Luận văn thạc sĩ tính toán thiết kế che chắn bức xạ phòng máy ct scanner

"Tính toán thiết kế che chắn bức xạ phòng máy CT Scanner cho luận văn thạc sĩ. Cung cấp giải pháp tối ưu hóa thiết kế che chắn bức xạ, đảm bảo an toàn cho người bệnh và nhân viê...

• Tác giả: Nguyễn Thị Vân Anh
• Người hướng dẫn: TS. Đàm Nguyên Bình
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử
• Đề tài: Tính Toán Thiết Kế Che Chắn Bức Xạ Phòng Máy CT Scanner
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
• 1.1. Những vấn đề về an toàn bức xạ trong thiết bị X quang y tế
• 1.2. Sự suy giảm của chùm photon qua vật chất. Một số đại lượng liều
• 1.3. Các quy định đảm bảo an toàn bức xạ trong y tế theo quy định của pháp luật
• 1.4. Giới thiệu chung về máy CT Scanner
• 1.5. Nguyên tắc hoạt động, nguyên lý ứng dụng tia X trong máy CT Scanner
• 1.6. Liều bức xạ ở máy CT Scanner
• 1.7. Các vật liệu che chắn. Các yếu tố thiết kế che chắn
• 1.8. Cửa sổ, Ô cửa quan sát (kính chì)
• 1.9. Trần nhà, sàn nhà
• 2. CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên tắc che chắn bức xạ
• 2.2. Các phương pháp tính toán che chắn cho phòng máy
• 2.3. Phương pháp sử dụng CTDI
• 2.4. Phương pháp sử dụng DLP
• 2.5. Phương pháp sử dụng sơ đồ đồng liều
• 2.6. Sử dụng phương pháp tích liều chiều dài DLP
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Phương pháp thực nghiệm - Đo tích liều chiều dài DLP
• 3.2. Phương pháp thực hiện
• 3.3. Thiết bị sử dụng
• 3.4. Điều kiện kiểm tra
• 3.5. Cấu hình thực hiện
• 3.6. Xử lý kết quả
• 3.7. Các kết quả được sử dụng trong tính toán
• 3.8. Phân tích, xử lý từ kết quả DLP đối với máy CT Scanner
• 3.9. Tính toán che chắn che chắn phòng máy trong trường hợp cụ thể
• 3.10. Đánh giá kết quả và thảo luận
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về che chắn bức xạ phòng máy CT Scanner

Trong bối cảnh y học hiện đại, việc sử dụng máy CT Scanner ngày càng trở nên phổ biến. Tuy nhiên, việc phát sinh bức xạ từ thiết bị này cũng đặt ra nhiều thách thức về an toàn bức xạ. Luận văn thạc sĩ này sẽ đi sâu vào việc tính toán và thiết kế che chắn bức xạ cho phòng máy CT Scanner, nhằm đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và nhân viên y tế.

1.1. Khái niệm về bức xạ và máy CT Scanner

Bức xạ là năng lượng phát ra từ các nguồn khác nhau, trong đó có máy CT Scanner. Máy CT Scanner sử dụng tia X để tạo ra hình ảnh cắt lớp của cơ thể, giúp chẩn đoán bệnh. Tuy nhiên, bức xạ từ máy CT có thể gây hại nếu không được kiểm soát đúng cách.

1.2. Tầm quan trọng của che chắn bức xạ

Che chắn bức xạ là một yếu tố quan trọng trong thiết kế phòng máy CT Scanner. Việc che chắn hiệu quả giúp giảm thiểu liều bức xạ cho bệnh nhân và nhân viên y tế, đồng thời tuân thủ các quy định về an toàn bức xạ.

II. Vấn đề an toàn bức xạ trong phòng máy CT Scanner

An toàn bức xạ là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong việc sử dụng máy CT Scanner. Việc tiếp xúc với bức xạ ion hóa có thể gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe con người. Do đó, việc thiết kế che chắn bức xạ là cần thiết để bảo vệ người sử dụng.

2.1. Các nguồn bức xạ trong phòng CT Scanner

Máy CT Scanner phát ra bức xạ ion hóa trong quá trình hoạt động. Bức xạ này có thể gây hại cho các mô và cơ quan trong cơ thể nếu không được kiểm soát. Việc hiểu rõ các nguồn bức xạ này là cần thiết để thiết kế che chắn hiệu quả.

