PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH dấu BẰNG ĐỒNG vị PHÓNG xạ

PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU BẰNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: SƢ PHẠM VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ

Cần Thơ, năm 2013
22220132013
Giáo viên hƣớng dẫn:
ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh
Sinh viên thực hiện:
Lƣơng Ngọc Phi
MSSV: 1097141
Lớp: SP Vật Lý – Công Nghệ
Khóa: 35


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƢ PHẠM
BỘ MÔN SƢ PHẠM VẬT LÝ

Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh

LỜI CẢM ƠN

Trong khoảng thời gian bốn năm học tập tại Trường Đại Học Cần Thơ, tôi đã
được trau dồi rất nhiều từ kiến thức cho đến kỹ năng sống. Đó là nhờ sự tận tình dạy
bảo của quý thầy cô.
Hôm nay, sau khi luận văn của tôi được hoàn thành. Tôi thật sự xúc động
trước tình cảm của thầy cô và bạn bè đã dành cho tôi. Thật sự thì khi thực hiện đề tài
này, tôi đã gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu. Nhưng nhờ vào sự
động viên, góp ý của quý thầy cô và sự tận tình giúp đỡ của các bạn nên tôi mới có

thể vượt qua được những khó khăn để hoàn tất luận văn của mình. Nhân đây cho tôi
gởi lời cảm ơn chân thành đến:
- Thầy Hoàng Xuân Dinh, người thầy đã tận tình hướng dẫn, định hướng cho
tôi để tôi có thể hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất.
- Quý Thầy(Cô) bộ môn Vật Lý – Khoa Sư Phạm, quý Thầy (Cô) trong thư
viện khoa đã tạo mọi điều kiện để tôi có thể tìm kiếm tài liệu tham khảo, nghiên cứu
và học hỏi.
- Xin chân thành cảm ơn đến tất cả các bạn đã luôn giúp đỡ, chia sẻ và đóng
góp ý kiến cho tôi.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều trong quá trình nghiên cứu nhưng do kiến thức
còn hạn chế nên đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ bảo của
quý thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn.

Cần Thơ, ngày 15 tháng 7 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Lương Ngọc Phi

Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141

GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh


Phần PHỤ LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Giải thích
ĐVPX Đồng vị phóng xạ
GM Geiger Miiller
YHHN Y học hạt nhân
Collimator Bao định hướng

GC Gamma Camera
SPECT Single photon emision computed tomography
CT Computed Tomography
PET Positron emisson tomography
RIA Radioimmunoassay
TSH Thyroid-stimulating Hormone
IAEA International Atomic Energy Agency
WHO World Health Organization
DCPX Dược chất phóng xạ
CHHN Chụp hình hạt nhân
Receptor peptid Cơ quan thụ cảm pép-tít
PRRS Peptid receptor radioscintigraphy
PRRT Peptide receptor radiation therapy
NT Neurotensin
CCK2 Cholecystokinin - 2

MỤC LỤC

Trang
Phần MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 1
3. Giới hạn của đề tài 1
4. Phƣơng pháp và phƣơng tiện thực hiện đề tài 2
5. Các bƣớc thực hiện đề tài 2
Phần NỘI DUNG 3
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3
1.1. Đồng vị và đồng vị phóng xạ 3
1.1.1. Các đồng vị từ lò phản ứng 4
1.1.2. Các đồng vị từ máy gia tốc 4

