việc cải thiện hiệu quả điều trị và đảm bảo an toàn cho người tiếp xúc.
3.1. Kết quả tính liều cho bệnh nhân
Phương pháp hình học song song đã được kiểm chứng qua thử nghiệm điều trị ung thư tuyến giáp bằng I-131. Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể trong tính toán liều, đặc biệt là ở các cơ quan nhỏ và phức tạp.
3.2. Kết quả tính liều cho người tiếp xúc
Phương pháp ghép phantom cho phép tính toán liều chính xác trong các tình huống tiếp xúc khác nhau. Kết quả cho thấy sự khác biệt đáng kể so với các mô hình nguồn đơn giản, giúp đưa ra các biện pháp cách ly phù hợp.
IV. Ứng dụng và hướng phát triển
Nghiên cứu có giá trị ứng dụng cao trong lĩnh vực y học hạt nhân, đặc biệt là trong việc lập kế hoạch điều trị và đảm bảo an toàn cho người tiếp xúc. Những phương pháp mới được đề xuất có thể được tích hợp vào các phần mềm tính liều hiện có, giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả. Hướng phát triển tiếp theo bao gồm tối ưu hóa các thuật toán và mở rộng ứng dụng cho các loại bệnh lý khác.
4.1. Ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu có thể được áp dụng trong các bệnh viện và trung tâm y học hạt nhân để cải thiện hiệu quả điều trị và đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và nhân viên y tế. Phương pháp hình học song song và ghép phantom có thể được tích hợp vào các phần mềm tính liều hiện có.
4.2. Hướng phát triển
Hướng phát triển tiếp theo bao gồm tối ưu hóa các thuật toán tính liều, mở rộng ứng dụng cho các loại bệnh lý khác, và phát triển các công cụ hỗ trợ tính toán liều tự động. Nghiên cứu cũng có thể được mở rộng để tính toán liều cho các tình huống tiếp xúc phức tạp hơn.