2.2. Các quy định về an toàn bức xạ

Các quy định về an toàn bức xạ được thiết lập nhằm bảo vệ sức khỏe cho bệnh nhân và nhân viên y tế. Những quy định này bao gồm giới hạn liều bức xạ cho phép và yêu cầu về thiết kế phòng máy CT Scanner.

III. Phương pháp tính toán che chắn bức xạ cho phòng CT Scanner

Để thiết kế che chắn bức xạ hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp tính toán chính xác. Luận văn sẽ trình bày các phương pháp tính toán che chắn bức xạ, bao gồm phương pháp sử dụng chỉ số liều CTDI và DLP.

3.1. Phương pháp CTDI trong tính toán che chắn

CTDI (Computed Tomography Dose Index) là một chỉ số quan trọng trong việc đánh giá liều bức xạ từ máy CT Scanner. Phương pháp này giúp xác định liều bức xạ mà bệnh nhân nhận được trong quá trình chụp.

3.2. Phương pháp DLP và ứng dụng trong che chắn

DLP (Dose Length Product) là một phương pháp khác để tính toán liều bức xạ. Phương pháp này tính toán tổng liều bức xạ dựa trên chiều dài của vùng chụp và liều bức xạ trung bình, từ đó giúp thiết kế che chắn hiệu quả.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Luận văn sẽ trình bày các kết quả nghiên cứu từ việc áp dụng các phương pháp tính toán che chắn bức xạ cho phòng máy CT Scanner. Những kết quả này sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn an toàn bức xạ hiện hành.

4.1. Kết quả thực nghiệm từ các bệnh viện

Nghiên cứu đã thu thập dữ liệu từ nhiều bệnh viện khác nhau để đánh giá hiệu quả của các phương pháp che chắn bức xạ. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong mức độ bức xạ giữa các phòng máy được thiết kế khác nhau.

4.2. Ứng dụng kết quả vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng vào thực tiễn để cải thiện thiết kế phòng máy CT Scanner, từ đó nâng cao an toàn bức xạ cho bệnh nhân và nhân viên y tế.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của che chắn bức xạ

Luận văn đã chỉ ra tầm quan trọng của việc tính toán và thiết kế che chắn bức xạ cho phòng máy CT Scanner. Những kết quả đạt được không chỉ giúp nâng cao an toàn bức xạ mà còn mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu trong lĩnh vực này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã xác định được các phương pháp tính toán che chắn bức xạ hiệu quả, đồng thời đưa ra các khuyến nghị cho việc thiết kế phòng máy CT Scanner.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp che chắn bức xạ mới, nhằm nâng cao hơn nữa an toàn bức xạ trong y tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ứng dụng rộng rãi của vật lý hạt nhân trong y học, đặc biệt là kỹ thuật chụp cắt lớp vi tính (CT Scanner), việc kiểm soát an toàn bức xạ trở thành vấn đề cấp thiết. Theo báo cáo của ngành, liều bức xạ từ máy CT Scanner cao gấp nhiều lần so với máy X-quang thông thường, gây nguy cơ tích lũy bức xạ ảnh hưởng đến sức khỏe bệnh nhân và nhân viên vận hành. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là tính toán thiết kế che chắn bức xạ cho phòng máy CT Scanner nhằm đảm bảo an toàn bức xạ theo các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các máy CT Scanner đang sử dụng tại các bệnh viện trên cả nước trong giai đoạn hiện nay, với trọng tâm là phương pháp tính toán dựa trên tích liều chiều dài (DLP) và các vật liệu che chắn phổ biến như chì, bê tông, gạch thẻ, vữa barite. Ý nghĩa nghiên cứu được thể hiện qua việc giảm thiểu liều bức xạ rò rỉ ra môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và nâng cao hiệu quả vận hành thiết bị y tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết vật lý hạt nhân liên quan đến bức xạ X, bao gồm:

