Luận Án Tiến Sĩ Về Tính Liều Trong Y Học Hạt Nhân Với Phantom Voxel

• Tác giả: Nguyễn Thị Phương Thảo
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đông Sơn
• Trường học: Viện Năng Lượng Nguyên Tử Việt Nam
• Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân
• Đề tài: Tính Liều Trong Y Học Hạt Nhân Sử Dụng Phantom Voxel Và Phần Mềm GAMOS Geant4
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP HCM

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH LIỀU HIỆN TẠI TRONG Y HỌC HẠT NHÂN
• 1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VIỆC TÍNH LIỀU
• 1.2. Giới thiệu về y học hạt nhân
• 1.3. Tương tác của bức xạ ion hóa với vật chất
• 1.4. Tương tác giữa electron và vật chất
• 1.5. Tương tác giữa photon và vật chất
• 1.6. Tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa lên cơ thể
• 1.7. Các đại lượng và đơn vị đo liều bức xạ
• 1.8. Tình hình nghiên cứu về các kỹ thuật tính liều cho bệnh nhân và người tiếp xúc với bệnh nhân
• 1.9. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.10. Kỹ thuật tính liều cho bệnh nhân và người tiếp xúc
• 1.11. Công cụ tính liều
• 1.12. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.13. Ưu điểm và hạn chế của kỹ thuật tính liều cho phantom voxel
• 1.14. Nhiệm vụ của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG BẰNG PHẦN MỀM GAMOS/GEANT4
• 2.1. Phương pháp Monte Carlo
• 2.2. Nguyên tắc chung
• 2.3. Tính liều cho phantom voxel
• 2.4. Nguyên tắc chụp ảnh CT và ảnh YHHN
• 2.5. Ứng dụng ảnh CT và ảnh YHHN
• 2.6. Tính liều bằng code Geant4 và mô hình vật lý Livermore
• 2.7. Sử dụng phần mềm GAMOS/Geant4 để tính liều trong Y học hạt nhân
• 2.8. Khảo sát độ tin cậy của phần mềm GAMOS/Geant4
• 2.9. Mô hình vật lý
• 2.10. Các tính toán liều lượng
• 3. CHƯƠNG 3: PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM GAMOS/GEANT4 ĐỂ TỐI ƯU HÓA TÍNH TOÁN LIỀU VỚI PHANTOM VOXEL BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO
• 3.1. Các cải tiến trong việc tính liều cho phantom voxel
• 3.2. Tính liều cho bệnh nhân bằng phương pháp “hình học song song”
• 3.3. Xác định khối lượng của một cấu trúc
• 3.4. Xác định năng lượng hấp thụ trong một cấu trúc
• 3.5. Tính liều cho người tiếp xúc với bệnh nhân bằng phương pháp “ghép phantom”
• 3.6. Phương pháp ghép phantom
• 3.7. Một số hình thức ghép
• 3.8. Đánh giá độ tin cậy của các cải tiến
• 3.9. Tính liều cho bệnh nhân bằng phương pháp “hình học song song”
• 3.10. Tính liều cho người tiếp xúc bằng phương pháp “ghép phantom”
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG VÀ KẾT QUẢ
• 4.1. Kết quả tính liều cho bệnh nhân bằng phương pháp “hình học song song”
• 4.2. Kết quả tính liều cho người tiếp xúc bằng phương pháp “ghép phantom”
• 4.3. Tính liều tương đương cho tuyến giáp của người tiếp xúc khi đứng bên cạnh một bệnh nhân đang nằm
• 4.4. Tính liều hiệu dụng cho người tiếp xúc ở các tình huống giao tiếp khác nhau
• 4.5. Kết quả nghiên cứu của luận án
• 4.6. Những điểm mới của luận án
• 4.7. Những đề nghị nghiên cứu tiếp theo
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM GAMOS
• HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM CARIMAS
• GIÁ TRỊ HOẠT ĐỘ (Bq) VÀ HU TRÊN TỪNG VOXEL
• PHỤ LỤC D. BẢNG CHUYỂN ĐỔI MẬT ĐỘ VÀ VẬT LIỆU THEO NGHIÊN CỨU CỦA SCHNEIDER [104]
• CÁC TỆP DỮ LIỆU “YÊU CẦU” KHI TÍNH LIỀU
• PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG TÍNH TỈ LỆ THỂ TÍCH
• THÔNG TIN PHANTOM ICRP 110 GIỚI TÍNH NAM [56]
• TRỌNG SỐ BỨC XẠ
• TRỌNG SỐ MÔ THEO ICRP 103.137

I. Giới thiệu về Tính Liều Trong Y Học Hạt Nhân

Tính liều trong y học hạt nhân là một lĩnh vực quan trọng, nơi mà tính liều được xác định để tối ưu hóa hiệu quả điều trị và giảm thiểu rủi ro cho bệnh nhân. Việc sử dụng phantom voxel trong tính toán liều giúp mô phỏng chính xác hơn về cấu trúc cơ thể con người. Phần mềm GAMOS và Geant4 là những công cụ mạnh mẽ hỗ trợ trong việc tính toán này. Chúng cho phép mô phỏng các tương tác phức tạp giữa bức xạ ion hóa và vật chất, từ đó cung cấp thông tin chi tiết về liều lượng mà bệnh nhân và người tiếp xúc nhận được. Việc tính toán chính xác liều lượng là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và những người xung quanh, đồng thời tối ưu hóa hiệu quả điều trị.

II. Phương Pháp Tính Liều Bằng Phantom Voxel

Phương pháp tính liều bằng phantom voxel cho phép chia nhỏ cơ thể thành nhiều ô hình hộp nhỏ, từ đó tính toán chính xác hơn về liều lượng hấp thụ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng hình học song song trong tính toán giúp giảm thiểu sai số ở các biên của cơ quan. Điều này rất quan trọng trong việc xác định chính xác liều hấp thụ cho từng cấu trúc trong cơ thể. Phần mềm GAMOS kết hợp với Geant4 cho phép thực hiện các mô phỏng Monte Carlo, giúp tính toán liều lượng một cách linh hoạt và chính xác. Kết quả từ các mô phỏng này có thể được sử dụng để cải thiện quy trình điều trị và giảm thiểu rủi ro cho bệnh nhân.

III. Ứng Dụng và Kết Quả Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã áp dụng phương pháp tính liều cho bệnh nhân bằng hình học song song và cho người tiếp xúc bằng phương pháp ghép phantom. Kết quả cho thấy có sự khác biệt rõ rệt trong liều hấp thụ giữa các tình huống khác nhau. Việc sử dụng phantom voxel giúp mô phỏng chính xác hơn về sự phân bố thuốc phóng xạ trong cơ thể bệnh nhân, từ đó cải thiện độ chính xác trong tính toán liều cho người tiếp xúc. Các kết quả này không chỉ có giá trị trong việc tối ưu hóa điều trị mà còn trong việc thiết lập các biện pháp cách ly hợp lý, đảm bảo an toàn cho cả bệnh nhân và những người xung quanh.

IV. Đánh Giá và Kết Luận

Luận án đã cung cấp những phương pháp mới trong việc tính toán liều cho bệnh nhân và người tiếp xúc, với độ chính xác cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Việc áp dụng phantom voxel và phần mềm GAMOS/Geant4 đã chứng minh được hiệu quả trong việc tối ưu hóa liều lượng và giảm thiểu rủi ro cho bệnh nhân. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực y học hạt nhân, đồng thời khẳng định tầm quan trọng của việc tính toán chính xác liều lượng trong điều trị và chăm sóc sức khỏe.