1.1.3. Các đồng vị từ phân hạch 4
1.2. Phân rã phóng xạ 5
1.3. Các phƣơng pháp đo đếm phóng xạ 7
1.3.1. Ống đếm Geiger Miiller 7
1.3.2. Ống đếm nhấp nháy 9
1.3.3. Đêtectơ nhấp nháy lỏng 12
1.3.3.1. Dung môi 12
1.3.3.2. Chất hòa tan thứ nhất 13
1.3.3.3. Chất hòa tan thứ hai 13
1.3.3.4. Phát hiện các photon nhấp nháy 13
1.3.3.5. Đánh giá kết quả 14
1.3.4. Một số kỹ thuật đo đặc biệt 15
1.3.5. Một số kỹ thuật ghi đo đặc biệt trong Y học hạt nhân 15
1.3.5.1. Đo từng thời điểm 15
1.3.5.2. Ghi đồ thị phóng xạ 16
1.3.5.3. Ghi hình 16
1.3.5.4. Chụp hình 16
Chƣơng 2: CƠ SỞ SINH LÝ CỦA PHƢƠNG PHÁP 20
2.1. Phát kiến của Hevesy 20
2.2. Các phân tử đánh dấu 20
2.3. Tạo các phân tử đánh dấu 21
2.3.1. Tổng hợp hóa học 21
2.3.2. Sinh tổng hợp 21
2.3.3. Trao đổi đồng vị 22
2.3.4. Tổng hợp phóng xạ 22
2.4. Sử dụng các phân tử đánh dấu 23
2.4.1. Tính bền vững và vấn đề bảo quản các phân tử đánh dấu 23
2.4.1.1. Phân tán các phân tử phóng xạ. 23
2.4.1.2. Giảm chuyển động nhiệt. 23
2.4.1.3. Thêm vào chất hóa học. 23

2.4.2. Kiểm tra và làm tinh khiết các phân tử đánh dấu 23
2.4.2.1. Việc kiểm tra phân tích 24
2.4.2.2. Làm tinh khiết 24
2.4.3. Chọn đồng vị phóng xạ thích hợp 24
2.4.3.1. Thời gian bán hủy vật lý 24
2.4.3.2. Thời gian hiệu ứng 24
2.4.3.3. Đặc điểm của bức xạ 25
2.4.3.4. Hoạt tính riêng 26
2.4.3.5. Chọn phân tử đánh dấu và cách đánh dấu 26
Chƣơng 3: CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU 28
3.1. Các nghiên cứu định lƣợng 28
3.1.1. Đo các khoang phân bố hay các khối lƣợng vật chất (còn gọi là các “pool” chuyển
hóa), phƣơng trình pha loãng 28
3.1.2. Đo các trao đổi và các không gian vận chuyển 29
3.1.3. Đo lƣu lƣợng và tốc độ tuần hoàn 31
3.2. Các nghiên cứu bán định lƣợng 31
3.3. Nghiên cứu hình thái 32
Chƣơng 4: MỘT SỐ THÍ DỤ CỤ THỂ CỦA VIỆC DÙNG PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH
DẤU 34
4.1. Định lƣợng hóa học (hay hóa sinh học) bằng phƣơng pháp pha loãng 34
4.2. Nghiên cứu chuyển hóa 35
4.2.1. Đƣờng phân 38
4.2.2. Chu trình pentoza 39
4.2.3. Con đƣờng ED 39
4.3. Nghiên cứu côn trùng bằng côn trùng đánh dấu 39
4.3.1. Chọn đồng vị 39
4.3.2. Một số kết quả 40
4.4. Ứng dụng phƣơng pháp đánh dấu trong nông nghiệp 41
4.4.1. Về phân bón 41
4.4.2. Về chuyển hóa và quang hợp 42

