NGHIÊN CỨU TỐI ƯU KÍCH THƯỚC PHÒNG ĐẶT MÁY X QUANG QUY ƯỚC VÀ X QUANG NHA ĐẢM BẢO AN TOÀN BỨC XẠ

ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ







BÁO CÁO NGHIỆM THU
(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu)

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TỐI ƯU KÍCH THƯỚC PHÒNG ĐẶT MÁY
X QUANG QUY ƯỚC VÀ X QUANG NHA
ĐẢM BẢO AN TOÀN BỨC XẠ





CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
(Ký tên)





TS. Trương Thị Hồng Loan

CƠ QUAN QUẢN LÝ

(Ký tên/đóng dấu xác nhận)
CƠ QUAN CHỦ TRÌ
(Ký tên/đóng dấu xác nhận)








THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 4/2014
I

TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu đánh giá phân bố suất liều, ảnh hưởng tán xạ,
tính toán an toàn che chắn khi thay đổi kích thước phòng đối với các cơ sở X quang quy
ước và X quang nha điển hình đang hoạt động ở Thành phố Hồ Chí Minh sử dụng chương
trình MCNP5 và quy chuẩn theo thực nghiệm.
Trong đo đạc thực nghiệm, chúng tôi sử dụng máy Piranha để đo suất liều chiếu của
chùm sơ cấp theo khoảng cách so với tâm phát. Đối v
ới X quang quy ước đo liều chiếu tại
vị trí cách tâm phát từ 50cm đến 100cm Đối với máy X quang nha, đo liều chiếu tại các vị
trí cách miệng ống phát tia từ 0 đến 50cm. Để đánh giá suất liều bên ngoài phòng chúng tôi
dùng hệ đo liều Inspector.
Trong mô phỏng, ống phát tia X và tường che chắn chung quanh được mô phỏng
bằng chương trình MCNP5. Đây là chương trình mô phỏng vận chuyển bức xạ sử dụng kỹ
thuật Monte Carlo. Các đại lượ
ng vật lý chủ yếu cần quan tâm trong bài toán này chính là

suất liều chiếu và suất liều hấp thụ.Trong đó để đánh giá liều hấp thụ tia X bởi của các vật
liệu trong phòng và phân bố kerma không khí trong toàn bộ không gian phòng, tường và
bên ngoài phòng, chúng tôi đã sử dụng tally *F8 và F4 hoặc Fmesh4.
Số liệu đánh giá phân bố suất liều và tính toán bề dày che chắn tối thiểu cho phòng X
quang kích thước tối thiểu trong công trình được dùng làm tư liệu cho Sở Khoa học Công
nghệ Tp.HCM trong vi
ệc thẩm định và cấp phép cho các cơ sở X quang.









II

SUMMARY OF RESEARCH CONTENT
In this work, we study on distribution of dose rate around conventional radiography
room and dental radiology room at Ho Chi Minh City, estimating scattering influence,
safety of shieldings when resize the room by using MCNP5 code and being calibrated
empirically.
Experimental measurements: Piranha Detector are used to measure the dose rate of
the primary beam at different location from the center of X ray tube anode. For
conventional X-ray, dose rate are measured at location 50cm to 100cm from anode center
of X ray tube. For dental X-ray machine, dose rate are measured at location 0 to 50cm
from exit window of X ray tube. To evaluate the dose rate outside the room we used an
Inspector.
In simulation: X-ray generators and shieldings around are simulated by MCNP5

code. This is a program that simulates the transport of particles with Monte Carlo
techniques. The physical quantities which are interested in this problem are the dose and
dose rate. In order to evaluate X-ray dose absorbed by the material in the room and the air
kerma distribution throughout space of the room, and the wall outside the room, we have
used tally * F8 and F4 or Fmesh4.
Evaluation of dose distribution and calculation of minimum thickness of shielding
for X-ray room with the minimum size are used as the material for the HCM City
Department of Science and Technology in the evaluation and licensing for X-ray facilities.

III

MỤC LỤC
Trang
Tóm tắt đề tài/ dự án (gồm tiếng Việt và tiếng Anh) I
Mục lục II
Danh sách các chữ viết tắt VI
Danh mục bảng VII
Danh mục hình vẽ và đồ thị X

PHẦN MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu 4
1.2. Tổng quan các loại thiết bị X-quang, kích thước phòng và vật liệu che
chắn đang sử dụng phổ biế
n tại các cơ sở bức xạ trên địa bàn Thành phố
Hồ Chí Minh 7
1.2.1. Tình hình quản lý, sử dụng các thiết bị X quang chẩn đoán y tế tại
Tp.HCM 7
1.2.2. Thống kê số liệu về việc thực hiện các quy định của pháp luật của
các cơ sở khi sử dụng các thiết bị X quang trong chẩn đoán và

điều trị bệnh 9
1.2.3. Thống kê và đ
ánh giá hiện trạng kích thước tiêu biểu của các cơ
sở X quang tại Tp.HCM 9
1.2.4. Thống kê và đánh giá hiện trạng tình hình che chắn của các cơ sở X
quang tại Tp.HCM 11
1.2.4.1. Vật liệu che chắn thường dùng 11
1.2.4.2. Một số quy định về vật liệu che chắn 12
1.2.4.3. Thống kê số liệu sử dụng vật liệu che chắn phòng X quang tại
các cơ sở 15
1.2.5. Kết luận 16
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1. Tính toán an toàn che chắn cho phòng X quang quy ước theo
NCRP 147 17
IV