• Tính chất bức xạ X: Tia X có bước sóng từ 0,01 đến 10 nanômét, năng lượng từ 120 eV đến 120 keV, có khả năng xuyên qua vật chất và bị hấp thụ tùy thuộc vào mật độ, số khối và bước sóng.
• Sự suy giảm chùm photon: Mô hình suy giảm theo hàm mũ ( I(x) = I_0 e^{-\mu d} ), trong đó ( \mu ) là hệ số suy giảm tuyến tính, phản ánh sự hấp thụ và tán xạ photon khi đi qua vật chất.
• Đại lượng liều bức xạ: Bao gồm liều hấp thụ (Gy), liều tương đương (Sv) và liều hiệu dụng, được tính dựa trên trọng số mô và loại bức xạ.
• Chỉ số liều CTDI và DLP: CTDI (Computed Tomography Dose Index) đo liều hấp thụ trong mô hình phantom, DLP (Dose-Length Product) đặc trưng cho tổng năng lượng hấp thụ trên chiều dài quét.
• Nguyên tắc che chắn bức xạ: Áp dụng nguyên tắc ALARA (As Low As Reasonably Achievable) với các biện pháp tăng khoảng cách, giảm thời gian tiếp xúc và sử dụng vật liệu che chắn phù hợp.

Các khái niệm chính bao gồm: bức xạ sơ cấp và thứ cấp, hệ số tán xạ, hệ số chiếm cứ, vật liệu che chắn (chì, bê tông, gạch thẻ, vữa barite), và các giới hạn liều theo quy định pháp luật.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp phân tích lý thuyết:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ 30 máy CT Scanner tại các bệnh viện trên ba miền Bắc, Trung, Nam, bao gồm các phép đo liều kerma tại phantom đầu và thân, thông số kỹ thuật máy, và dữ liệu bệnh nhân.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp tích liều chiều dài DLP để tính toán liều bức xạ thứ cấp tại khoảng cách 1m từ nguồn phát, từ đó xác định bề dày lớp che chắn tối ưu dựa trên công thức truyền qua bức xạ và các tham số vật liệu.
• Timeline nghiên cứu: Quá trình thu thập và xử lý số liệu thực nghiệm diễn ra trong vòng 6 tháng, tiếp theo là phân tích và tính toán thiết kế che chắn trong 3 tháng, hoàn thiện luận văn trong 3 tháng cuối năm 2017.

Phương pháp chọn mẫu là lựa chọn các máy CT Scanner đại diện cho các loại máy phổ biến hiện nay, với cỡ mẫu đủ lớn để đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Giá trị DLP trung bình theo loại chụp:

   • Chụp sọ: DLP trung bình khoảng 850 mGy.cm
   • Chụp ngực: DLP trung bình khoảng 1200 mGy.cm
   • Chụp bụng: DLP trung bình khoảng 1500 mGy.cm
     Các giá trị này phản ánh mức liều bức xạ bệnh nhân nhận được, phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế.

2. Hệ số tán xạ và phân bố bức xạ thứ cấp:
   Hệ số tán xạ ( \kappa ) được xác định là ( 9 \times 10^{-5} , \text{cm}^{-1} ) cho phần đầu và ( 3 \times 10^{-4} , \text{cm}^{-1} ) cho phần thân, cho thấy bức xạ thứ cấp ở phần thân cao hơn gần 3 lần so với phần đầu.

3. Bề dày lớp che chắn tối ưu:

   • Với vật liệu chì, bề dày tối thiểu cần thiết là khoảng 1,5 mm để đảm bảo liều rò rỉ không vượt quá 0,1 mGy/tuần tại khu vực kiểm soát.
   • Bê tông chuẩn với mật độ 2,4 g/cm³ cần bề dày từ 15 đến 20 cm tùy vị trí để đạt tiêu chuẩn an toàn.
   • Gạch thẻ và vữa barite có hiệu quả che chắn thấp hơn, cần tăng bề dày tương ứng từ 20 đến 30 cm.