4.4.3. Về bệnh cây 42
4.4.4. Về diệt cỏ dại 43
4.4.5. Về diệt côn trùng 43
4.4.6. Về chăn nuôi 44
4.5. Ứng dụng phƣơng pháp đánh dấu trong chẩn đoán bệnh 45
4.5.1. Những đặc điểm của Y học hạt nhân hiện đại 47
4.5.2. Các ví dụ về chuẩn đoán YHHN 48
4.5.2.1. Thăm dò chức năng thận bằng thận đồ đồng vị 48
4.5.2.2. Chụp hình tuyến giáp 52
4.5.2.3. Xét nghiệm YHHN in vivo trong phát hiện nhƣợc giáp bẩm sinh 57
4.5.3. Bƣớc đầu nghiên cứu điều trị HIV bằng đồng vị phóng xạ. 57
4.5.4. Bƣớc đầu nghiên cứu điều trị bệnh ung thƣ bằng ghi hình in vivo receptor NT. 59
4.5.4.1. Tiêu chuẩn lâm sàng của các thuốc PRRT 60
4.5.4.2. Tiêu chuẩn sinh học phân tử 60
4.5.4.3. Các khối u và receptor thích hợp trong điều trị phóng xạ receptor peptid. 60
4.5.4.4. Các receptor somatostatin 61
4.5.4.5. Các receptor CCK2 61
4.5.4.6. Các receptor peptid khác 61
4.5.4.7. Đánh giá sự trái ngƣợc của các receptor trong in vitro và in vivo 62
4.5.4.8. GRPs 62
4.5.4.9. Kết luận : 67
4.6. Một số ứng dụng của việc dùng đánh dấu đồng vị phóng xạ ở nƣớc ta 67
4.6.1. Phục vụ nhu cầu của ngành y tế 67
4.6.2. Phục vụ nhu cầu của ngành công nghiệp 68
4.6.3. Nghiên cứu các quá trình trong tự nhiên 68
4.6.4. Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong khai thác dầu khí 69
4.6.5. Phát triển năng lƣợng hạt nhân phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc 69
4.6.6. Kết luận 69
Phần KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 1

Phần MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Vật lý hạt nhân là một ngành khoa học mang lại nhiều sự mới lạ trong quá trình
nghiên cứu và tìm hiểu. Các nhà khoa học luôn luôn khám phá để tìm ra nhiều kiến thức mới
hơn cho ngành khoa học này. Trong đó, chất phóng xạ và các đồng vị của các chất phóng xạ
đƣợc nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong các ngành khoa học nhƣ vật lý, hóa học, sinh
học,… Việc sử dụng các chất phóng xạ và các đồng vị của các chất phóng xạ là đề tài nghiên
cứu cho khoa học. Vậy việc sử dụng chúng đòi hỏi những điều kiện gì, trong hoàn cảnh nào,
yếu tố nào? Và việc “sử dụng các đồng vị phóng xạ trong phƣơng pháp đánh dấu” là một
vấn đề cần nghiên cứu. Vì điều này, nên tôi chọn đề tài “PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU
BẰNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ” làm đề tài nghiên cứu.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu, tìm hiểu về đồng vị và đồng vị phóng xạ, cũng nhƣ cách đo đếm phóng
xạ. Qua đó đi đến việc tìm hiểu về “PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU BẰNG ĐỒNG VỊ
PHÓNG XẠ” là nhƣ thế nào? Việc tìm hiểu này không đơn giản, phải tìm hiểu từ các nghiên
cứu trƣớc đó để rồi tạo nên các phân tử đánh dấu rồi mới có thể sử dụng các chất đánh dấu
này. Ngoài ra, tôi còn giới thiệu về ứng dụng cụ thể của một số đồng vị phóng xạ vào thực
tiễn với liều lƣợng là bao nhiêu, cách sử dụng nhƣ thế nào trong các quá trình nghiên cứu
bằng “PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU BẰNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ”.
3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
“PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH DẤU BẰNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ” đƣợc ứng dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống. Việc đi sâu tìm hiểu và nghiên cứu cần
rất nhiều thời gian và công sức. Mặt khác, do không có điều kiện để tiếp xúc với các đồng vị
phóng xạ cũng nhƣ phƣơng pháp đánh dấu nên tôi không thể tìm hiểu trực quan các chất
đồng vị phóng xạ và phƣơng pháp đánh dấu. Vì những hạn chế trên nên đề tài này chỉ dừng
lại ở mức độ tìm hiểu mang tính lý thuyết cơ bản về các đồng vị và đồng vị phóng xạ, các

phân tử đánh dấu và cách sử dụng các phân tử đánh dấu, nguyên lý hoạt động và quy trình
của phƣơng pháp đánh dấu, cũng nhƣ tầm quan trọng của việc sử dụng các chất đồng vị
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 2