2.1.1. Một số khái niệm và thuật ngữ 17
2.1.1.1. Khu vực kiểm soát và không kiểm soát 17
2.1.1.2. Mục tiêu của việc che chắn (P) 17
2.1.1.3. Khoảng cách đến vị trí cá nhân bên ngoài rào cản 18
2.1.1.4. Kerma (K) 18
2.1.1.5. Hệ số chiếm cứ (T) 19
2.1.1.6. Tải làm việc (W) 20
2.1.1.7. Hệ số sử dụng (U) 21
2.1.1.8. Các lớp che chắn sơ cấp 21
2.1.1.9. Các lớp che chắn thứ cấp 23
2.1.2. Nguyên lý cơ bản 24
2.1.3. Phương pháp tính toán an toàn che chắn cho phòng X quang
quy ước theo NCRP 147 26
2.1.3.1. Rào cản sơ cấp 26

2.1.3.2. Rào cản thứ cấp 28
2.2. Đánh giá an toàn che chắn cho phòng máy X quang và tối ưu hóa
kích thước phòng dùng chương trình MCNP5 31
2.2.1. Các bước tiến hành 31
2.2.2. Không gian làm việc tối thiểu của phòng chụp X quang 34
2.2.2.1. Phòng chụp X quang quy ước 34
2.2.2.2. Phòng chụp X quang nha 35
2.2.3. Giới thiệu thiết bị đo liều 35
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
37
3.1. Đánh giá an toàn che chắn cho phòng X quang quy ước theo NCRP
147 37
3.1.1. Đánh giá an toàn che chắn cho mô hình phòng máy X quang quy
ước thực nghiệm theo NCRP 147. 37
3.1.1.1. Tính toán bề dày che chắn cho trường hợp chụp nằm 37
3.1.1.2. Tính toán bề dày che chắn cho trường hợp chụp đứng 40
3.1.2. Yêu cầu che chắn cho phòng X quang có kích thước 3m x 3m
x 3m 44
V

3.1.2.1. Trường hợp chụp nằm: 45
4.1.2.2. Tính toán bề dày che chắn cho trường hợp chụp đứng 48
3.2. Đánh giá an toàn che chắn cho phòng máy X quang và tối ưu hóa kích
thước phòng dùng chương trình MCNP5 54
3.2.1. Mô phỏng phân bố liều và đánh giá an toàn che chắn tại phòng
chụp X quang thường quy bằng chương trình MCNP5 54
3.2.1.1. Mô phỏng phân bố suất liều phòng X-quang quy ước (sử
dụng thông tin phòng chụp X quang số 2 - Bệnh viện Y học
cổ truyền) 54
3.2.1.2. Khảo sát an toàn che ch

ắn khi thay đổi vật liệu và bề dày
vật liệu che chắn phòng X quang trường hợp kích thước
phòng tối thiểu (3mx3mx3m) 64
3.2.2. Mô phỏng phân bố liều và đánh giá an toàn che chắn khi thay
đổi kích thước phòng X quang nha (sử dụng mô hình phòng
chụp X quang Nha khoa Hoàng Hoa Thám) 78
3.2.2.1. Mô phỏng phân bố suất liều xung quanh máy X quang chụp
nha chế độ chụp răng hàm trên 78
3.2.2.2. Đánh giá an toàn che chắn khi thay đổi vật liệu và bề dày
che chắn đối với phòng X quang nha có kích thước tối
thiểu 82
3.2.3. Đánh giá ảnh hưởng tán xạ cho các trường hợp kích thước thực
tế, kích thước tối thiểu và trường hợp không che chắn 87
3.3. Kết luận 90
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 97
PHỤ LỤC: SẢN PHẨM
PHỤ LỤC: CHUYÊN MÔN (đính kèm)



VI

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT
ACTL
The Activation Library
BN
Bệnh nhân
FAO Food and Agriculture Organization of the United Nation

KTV
Kỹ thuật viên
IAEA
International Atomic Energy Agency
ICRP
International Commission on Radiological Protection

IACRS
Inter- Agency Committee on Radiation Safety
ILO
International Labour Organization
mAs
MiliAmpere Second
MCNP Monte Carlo N particle
NEA National Environmental Agency
OECD
The Organisation for Economic Co-operation and
Developmen
t
PAHO
Pan American Health Organization
RTM
Reni (Re)-Vofram-Molyden
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
WHO World Health Organization
NCRP
National Council on Radiation Protection
KERMA Kinetic Energy Released in Material

VII

DANH MỤC BẢNG
SỐ TÊN BẢNG SỐ LIỆU TRANG
1.1 Thống kê chủng loại các máy X quang tại Tp.HCM 8
1.2
Thống kê tình trạng kích thước phòng X-quang thông thường và
chụp nha năm
10
1.3
Các quy định ban hành về kích thước cho các loại phòng X
quang khác nhau theo các thời kỳ
11
1.4
Quy định về xây dựng các lớp bảo vệ khi máy X quang không
có vỏ
14
1.5
Thống kê tình hình sử dụng các loại vật liệu che chắn phòng X
quang chẩn đoán thông thường và chụp nha năm 2010
15
2.1 Hệ số chiếm cứ đối với một số khu vực cụ thể 20
2.2
Air kerma sơ cấp không che chắn trên mỗi bệnh nhân [K
P
1