4. So sánh với các tiêu chuẩn pháp luật:
   Liều bức xạ tại các điểm kiểm soát sau khi thiết kế che chắn đều nằm trong giới hạn cho phép theo Thông tư 13/2014/TTLT-BKHCN-BYT, đảm bảo an toàn cho nhân viên và công chúng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự khác biệt về liều bức xạ giữa các loại chụp là do mức độ hấp thụ và số lượng lát cắt khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến DLP. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về liều bức xạ trong chụp CT. Việc xác định hệ số tán xạ chính xác giúp cải thiện độ tin cậy của tính toán che chắn, giảm thiểu sai số so với phương pháp giả định phân bố đẳng hướng. Bề dày che chắn được đề xuất dựa trên dữ liệu thực nghiệm và mô hình toán học, đảm bảo vừa an toàn vừa kinh tế. Kết quả có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh DLP theo loại chụp và bảng tổng hợp bề dày che chắn theo vật liệu, giúp trực quan hóa hiệu quả các giải pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng vật liệu chì cho các vị trí cửa và kính quan sát nhằm giảm liều bức xạ rò rỉ, đảm bảo liều tại bàn điều khiển không vượt quá 20 mSv/năm. Thời gian thực hiện: 6 tháng, chủ thể: bệnh viện và nhà thầu xây dựng.

2. Sử dụng bê tông chuẩn với mật độ ≥ 2,4 g/cm³ cho tường, trần, sàn phòng CT để đảm bảo che chắn hiệu quả, giảm thiểu bức xạ thứ cấp. Thời gian thực hiện: trong quá trình xây dựng hoặc cải tạo phòng máy, chủ thể: đơn vị quản lý cơ sở vật chất.

3. Kiểm tra và hiệu chuẩn định kỳ máy CT Scanner theo quy định, đảm bảo các thông số kỹ thuật phù hợp với thiết kế che chắn, giảm thiểu rò rỉ bức xạ. Thời gian: hàng năm, chủ thể: cơ quan kiểm định và bệnh viện.

4. Đào tạo nhân viên vận hành về an toàn bức xạ và sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân như tạp dề chì, găng tay chì, liều kế cá nhân để giảm thiểu liều nghề nghiệp. Thời gian: liên tục, chủ thể: phòng nhân sự và đào tạo bệnh viện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Chuyên gia vật lý y tế và kỹ thuật viên CT Scanner: Nắm vững kiến thức về liều bức xạ và thiết kế che chắn, áp dụng vào thực tế vận hành và bảo trì thiết bị.

2. Kiến trúc sư và kỹ sư xây dựng cơ sở y tế: Sử dụng các tiêu chuẩn và số liệu nghiên cứu để thiết kế phòng máy CT đảm bảo an toàn bức xạ và hiệu quả kinh tế.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn bức xạ: Tham khảo để xây dựng hoặc cập nhật các quy định, tiêu chuẩn về an toàn bức xạ trong y tế.

4. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành vật lý nguyên tử, y sinh học: Là tài liệu tham khảo khoa học về ứng dụng vật lý hạt nhân trong y tế, phương pháp đo liều và thiết kế che chắn.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần thiết kế che chắn bức xạ cho phòng máy CT Scanner?
   Máy CT phát ra bức xạ X với liều lượng cao, nếu không có che chắn phù hợp, bức xạ rò rỉ có thể gây hại cho nhân viên và bệnh nhân khác. Thiết kế che chắn giúp giảm liều bức xạ xuống mức an toàn theo quy định.

2. Phương pháp tích liều chiều dài DLP có ưu điểm gì?
   Phương pháp DLP phản ánh tổng năng lượng bức xạ hấp thụ trên toàn bộ chiều dài quét, cho phép tính toán chính xác liều bức xạ thứ cấp và thiết kế che chắn hiệu quả, đồng thời dễ dàng áp dụng trong thực tế.

3. Vật liệu nào được ưu tiên sử dụng để che chắn bức xạ?
   Chì được ưu tiên cho các vị trí cần che chắn cao như cửa và kính quan sát do khả năng hấp thụ photon tốt. Bê tông chuẩn được sử dụng cho tường, trần, sàn vì tính đồng nhất và độ bền cao.

4. Giới hạn liều bức xạ cho nhân viên vận hành là bao nhiêu?
   Theo quy định, liều hiệu dụng toàn thân cho nhân viên bức xạ không vượt quá 20 mSv/năm trung bình trong 5 năm liên tục, với mức tối đa 50 mSv trong một năm riêng lẻ.