phóng xạ trong phƣơng pháp đánh dấu thông qua sách vở, internet chứ không di vào các cơ
sở thực tế.
4. PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Phƣơng pháp: sƣu tầm, phân tích các dữ liệu có trong sách tham khảo, các tài liệu
trên internet. Trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn, với các bạn cùng nhóm. Tổng hợp các thông
tin có đƣợc, sau đó sắp xếp chúng lại thành bài luận văn hoàn chỉnh.
5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
- Đăng ký đề tài với giáo viên hƣớng dẫn.
- Tìm hiểu những tài liệu có liên quan đến đề tài, nghiên cứu cơ sở lý thuyết của đề
tài từ những tài liệu tham khảo đƣợc.
- Lập đề cƣơng chi tiết, thông qua giáo viên hƣớng dẫn.
- Thực hiện đề tài.
- Nộp bản thảo cho giáo viên hƣớng dẫn nhận xét và chỉnh sửa.
- Báo cáo bảo vệ luận văn.
- Chỉnh sửa và hoàn tất đề tài.

Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 3

Phần NỘI DUNG
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. ĐỒNG VỊ VÀ ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ
Các nhà vật lý học và các nhà hóa học đều có một hệ thống ký hiệu để xác định các
nguyên tử khác nhau. Cách ký hiệu mà các nhà vật lý học dùng là:



N
X – ký hiệu hóa học của nguyên tố;
A – số khối (số tổng cộng các neutron và proton cấu thành hạt nhân nguyên tử);
Z – số điện tích của hạt nhân nghĩa là số proton, của hạt nhân hay cũng là số electron của
nguyên tử. Đó là nguyên tử số, xác định vị trí của nguyên tố trong bảng phân loại tuần hoàn
các nguyên tố của Menđêlêep và qui định các thuộc tính hóa học của nguyên tử;
N – số neutron của hạt nhân nguyên tử (N = A – Z).
Trong ký hiệu thông thƣờng, số N thƣờng không đƣợc ghi. Với hệ thống ký hiệu này
ta viết:  




 


để chỉ các nguyên tử hydro, cacbon, oxy phổ biến trong thiên nhiên.

Điều cần lƣu ý là trong thiên nhiên đa số các nguyên tố bao gồm không phải một loại
nguyên tử mà là nhiều loại nguyên tử có số khối khác nhau. Những nguyên tử này có cùng
nguyên tử số Z nhƣng trong hạt nhân có số neutron khác nhau do đố có số khối A khác nhau
ta gọi đó là các đồng vị. Ví dụ hydro có 3 đồng vị  




 


; heli có 2 đồng vị
:  




. Trong thiên nhiên chỉ có 20 nguyên tố không đồng vị ta gọi đó là các nguyên
tố không đồng vị hay là các nguyên tố đơn hạt nhân. Các nguyên tốkhác đều có đồng vị, từ 2
đồng vị (nhƣ antimon, clo, bo, brom, liti) đến 10 đồng vị (nhƣ thiếc). Đa số các đồng vị
trong thiên nhiên ở dạng bền, hạt nhân của chúng không thay đổi theo thời gian. Đó là những
đồng vị bền. Nhƣng cũng có những đồng vị mà hạt nhân của cũng ở trạng thái không ổn định
về mặt năng lƣợng và có khuynh hƣớng thu nhận thêm hoặc mất bớt đi điện tích, giải phóng
năng lƣợng thừa để chuyển sang trạng thái ổn định hơn. Bằng cách đo đồng vị của nguyên tố
này sẽ chuyển. Thành đồng vị của nguyên tố khác, cũng có trƣờng hợp chuyển thành đồng
phân của cùng nguyên tố đó. Những chất đồng vị này đƣợc gọi là đồng vị phóng xạ (ĐVPX)
và vì có sẵn trong thiên nhiên nên đƣợc gọi là các ĐVPX thiên nhiên.
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 4