(mGy/bệnh nhân)] được chuẩn hóa theo khoảng cách chùm tia
sơ cấp d
p
= 1m
22
2.3
Bề dày tương đương của các vật liệu chùm tia sơ cấp
(Dixon,1994)
23
2.4 Air kerma thứ cấp tại khoảng cách 1 m không có che chắn 24
2.5 Các hệ số làm khớp đối với sự truyền qua của chùm tia sơ cấp 27
2.6 Các hệ số làm khớp đối với sự truyền qua của chùm tia thứ cấp 29
2.7 Phương thức thực hiện trong thực nghiệm và mô phỏng 32
2.8
Giới hạn kích thước phòng X quang thường quy về phương diện
thao tác chiếu chụp
34
3.1
Kết quả tính bề dày chì che chắncho mô hình phòng X quang Y
học cổ truyền theo NCRP 147
42
3.2
Kết quả tính bề dày bê tông che chắn cho mô hình phòng X
quang Y học cổ truyền theo NCRP 147
42
VIII

3.3
Kết quả tính bề dày thép che chắn cho mô hình phòng X quang

Y học cổ truyền theo NCRP 147
42
3.4
Bề dày che chắn yêu cầu với số ca chụp trung bình là 700 ca
mỗi tuần cho mô hình phòng X quang Y học cổ truyền theo
NCRP 147
43
3.5
Kết quả tính bề dày chì che chắn cho mô hình phòng X quang
quy ước kích thước 3mx3mx3m theo NCRP 147
51
3.6
Kết quả tính bề dày bê tông che chắn cho mô hình phòng X
quang quy ước kích thước 3mx3mx3m theo NCRP 147
51
3.7
Kết quả tính bề dày thép che chắn cho mô hình phòng X quang
quy ước kích thước 3mx3mx3m theo NCRP 147
51
3.8
Kết quả tính bề dày gỗ che chắn cho mô hình phòng X quang
quy ước kích thước 3mx3mx3m theo NCRP 147
52
3.9
Kết quả tính bề dày tấm kính che chắn cho mô hình phòng X
quang quy ước kích thước 3mx3mx3m theo NCRP 147
52
3.10
Bề dày che chắn tối thiểu với số ca chụp trung bình là 500 và
1500 ca/ tuần cho mô hình phòng X quang quy ước kích thước

3mx3mx3m theo NCRP 1478
52
3.11
So sánh giá trị liều thực nghiệm và mô phỏng tại một số khoảng
cách ở chế độ chụp cột sống nghiêng
55
3.12
So sánh giá trị liều thực nghiệm và mô phỏng tại một số khoảng
cách ở chế độ chụp phổi
56
3.13
Giá trị vùng suất liều xung quanh máy phát tia X trong mô hình
phòng X quang quy ước có kích thước tối thiểu (3mx3mx3m) ở
chế độ chụp cột sống nghiêng
60
3.14
Giá trị suất liều contour xung quanh máy X quang trong phòng
kích thước thực tế trường hợp chụp phổi
62
IX

3.15
Bề dày che chắn tối thiểu với số ca chụp trung bình là 500 ca/
tuần cho mô hình phòng X quang quy ước kích thước
(3mx3mx3m) tính từ mô phỏng MCNP5
63
3.16 Phân bố suất liều trong phòng 64
3.17
So sánh giá trị liều thực nghiệm và mô phỏng tại một số khoảng
cách cách miệng ống phát tia X chụp nha

79
3.18 Giá trị suất liều ở các vùng contour trên hình 3.23 80
3.19
Phân bố suất liều cho từng vùng trong phòng kích thước tối
thiểu
82
3.20
So sánh chênh lệch suất liều giữa kích thước phòng thực tế với
phòng giả định: không che chắn tường và phòng có kích thước
tối thiểu phòng chụp X quang quy ước
87













X

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
SỐ TÊN HÌNH ẢNH TRANG
1.1
Biểu đồ thống kê tình hình sử dụng máy X-quang tại các địa

bàn Thành phố Hồ Chí Minh năm 2010
8
1.2
Biểu đồ thống kê tình hình tuân thủ quy định về diện tích phòng
X-quang tại các cơ sở năm 2010
10
1.3
Thống kê tình hình sử dụng vật liệu che chắn phòng X quang
năm 2010
16
2.1
Mặt cắt đứng (trái) và mặt cắt ngang (phải) của một phòng chụp
X quang
18
2.2 Sự phát bức xạ từ ống phát tia X 25
2.3
Lưu đồ nghiên cứu bài toán an toàn che chắn và tối ưu hóa kích
thước phòng
33
2.4 Máy X quang, Phantom, detector Piranha và Inspecto
r
35
3.1
Sơ đồ vị trí phòng máy X quang số 2 tại Bệnh viện Y học cổ
truyền trong trường hợp chụp nằm
37
3.2
Sơ đồ, vị trí phòng máy X quang số 2 tại Bệnh viện Y học cổ
truyền trong trường hợp chụp đứng
39