5. Làm thế nào để kiểm soát liều bức xạ cho bệnh nhân khi chụp CT?
   Kiểm soát thông số kỹ thuật máy như điện áp ống phát, cường độ dòng điện, thời gian chiếu, sử dụng kỹ thuật điều chế dòng ống phát và lựa chọn chế độ quét phù hợp giúp giảm liều bức xạ cho bệnh nhân.

Kết luận

• Luận văn đã xác định được các chỉ số liều bức xạ đặc trưng (CTDI, DLP) và hệ số tán xạ phù hợp cho máy CT Scanner hiện đại.
• Phương pháp tích liều chiều dài DLP được áp dụng thành công trong tính toán thiết kế che chắn bức xạ phòng máy CT.
• Đề xuất bề dày lớp che chắn tối ưu cho các vật liệu phổ biến như chì, bê tông, gạch thẻ, đảm bảo an toàn bức xạ theo quy định pháp luật.
• Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trực tiếp trong thiết kế, cải tạo phòng máy CT tại các bệnh viện trên toàn quốc.
• Khuyến nghị tiếp tục theo dõi, cập nhật số liệu và kiểm định định kỳ để duy trì hiệu quả an toàn bức xạ.

Các cơ sở y tế và đơn vị quản lý cần triển khai áp dụng các giải pháp che chắn được đề xuất, đồng thời tăng cường đào tạo và kiểm soát liều bức xạ trong vận hành máy CT Scanner để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ngày nay vật lý hạt nhân được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của đời sống xã hội như: công nghiêp, y học và nông sinh. Cùng với sự phát triển của công nghệ tiên tiến, các thiết bị ghi hình ảnh trong y khoa cũng được biết đến nhiều hơn như: máy X quang, máy CT Scanner, MRI, PET,. Kỹ thuật chụp cắt lớp điện toán được sử dụng rất phổ biến trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Việc ứng dụng chụp ảnh cắt lớp vào trong y học để xác định ảnh các mô hay các cơ quan bên trong cơ thể là một bước tiến rất quan trọng trong ngành y tế.

Ứng dụng trong thực tế khi sử dụng máy CT Scanner tạo ảnh với độ phân giải, độ tương phản cao, giúp chúng ta thấy được cấu trúc cơ thể người, những tổn thương bên trong cơ thể. Tuy nhiên, với những tính năng không thể phủ nhận đó, máy CT Scanner lại gây ra tia bức xạ cao gấp nhiều lần so với máy chụp Xquang thông thường. Việc tích lũy bức xạ trong cơ thể con người qua các lần chụp CT gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của những người tiếp xúc. Để đảm bảo an toàn bức xạ cho bệnh nhân, kỹ thuật viên vận hành, việc kiểm soát liều là tất yếu.

Do đó, việc kiểm soát liều bệnh nhân trong chụp cắt lớp CT có ý nghĩ quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe người bệnh nói riêng và môi trường nói chung. Với nhu cầu thực tiễn, có tính khoa học và trước những vấn đề cần quan tâm, cần giải quyết như trên, tôi đã chọn đề tài “Tính toán che chắn bức xạ cho phòng máy CT Scanner” làm đề tài luận văn thạc sỹ. Với mục đích tìm hiểu cơ sở khoa học, khảo sát phương pháp tính toán che chắn cho máy CT Scanner, và áp dụng cho những bài toán che chắn máy CT cụ thể, luận văn bao gồm những nội dung chính như sau: - Tìm hiểu tổng quát về tia X trong ứng dụng thiết bị bức xạ trong y tế bao gồm: khái niệm, các đại lượng ATBX căn bản, những quy định pháp lý về ATBX, mục đích và nguyên tắc của việc thiết kế che chắn và những thuật ngữ liên quan, máy CT Scanner như nguyên tắc hoạt động, các kỹ thuật có liên quan đến tính liều bức xạ. 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] - Tìm hiểu về các phương pháp tính toán che chắn cho phòng máy CT Scanner phổ biến, đưa ra phương pháp tính toán DLP được sử dụng trong tính toán của luận văn.

- Đưa ra phương pháp nghiên cứu thực nghiệm của phương pháp tích liều chiều dài DLP. Thu thập số liệu từ các máy CT Scanner của các bệnh viện điểm trên cả nước, xử lý số liệu để tìm ra các chỉ số từ đó lựa chọn vật liệu che chắn chính xác; nhận xét và thảo luận các kết quả thu được. 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1. Những vấn đề về an toàn bức xạ trong thiết bị X quang y tế 1.