Các chất ĐVPX thiên nhiên thƣờng có thời gian bán rã quá dài, lƣợng của chúng lại ít
do đó không thỏa mãn các yêu cầu sử dụng. Ngƣời ta đã tìm cách chế tạo các ĐVPX và
trong thực tế các chất ĐVPX dùng trong sinh học, y học, nông học và nhiều ngành khác đều
do con ngƣời tạo ra và đƣợc gọi là các chất ĐVPX nhân tạo. Chúng có thể đƣợc tạo ra bằng
các phản ứng hạt nhân trong các lò phản ứng, trong các máy gia tốc hay là sản phẩm của các
quá trình phân hạch của urani hay plutoni trong các lò phản ứng.
1.1.1. Các đồng vị từ lò phản ứng
Việc sản xuất đồng vị trong lò phản ứng dựa trên tƣơng tác của các neutron do lò
cung cấp với hạt nhân của các nguyên tử mục tiêu (còn gọi là “bia”). Kiểu phản ứng quan
trọng nhất là kiểu (n,x) (x có thể là, , p) dùng neutron nhiệt trong đó hạt nhân của nguyên
tử bia thâu nhận neutron đồng thời phát tia .
Ví dụ ĐVPX vàng – 198 bằng phản ứng
197
Au(n, y)
198
Au
Ngoài ra kiểu phản ứng neutron nhanh cũng thông dụng; các neutron nhanh khi nhập
vào hạt nhân nguyên tử bia còn đủ năng lƣợng để làm văng các hạt khác nhƣ proton, alpha ra
khỏi hạt nhân nguyên tử. Ví dụ tạo photpho – 32 và triti (
3
H) bằng các phản ứng:
32
S(n, p)
32
P
6
Li(n, )
3
H
1.1.2. Các đồng vị từ máy gia tốc

Nếu các lò phản ứng sản xuất ra các đồng vị “thừa neutron” thì các máy gia tốc sản
xuất ra các đồng vị “thiếu neutron”. Các hạt tích điện đƣợc gia tốc để có năng lƣợng cao bắn
vào nhân của các nguyên tử bia cũng đánh văng các hạt khác theo cơ chế tƣơng tự nhƣ kiểu
phản ứng thu nhận neutron nhanh. Ví dụ có thể sản xuất natri – 22 bằng xyclotron từ magie
– 24 hoặc magie – 25 qua các phản ứng
24
Mg(d, )
22
Na
25
Mg(p, )
22
Na
1.1.3. Các đồng vị từ phân hạch
Hạt nhân của các phân hạch nhƣ uran – 235 khi thâu đoạt neutron có thể tách thành 2
mảnh gần đều nhau kèm theo việc phát neutron và năng lƣợng. Đó là hiện tƣợng phân hạch.
Từ các sản phẩm của quá trình phân hạch ta có thể lấy ra đƣợc một số đồng vị nhƣ
131
I,
137
Cs,
144
Ce,
90
Tc,
133
Xe và
91
Y. Việc sản xuất ĐVPX bằng quá trình phân hạch có đặc điểm
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141

GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 5

là tạo đƣợc những lƣợng lớn các chất đồng vị giới hạn ở số lƣợng cần dùng từ milicuri đến
vài trăm curi. Vì thế các lò phản ứng của các nƣớc trên thế giới đã bỏ phí hàng triệu curi.
Dầu sao các ĐVPX sản phẩm của phân hạch thƣờng khá rẻ giá mỗi curi của chúng thƣờng
hạ hơn giá mỗi milicuri của các đồng vị sản phẩm của lò phản ứng hay máy gia tốc.
Ngày nay khoảng 200 ĐVPX đã trở thành quen thuộc trên thị trƣờng ngoài ra còn
hơn 400 ĐVPX có những thuộc tính có thể đƣa ra sử dụng nếu nhƣ khai triển đƣợc việc sản
xuất chúng.
1.2. PHÂN RÃ PHÓNG XẠ
Phân rã phóng xạ (Nuclear Disintegration) là sự chuyển hạt nhân đồng vị này thành
hạt nhân đồng vị khác. Sự phân rã này có kèm theo việc phát ra các tia hạt và sóng nên đƣợc
gọi là phân rã phóng xạ. Phân rã phóng xạ là một hiện tƣợng ngẫu nhiên tuân theo qui luật
thống kê. Vì thƣờng sử dụng một số rất lớn các nguyên tử của một ĐVPX nào đó nên có thể
đự đoán đƣợc sự phân rã của chúng với độ chính xác cao.
Thực nghiệm cho thấy rằng trong khoảng thời gian nhất định số phân rã đặc hiệu cho
một chất ĐVPX nào đó tỷ lệ với số lƣợng các nguyên tử ĐVPX có mặt và với thời gian:
dN = – Ndt(1.1)
Tích phân phƣơng trình này ta có:
N = 