3.3
Sơ đồ vị trí phòng máy X quang giả định có kích thước 3m x
3m x 3m
44
3.4
Sơ đồ bố trí của phòng (a), mặt cắt XY(b), mặt cắt XZ (c) và
mặt cắt YZ (d) của phòng X quang quy ước vẽ bằng Vised
MCNP5
54
3.5
Phân bố suất liều mặt XZ (bên trái) và XY (bên phải) tại
khoảng cách 75cm so với tâm phát đối với kích thước phòng
thực tế
57
XI

3.6
Phân bố suất liều mặt XZ (bên trái) và XY (bên phải) tại
khoảng cách 75cm so với tâm phát của phòng kích thước
phòng tối thiểu (3mx3mx3m)
57
3.7 Phân bố liều theo vị trí và khoảng cách so với nguồn phát 58
3.8
Đường contour vùng suất liều xung quanh máy chụp X quang
quy ước chế độ chụp cột sống nghiêng với kích thước phòng
thực tế (bên trái) và kích thước phòng tối thiểu (bên phải).
59
3.9
Phân bố suất liều xung quanh máy chụp X quang quy ước
trường hợp chụp phổi với kích thước thực tế, hình bên trái vẽ

phân bố suất liều theo thang 0-0,1mGy/s và hình bên phải vẽ
đường contour phân bố từng vùng suất liều
62
3.10
Phòng X-ray với tường chì được mô phỏng bằng VisEd. Hình
(a) là mặt cắt XZ qua tâm phát tương ứng với khoảng cách
nguồn đến sàn là 120cm. Hình (b) là mặt cắt XY tại vị trí cách
nguồn phát 100cm.
65
3.11
Phòng X-ray với tường gạch phủ chì, sàn và trần bê tông phủ
chì và cửa thép phủ chì được mô phỏng bằng VisEd. Hình (a) là
mặt cắt XZ qua tâm phát tương ứng với khoảng cách nguồn đến
sàn là 120cm. Hình (b) là mặt cắt XY tại vị trí cách nguồn phát
100cm.
66
3.12
a,b. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) khi tường, sàn và trần che chắn bằng lớp chì dày
1,5mm, với khoảng cách nguồn phát đến sàn là 120cm.
c,d. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) khi tường, sàn và trần che chắn bằng lớp chì dày
1,5mm, với khoảng cách nguồn phát đến sàn là 180cm.
66
3.13
a,b. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) khi tường, sàn và trần che chắn bằng lớp chì dày
68
XII


2,0mm, với khoảng cách nguồn phát đến sàn là 120cm.
c,d. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) khi tường, sàn và trần che chắn bằng lớp chì dày
2,0mm, với khoảng cách nguồn phát đến sàn là 180cm.
3.14
a,b. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) che chắn trường hợp 3, với khoảng cách nguồn phát
đến sàn là 120cm.
c,d. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) che chắn trường hợp 3, với khoảng cách nguồn phát
đến sàn là 180cm.
69
3.15
a,b. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) che chắn trường hợp 4, với khoảng cách nguồn phát
đến sàn là 120cm.
c,d. Phân bố contour suất liều mặt XZ và XY (cách nguồn phát
100cm) che chắn trường hợp 4, với khoảng cách nguồn phát
đến sàn là 180cm
71
3.16
Mặt cắt XY của phòng X-ray bố trí chụp phổi, hình (a) khoảng
cách nguồn đến tường 100cm với tường chì dày 1,5 hoặc 2mm;
hình (b) khoảng cách 100cm với tường gạch dày 15cm và chì
dày 1,5 hoặc 2mm được mô phỏng bằng VisEd.
72
3.17
Các vùng suất liều trong trường hợp máy X-ray chụp phổi theo
mặt XY của phòng kích thước tối thiểu và tường chỉ có lớp chì
dày 1,5mm. Hình (a) khoảng cách nguồn đến tường 100cm và

hình (b) khoảng cách nguồn đến tường 120cm.
73
3.18
Các vùng suất liều trong trường hợp máy X-ray chụp phổi theo
mặt XY của phòng kích thước tối thiểu và tường chỉ có lớp chì
dày 2 mm. hình (a) khoảng cách nguồn đến tường 100cm và
hình (b) khoảng cách nguồn đến tường 120cm.
73
XIII

3.19
Các vùng suất liều trong trường hợp máy X-ray chụp phổi theo
mặt XY của phòng kích thước tối thiểu và tường phủ chì dày
1,5 mm kết hợp 15cm gạch. hình (a) khoảng cách nguồn đến
tường 100cm và hình (b) khoảng cách nguồn đến tường 120cm.
74
3.20
Các vùng suất liều trong trường hợp máy X-ray chụp phổi theo
mặt XY của phòng kích thước tối thiểu và tường phủ chì dày 2
mm kết hợp 15cm gạch, hình (a) khoảng cách nguồn đến tường
100cm và hình (b) khoảng cách nguồn đến tường 120cm.
75
3.21
Các vùng suất liều theo mặt XY trong trường hợp máy X-ray
chụp phổi của phòng kích thước tối thiểu và tường phủ chì dày
2 mm kết hợp 20cm gạch (hình a) hoặc kết hợp 20cm bê tông
(hinh b) với khoảng cách nguồn đến tường 100cm.
76
3.22
Sơ đồ bố trí của phòng (a), mặt cắt XY (b), mặt cắt XZ (c) và