Tia X [12] Tia X là bức xạ phát ra khi chùm tia electron đập vào vật rắn. Tia X do nhà vật lý học người Đức Rơn-ghen (Röntgen) tìm ra năm 1895. Tia X hay X quang hay tia Röntgen là một dạng của sóng điện từ. Nó có bước sóng trong khoảng từ 0,01 đến 10 nanômét tương ứng với dãy tần số từ 30 Petahertz đến 30 Exahertz và năng lượng từ 120 eV đến 120 keV (giới hạn sử dụng tia X trong chẩn đoán bệnh của máy X Quang, máy CT Scanner).

Bước sóng của nó ngắn hơn tia tử ngoại nhưng dài hơn tia gamma. Tia X có khả năng xuyên qua nhiều vật chất nên thường được dùng trong chụp ảnh y tế, nghiên cứu tinh thể, kiểm tra hành lý hành khách trong an ninh hàng không hoặc cửa khẩu. Tia X cũng được phát ra bởi các thiên thể trong vũ trụ, do đó nhiều kính viễn vọng thiên văn học cũng hoạt động trong vùng phổ tia X. Tuy nhiên tia X có khả năng gây ion hóa hoặc các phản ứng có thể nguy hiểm cho sức khỏe con người, do đó bước sóng, cường độ và thời gian chụp ảnh y tế luôn được điều chỉnh cẩn thận để tránh tác hại cho sức khỏe.

Các đặc tính quan trọng của tia X như: Tính truyền thẳng và đâm xuyên: Tia X truyền thẳng theo mọi hướng và có khả năng xuyên qua vật chất, qua cơ thể người. Sự đâm xuyên này càng dễ dàng khi cường độ tia X càng tăng. Tính bị hấp thụ: Sau khi xuyên qua vật chất thì cường độ chùm tia X bị giảm xuống do một phần năng lượng bị hấp thụ. Đây lả cơ sở của phương pháp chẩn đoán X quang.

Sự hấp thụ này phụ thuộc: + Thể tích của vật bị chiếu xạ: Vật càng lớn thì tia X bị hấp thụ càng nhiều. + Bước sóng của chùm X: Bước sóng càng dài tức là tia X càng mềm thì sẽ bị hấp thụ càng nhiều. + Số khối: Sự hấp thụ tăng theo trọng lượng nguyên tử của chất bị chiếu xạ. 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] + Mật độ của vật: Số nguyên tử trong một thể tích nhất định của vật càng nhiều thì sự hấp thụ tia X càng tăng.

Sự suy giảm của chùm photon qua vật chất [6] Một trong những tính chất quan trọng nhất của tia X và là cơ sở của phương pháp chẩn đoán X quang chính là sự suy giảm. Khi tia X đi qua môi trường vật chất, tia X (các hạt photon) sẽ tương tác với vật chất theo nhiều cơ chế khác nhau, các tương tác này không gây ra hiện tượng ion hóa trực tiếp như các hạt tích điện, nó làm bứt các hạt electron quỹ đạo ra khỏi nguyên tử hay sinh ra các cặp electron – positron là các hạt mang điện tích. Các hạt này sẽ là tác nhân gây ion hóa trực tiếp môi trường. Có ba kiểu tương tác chính là hiệu ứng quang điện, tán xạ Compton và hiệu ứng tạo cặp.

Khi có tương tác xảy ra thì cường độ chùm tia X bị suy giảm. Sự suy giảm này là kết quả của sự tương tác giữa photon tia X với các nguyên tử của môi trường, tức là với electron và hạt nhân. Tuy nhiên, đối với tia X chẩn đoán, tương tác phổ biến nhất là hiệu ứng quang điện (Hiệu ứng tạo cặp chỉ xảy ra đối với tia X có năng lượng trên 1,022MeV). Các tương tác này làm photon bị hấp thụ hoặc bị mất một phần năng lượng.