mặt cắt YZ (d) của phòng X quang nha Hoàng Hoa Thám vẽ
bằng Vised theo thứ tự từ trái qua phải từ trên xuống dưới.
78
3.23
Các vùng suất liều trong trường hợp máy Xquang nha phát theo
phương ngang, hình bên trái vẽ phân bố suất liều theo thang 0-
0,01mGy/s và hình bên phải vẽ đường contour phân bố từng
vùng suất liều.
80
3.24
Phân bố vùng liều xung quanh máy X quang nha khi tường gồm
chì (a) 1mm; (b) 1,5mm; (c) 2mm
83
3.25
Phân bố vùng liều xung quanh máy X quang nha khi tường gồm
15cm gạch kết hợp với (a) 1mm chì; (b) 1,5mm chì; (c) 2mm
chì
84
3.26
Sơ đồ bố trí các vị trí khảo sát tán xạ bên trong phòng X-quang.
86
3.27
Sơ đồ tán xạ trong phòng Xquang.
89


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tên đề tài/ dự án: “Nghiên cứu tối ưu hóa kích thước phòng đặt máy X-quang

quy ước và X-quang nha khoa đảm bảo an toàn bức xạ”.

Chủ nhiệm đề tài/ dự án: TS. Trương Thị Hồng Loan
Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐH Quốc gia TP.HCM.
Thời gian thực hiện: 12/2011 đến 01/2014
Tổng kinh phí được duyệt: 400.000.000đồng (Bốn trăm triệu đồng)
Kinh phí đã cấp:
Đợt 1: 250.000.000 đồng (Hai trăm triệu đồng) (Theo thông báo số 155/TB-
SKHCN ngày 02/12/2012).
Đợt 2: 110.000.000 đồng (Một trăm mười triệu đồng) (Theo thông báo số
353/TB-SKHCN ngày 23/12/2013).
2. Mục tiêu:
• Xây dựng mô hình đánh giá phân bố suất liều của máy phát tia X tại cơ sở chụp
X quang bằng chương trình mô phỏng MCNP5.
• Khảo sát phân bố suất liều trong và ngoài phòng chụp X quang chẩn đoán y tế
quy ước và chụp nha, từ đó đánh giá an toàn che chắn bức xạ tại cơ sở X quang.
• Thu nhỏ kích thước phòng, đánh giá an toàn che chắn với vật liệu và b
ề dày che
chắn thường dùng. Từ đó đưa ra các kiến nghị về bề dày tối thiểu với vật liệu
che chắn sử dụng.
• Đánh giá ảnh hưởng tán xạ khi thu hẹp kích thước phòng.
• Đưa ra mô hình kích thước phòng tối thiểu, bề dày vật liệu che chắn tương ứng
tối thiểu đảm bảo an toàn bức xạ cho phòng chụp X-quang quy ước và chụp nha
phục vụ cho việc thẩ
m định cấp phép.



2


3. Nội dung:
• Thu thập các văn bản của Nhà nước liên quan đến tiêu chuẩn về kích thước và
phương pháp che chắn phòng X-quang, tìm hiểu cơ sở khoa học của tiêu chuẩn
TCVN 6561.
• Tham khảo tài liệu của IAEA và NCRP liên quan đến phương pháp che chắn
làm cơ sở để chọn lựa tối ưu kích thước phòng sao cho đảm bảo an toàn liều
chiếu cho nhân viên, bệnh nhân và môi trường chung quanh trong các cơ sở y tế.
• Thu thập thông tin về
kích thước phòng, vật liệu che chắn, vị trí phát tia, các đặc
trưng kỹ thuật, cấu tạo, thông số hình học của các máy X quang cần khảo sát
(làm cơ sở cho việc thực hiện mô phỏng).
• Thống kê và đánh giá hiện trạng tình hình che chắn và kích thước tiêu biểu của
2 loại phòng X- quang (chẩn đoán quy ước và chụp nha) tại TP. Hồ Chí Minh.
• Chọn một số cơ sở y tế có sử dụng thiế
t bị X quang tiêu biểu của 2 loại máy X-
quang quy ước và X-quang chụp nha để tiến hành đo đạc thực tế suất liều hấp
thụ tại các vị trí khác nhau với điều kiện chiếu khác nhau thường sử dụng.
• Mô phỏng từng máy X quang này bằng chương trình MCNP. Kiểm tra độ chính
xác của chương trình bằng cách tính toán suất liều hấp thụ tại các vị trí đã đo
trong điều kiện đ
o đã khảo sát và so sánh với kết quả đo đạc tương ứng.
• Với mô hình đã xây dựng, khảo sát suất liều hấp thụ khi thay đổi kích thước
phòng (quan tâm đến hiệu ứng tán xạ của tia X lên vật liệu che chắn phòng), có
chú ý khảo sát theo các điều kiện chiếu chụp thường xuyên của phòng máy.
• Đánh giá suất liều hấp thụ khi thay đổi vật liệu che chắn khác nhau với từng loạ
i
kích thước phòng.
• Từ đó nghiên cứu xây dựng kích thước tối ưu cho phòng đặt máy X-quang chẩn
đoán phù hợp với tiêu chuẩn an toàn bức xạ đối với các loại vật liệu che chắn
phổ biến như chì, barit.