Quá trình đó làm chùm photon bị suy giảm đi. Trong thực nghiệm, để xác định hệ số suy giảm tuyến tính ta chiếu một chùm tia X hẹp đi qua một lớp vật chất có độ dày d. Do sự tương tác với các nguyên tử của môi trường, một số photon sẽ bị hấp thụ hay tán xạ ra khỏi chùm tia. Do đó cường độ chùm tia sẽ giảm dần, theo công thức: I(x) = I0e-µd (1.1) Trong đó: I0 và I(d) là cường độ bức xạ tia X trước và sau lớp vật chất có bề dày d.

µ được gọi là hệ số suy giảm tuyến tính của lớp vật chất đối với chùm tia X đó. Một số đại lƣợng liều [2,3] 1. Liều hấp thụ (ký hiệu là D): Là đại lượng vật lý cơ bản sử dụng cho đánh giá liều bức xạ và được xác định theo công thức sau: 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2) dm Trong đó, dE là năng lượng trung bình do bức xạ iôn hoá truyền cho khối vật chất có khối lượng dm; dm là khối lượng của khối vật chất đó. Đơn vị của liều hấp thụ là jun/ kilôgam (J/kg) và được gọi là gray (Gy).

Liều tƣơng đƣơng (ký hiệu là HT,R): Là đại lượng dùng để đánh giá liều bức xạ trong một tổ chức mô hoặc cơ quan của cơ thể người và được xác định theo công thức sau: HT,R = DT,R x WR (1.3) Trong đó, DT,R là liều hấp thụ do loại bức xạ R gây ra, lấy trung bình trên cơ quan hoặc tổ chức mô T; WR là trọng số bức xạ của bức xạ loại R Khi trường bức xạ gồm nhiều loại bức xạ với các trọng số bức xạ WR khác nhau thì liều tương đương được xác định theo công thức sau: (1.4) H T   WR xDT , R R Đơn vị của liều tương đương là jun trên kilôgam (J/kg) và được gọi là sivert (Sv). Liều hiệu dụng (ký hiệu là E): Liều hiệu dụng là tổng của những liều tương đương ở các mô hay cơ quan, mỗi một liều được nhân với trọng số đặc trưng của mô hay cơ quan tương ứng (tissue weighting factor): E   WT .5) Với HT là liều tương đương trong mô hoặc cơ quan T và WT là trọng số mô được cho trong bảng (1. Từ định nghĩa của liều tương đương ta có: E   WT ( Wr .DT,r )   Wr ( WT .6) Với DT,rlà liều hấp thụ trung bình trong mô hoặc cơ quan T, đối với bức xạ r. Đơn vị của liều hiệu dụng là J/kg hoặc Sievert (Sv).

6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.1: Các trọng số mô đặc trưng cho các mô trong cơ thể WT (1990) Cơ quan hoặc mô WT Cơ quan sinh dục (gonads) 0,20 Tủy xương (bone marrow) 0,12 Ruột (colon) 0,12 Phổi (lung) 0,12 Dạ dày (stomach) 0,12 Bàng quang (bladder) 0,05 Vú (breast) 0,05 Gan (liver) 0,05 Thực quản (oesophagus) 0,05 Tuyến giáp (thyroid) 0,05 Da (skin) 0,01 Mặt xương (bone surface) 0,01 Các cơ quan khác 0,05 1. Kerma (K) [5] Kerma là động năng được giải phóng trong vật chất, ký hiệu là K. Kerma là tỉ số giữa dE k và dm, trong đó dE k là tổng giá trị động năng ban đầu của tất cả các hạt mang điện được sinh ra do các bức xạ ion hóa gián tiếp tương tác với vật chất trong thể tích nguyên tố vật chất và dm là khối lượng vật chất của thể tích đó: dEk K (1.7) dm Kerma cũng phản ánh sự hấp thụ năng lượng bức xạ trong vật chất với đơn vị đo trong hệ SI là J/kg hay Gray (Gy). Đại lượng này được sử dụng đối với các bức xạ ion hóa gián tiếp như tia X, tia gamma, neutron nhanh.

Nếu môi trường là không khí thì khi đó kerma được gọi là airkerma (Kerma không khí). Vậy airkerma được đo bằng tỉ số giữa tổng động năng ban đầu của 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] những hạt mang điện bị ion hóa trong thể tích nguyên tố không khí và khối lượng thể tích khối không khí đó. Các quy định đảm bảo an toàn bức xạ trong y tế theo quy định của pháp luật 1.