3

4. Sản phẩm của đề tài/ dự án:
Kết quả được trình bày trong 01 báo cáo tổng kết, đính kèm 03 phụ lục và 01
chuyên đề.
Bài báo: 02 bài báo được nhận đăng trên tạp chí Phát triển Khoa học và Công
nghệ Đại học Quốc gia HCM.
Hội nghị:
- Tham gia 01 hội nghị quốc tế “The annual meetings of Japan Radiology Society
and Japan Society of Radiological Technology from April 11 to 14, 2013, JSMP, in
Yokohama, Japan”.
- 03 báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ Hạt nhân toàn quốc lần thứ 10.
Đào tạo: 02 Thạc sĩ, 04 cử
nhân liên quan đến đề tài.
Dữ liệu có được trong đề tài giúp cho cơ quan chức năng có cơ sở khoa học cụ
thể để xây dựng quy định về kích thước phòng che chắn an toàn cho phòng X quang
chẩn đoán thường quy và nha trong khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.

4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Ngoài nước:
Trên thế giới, công tác bảo vệ an toàn bức xạ trong lãnh vực y tế được nhiều tổ
chức quan tâm và thường xuyên xây dựng các quy định về kích thước che chắn đối với
thiết bị X-quang trong chẩn đoán y tế. Hằng năm, tổ chức NCRP ( National Council on
Radiation Protection and Measurement) và ICRP đều đưa ra các khuyến cáo mới nhằm
bảo vệ an toàn bức xạ cho môi trường, nhân viên y tế và bệnh nhân điề
u trị sao cho phù
hợp với sự phát triển của thiết bị chẩn đoán hình ảnh và vật liệu che chắn bức xạ.
Ngoài ra, cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) thường xuyên tổ chức lớp
đào tạo hoặc hội thảo liên quan đến thiết kế và che chắn thiết bị chẩn đoán hình ảnh sao
cho nhân viên làm việc cũng như bệnh nhân chịu một mức liều càng thấp càng tốt
nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả của công việc và tiết kiệm kinh tế. IAEA còn xuất
bản nhiều tài liệu kỹ thuật (TECDOC 1040) cũng như các ấn phẩm hướng dẫn về an
toàn trong chẩn đoán và xạ trị (Safety Guide for Radiotherary). Trong các tài liệu này,
các chuyên gia gợi ý các mục đích chính về việc che chắn bức xạ trong y tế như sau:
- Giảm liều chiếu tối đa đối với nhân viên y tế
, bệnh nhân và dân chúng ở mức liều
thấp nhất.
- Nghiên cứu tối ưu hoá kích thước phòng X- quang và điều kiện che chắn hợp lý để
đảm bảo an toàn bức xạ cho bệnh nhân và môi trường xung quanh.
Đây là công việc đòi hỏi phải có trình độ về công tác che chắn bức xạ cũng như vai
trò của cơ quan quản lý Nhà nước liên quan đến quy phạm và tiêu chuẩn trong quy
định cấp phép sử dụng thiết bị X-quang trong chẩn đ
oán y tế.

Nguyên lý của việc tính toán che chắn an toàn cho X quang chẩn đoán được cho
trong báo cáo của NCRP 49 [13]. Dù NCRP49 đã duy trì dữ liệu về tiêu chuẩn che
chắn trong nhiều năm, nhiều tác giả đã đề nghị những mô hình che chắn khác thích hợp
5

với việc áp dụng máy tính, có độ chính xác cao hơn và giảm bớt tính cứng nhắc vốn có
của NCRP49.
Phương pháp luận trong NCRP tính toán mức liều chiếu của tia sơ cấp, tia tán xạ và
dòng rò từ nguồn tia X riêng lẻ, nó không cho thông tin liên quan đến sự kết hợp của
tất cả các thông lượng bức xạ khác nhau xuyên qua lớp che chắn ngoại trừ đưa vào xấp
xỉ HVL (lớp giá trị một nửa). Archer [5] đã chứng minh việc đư
a vào cứng nhắc này
dẫn tới mức liều chiếu hằng tuần của cá nhân giảm hơn giá trị yêu cầu theo MPD (giới
hạn liều cho phép cực đại) đã thiết lập. Các thiết kế và che chắn phòng X quang chẩn
đoán tuân theo nguyên lý ALARA. Điều đó có nghĩa là trong thực tế mức liều chiếu
được giữ “thấp đến mức có thể” quan tâm đến hệ số kỹ thuật và kinh tế.
Để c
ải tiến phương pháp luận trong NCRP, Archer [5] đã đưa ra phương pháp xác định
bề dày che chắn thứ cấp chính xác cần cho việc đáp ứng các tiêu chí thiết kế. Điều này
nhằm giảm thiểu ngưỡng che chắn quá lớn của NCRP 49.
Mc Guire [10] minh họa phương pháp tính toán che chắn với nhiều nguồn trong phòng
chẩn đoán hoạt động ở cùng một giá trị cao áp (kVp). Mô hình được xây dựng tổng
quát để cho phép tính toán các che chắn phụ thêm. Trong khi đó Simpkin [17] đề ngh
ị
phương pháp tính toán đối với phòng chẩn đoán có nhiều máy tia X hoạt động ở các
cao áp khác nhau.
M. Petrantonaki, C. Kappas, E. P. Efstathopoulos, Y. Theodorakos, và G.
Panayiotakis [12] tổng quát hóa các kỹ thuật của Archer [5], Mc Guire [10], Simpkin
[17][8] để giải quyết vấn đề tính toán chính xác bề dày vật liệu che chắn cần thiết bổ
sung thêm vào phía trước các barrier bảo vệ trong phòng máy X quang.

I. A. Tsalafoutas, E. YaKoumakis, P. Sandilos [9] đã xây dựng mô hình mới để tính
toán che chắn trong X quang chẩn đoán dựa trên sự kết hợp và bổ sung của các mô
hình và khái niệm của các tác giả trướ
c đó như Simpkin [17], Petrantonaki [12] để tính
toán các yêu cầu che chắn trong X quang chẩn đoán. Trong mô hình này, các nguồn
bức xạ đa năng hoạt động ở các cao áp khác nhau, sự suy giảm dòng rò được nghiên
cứu khi ống tia X hoạt động ở các cao áp nhỏ hơn giá trị cực đại. Sự suy giảm bức xạ
6

sơ cấp sử dụng các hệ số đối với che chắn sơ cấp được tiếp tục triển khai trong mô hình
mới này.
Trong nước:
Từ “pháp lệnh năm 1996 cho đến thông tư 05/2006/BKHCN ngày 11/01/2006 về
việc hướng dẫn thủ tục khai báo cấp giấy đăng ký, cấp giấy phép cho các hợp đồng
liên quan đến bức xạ, thông tư mới nhất – thông tư 08/2010/TT-BKHCN ngày
22/07/2010 của BKHCN hướng dẫn về việ
c khai báo, cấp giấy phép tiến hành công
việc bức xạ & CCNVBX”, các cơ sở bức xạ y tế nói chung hay các phòng chụp X-
quang nói riêng điều phải tuân theo các tiêu chuẩn về kích thước phòng X-quang và
điều kiện che chắn để đảm bảo an toàn bức xạ cho môi trường xung quanh, nhân viên y
tế và bệnh nhân trước khi được cấp phép sử dụng.
Tại thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1996 đến nay có gần khoảng 504 cơ sở bức
xạ thu
ộc y tế và khoảng 900 các thiết bị X-quang chẩn đoán hình ảnh như CT Scanner,
X-quang thường quy, X-quang di động, X-quang chụp nha …Thống kê trung bình các
năm (2009-2010) [3] cho thấy có đến 53% phòng X quang không tuân thủ theo quy
định về kích thước phòng đã phải được cấp giấy phép. Đặc biệt 100% phòng máy X
quang chụp nha không tuân thủ kích thước phòng theo quy định. Một trong nhiều
nguyên nhân của sự việc này là do nhiều phòng X quang được xây dựng theo tiêu
chuẩn cũ nên không còn thích hợp đối với các thiết bị chẩn đoán hình

ảnh hiện đại
dạng kỹ thuật số với liều lượng bức xạ phát ra không cao, các quy định về kích thước
phòng do nhà sản xuất cung cấp không khớp với kích thước phòng theo TCVN, ngoài
ra tiêu chuẩn kích thước cho mỗi loại X quang cũng thay đổi nhiều từ năm này qua
năm kia mà không có những cơ sở khoa học rõ ràng kèm theo. Điều đó gây khó khăn
cho cơ quan có thẩm quyền trong việc cấp phép hoạt động cho các cơ sở X quang.
Thực tế này đã đặt ra nhu cầu cần phải tính toán lại diện tích các phòng X-quang cho
phù hợp với các thiết bị mới sao cho vừa đảm bảo an toàn bức xạ rất đa dạng trong các
cơ sở bức xạ tư nhân vừa giảm được chi phí đầu tư cơ sở vật chất.
7

Do tính cấp thiết của vấn đề đặt ra, phục vụ trực tiếp công tác quản lý An toàn
bức xạ trên địa bàn thành phố, Sở Khoa học và Công nghệ đã đề nghị cho nhóm thực
hiện đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa kích thước phòng đặt máy X-quang quy ước và X-
quang nha khoa đảm bảo an toàn bức xạ”.
Kết quả của đề tài sẽ được áp dụng cho quá trình thẩm định cấp phép X-quang
chẩn đoán và kiế
n nghị ban hành tiêu chuẩn kích thước phòng đặt máy X quang cho
từng loại máy cụ thể, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

1.2. Tổng quan các loại thiết bị X-quang, kích thước phòng và vật liệu che chắn
đang sử dụng phổ biến tại các cơ sở bức xạ trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh
1.2.1. Tình hình quản lý, sử dụng các thiết bị X quang chẩn đoán y tế tại
Tp.HCM
Theo thống kê [3], tại TP.HCM hiện có 1040 thiết bị X-quang sử dụng trong chẩn
đoán y khoa. Trong đó có 9 chủng loại máy X-quang. Bảng 1.1 thống kê chủng loại các
máy X quang tại Tp.HCM. Trong đó X quang quy
ước và chụp nha chiếm tỷ lệ cao
nhất. Hình 1.1 thống kê tình hình tuân thủ quy định về diện tích phòng X-quang tại các
cơ sở năm 2010.

8


Hình 1.1. Biểu đồ thống kê tình hình sử dụng máy X-quang tại các địa bàn Thành phố
Hồ Chí Minh năm 2010
Bảng 1.1. Thống kê chủng loại các máy X quang tại Tp.HCM
TT Chủng loại Số lượng Phần trăm
1 X-quang quy ước 454 44%
2 X-quang di động 118 11%
3 CT scanner 85 8%
4 X-quang tăng sáng truyền hình 14 1%
5 DSA 17 2%
6 C-arm 50 5%
7 X-quang nha 261 25%
8 X-quang nhũ 26 3%
9 Máy đo loãng xương 15 1%

9

1.2.2. Thống kê số liệu về việc thực hiện các quy định của pháp luật của các cơ sở
khi sử dụng các thiết bị X quang trong chẩn đoán và điều trị bệnh
− Đa số các cơ sở thực hiện quy định an toàn bức xạ khá nghiêm túc, giấy phép
hoạt động tăng rõ rệt. Nhiều cơ sở đã đầu tư cho việc đổi mới thiết bị X-quang ch
ụp
chẩn đoán, thay thế các thiết bị cũ bằng các thiết bị chụp X-quang kỹ thuật số hiện đại
hơn, thiết kế che chắn cũng được thực hiện nghiêm túc hơn qua đó góp phần nâng cao
chất lượng chẩn đoán bệnh, an toàn cho môi trường và sức khỏe người dân. Số cơ sở
bức xạ thực hiện đầy đủ việc xin cấp phép đạt 92,6 %.
−

Hiện có 40/544 cơ sở chưa có Giấy phép sử dụng thiết bị X-quang chẩn đoán
(tỉ lệ 7,4%), gồm có 19 cơ sở sử dụng X-quang quy ước và 21 cơ sở nha khoa.
− 100% các cơ sở khi cấp phép lần đầu đều có kiểm định thiết bị, tuy nhiên có
20% các cơ sở chưa thực hiện kiểm định định kỳ hàng năm (những cơ sở hoạt động từ
năm 2004-2007).
− Một số cơ sở chưa tuân thủ nghiêm túc quy định về ATBX trong quá trình
vận hành sử dụng thiết bị X-quang y tế: còn để nhiều người chờ trong phòng chụp,
không khép kín cửa khi vận hành máy, ít sử dụng yếm/áo chì che cho bệnh nhân.
1.2.3. Thống kê và đánh giá hiện trạng kích thước tiêu biểu của các cơ sở X quang
tại Tp.HCM
Các số liệu thống kê trong bảng 1.2 về tình trạng kích thước phòng X-quang quy ước
và chụp nha nă
m 2009-2010 [3] và bảng 1.3 trình bày các quy định ban hành về kích
thước cho các loại phòng X quang khác nhau theo các thời kỳ [4] cho thấy:
a. Đối với thiết bị X-quang quy ước: 98% các thiết bị chụp X-quang tổng hợp
đều có bàn bệnh nhân, theo tiêu chuẩn quy định kích thước tối thiểu là 14m
2
. Trong đó
có 93/137 phòng đạt tiêu chuẩn, chiếm 67,88%, có 44/137 phòng không đạt tiêu chuẩn,
chiếm 32,12%.
b. Đối với thiết bị X-quang chụp nha:
10

Tiêu chuẩn quy định kích thước tối thiểu theo TCVN: 6561 là 12m
2
. Trong đó, có
0/47 phòng đạt tiêu chuẩn, có 47/47 phòng không đạt tiêu chuẩn, chiếm 100%.


Hình 1.2. Biểu đồ thống kê tình hình tuân thủ quy định về diện tích phòng X-quang tại

các cơ sở năm 2010
Bảng 1.2. Thống kê tình trạng kích thước phòng X-quang quy ước và chụp nha năm
2009-2010
Diện tích Số lượng phòng
X quang quy ước Năm 2009 Năm 2010
<12m
2
8 7
12-14m
2
35 37
≥14m
2
82 93
X quang chụp nha
<4m
2
7 11
4-6m
2
20 16
>6m
2
19 20
11

Bảng 1.3. Các quy định ban hành về kích thước cho các loại phòng X quang khác nhau
theo các thời kỳ
TT
Các loại phòng X

quang
TCVN
4470:1995
TCVN
6561:1999
1092/BKHCNMT
-ATBX
Yêu cầu thiết kế ATBX ion hóa Ngày 25/2/2002
1
X quang nha

-
12m
2

(>3m x 3m)
-
2 X quang tổng hợp 20m
2

30m
2

(>4,5mx4,5m)
-
3
X quang không có bàn
bệnh nhân
- -
≥12m

2

(≥3m x 3m)
4
X quang có bàn bệnh
nhân
- -
≥14m
2

(≥3m x 3m)
5
X quang có bàn bệnh
nhân có thể lật nghiêng
- -
≥20m
2

(≥3,5m x 3,5m)

1.2.4. Thống kê và đánh giá hiện trạng tình hình che chắn của các cơ sở X quang
tại Tp.HCM
1.2.4.1. Vật liệu che chắn thường dùng: Có 3 loại vật liệu được sử dụng chủ yếu
trong việc che chắn bức xạ:
a. Chì (Pb)
Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học viết tắt là Pb (Latin:
Plumbum) và có số nguyên tử là 82. Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể
tạ
o hình. Chì được biết đến như một loại vật liệu hàng đầu trong việc che chắn các bức
xạ tán xạ. Chì giúp bảo vệ con người khỏi bức xạ bởi sự tập trung mật độ nguyên tử rất

lớn. Đặc biệt hiệu quả trong việc ngăn chặn các loại bức xạ gamma và tia X. Chì tấm
được sử dụng trong việc thiết kế các phòng đặt máy X-quang hay thiết bị SPECT,