(1.2)
trong đó N
0
là số nguyên tử phóng xạ ở thời điểm ban đầu (t = 0) và N là số nguyên tử hiện
diện ở thời điểm t,  là hằng số phân rã, hằng số này phản ánh tỷ số lƣợng ĐVPX bị phân rã
trong một đơn vị thời gian. Nói một cách khác  qui định tốc độ phân rã, tốc độ này đặc
trƣng cho từng ĐVPX. Ví dụ hằng số phân rã của

132
I và
131
I là 0,853.10
-6
.s
-1
và 1.10
-6
.s
-1

nhƣ thế
132
I phân rã nhanh hơn
131
I gần 100 lần. Tốc độ phân rã phóng xạ hoàn toàn không
chịu ảnh hƣởng của các tác nhân hóa học (ví dụ nhƣ thay đổi liên kết hóa học) cũng nhƣ các
tác nhân vật lý (ví dụ áp suất, nhiệt độ…).
Trong thực hành ngƣời ta rất hay thể hiện tốc độ phân rã phóng xạ bằng thời gian bán
rã còn gọi là chu kỳ bán rã hay “nửa đời sống vật lý” ký hiệu là T
p
. Đó là khoảng thời gian
cần thiết để diễn ra sự phân rã của một nửa số nguyên tử ban đầu.


Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 6

Trong đẳng thức (2) khi t = T

p
ta có:






 


(1.3)








(1.4)
T
p
đƣợc tính theo đơn vị thời gian: giây, phút, giờ, ngày hay năm.
Đó là một khái niệm rất thông dụng. Ví dụ, T
p
của
132
I là 2,33 giờ, của
131

I là 8 ngày
và
3
H là 12,4 năm.
Ngƣời ta đánh giá một lƣợng ĐVPX nhiều hay ít qua hoạt tính phóng xạ (hay còn gọi
là độ phóng xạ) của nó. Hoạt tính A của một lƣợng ĐVPX đƣợc xác định bằng số phân rã
hạt nhân diễn ra trong một đơn vị thời gian. Đơn vị hoạt tính là curi (lý hiệu Ci) đó là hoạt
tính của một lƣợng nguyên tố phóng xạ có số phân rã trong một giây là 3,7.10
10
.
Ngƣời ta thƣờng dùng các ƣớc số của curi la milicuri (mCi = 10
-3
Ci) va microcuri
(Ci = 10
-6
Ci).
Đơn vị hệ thống quốc tế (SI unit) của hoạt tính phóng xạ là Be-cquerel (ký hiệu là
Bq):
1 Bq = 1 phân rã S
-1

Nhƣ vậy 1 Ci = 3,7 x 1
10
Bq
và 1 Bq = 2,703 x 10
-11
Ci = 27,03 pCi
Bức xạ phát sinh do các kiểu phân rã hạt nhân có thể chia làm hai nhóm:
- Bức xạ hạt  đƣợc tạo nên bởi các hạt có điện tích;
- Bức xạ  và Rontghen (X) là các sóng điện từ.

Các ĐVPX nhân tạo thông dụng trong phƣơng pháp dùng chất đánh dấu trong sinh
học và y học đều không phát bức xạ . Do đó các phép đếm phóng xạ chủ yếu trong phƣơng
pháp này là đo  và đo .
Đa số các ĐVPX có phân rã phức tạp. ứng với một phân rã hạt nhân có sự phát một
số lƣợng gamma với năng lƣợng khác nhau. Các chất phân rã  cũng phóng electron từ hạt
nhân có năng lƣợng cực đại khác nhau với một tỷ lệ phần trăm hoàn toàn xác định. Cần nắm
vững những thuộc tính này của ĐVPX (thời gian bán rã, kiểu phân rã, năng lƣợng bức xạ)
mới có thể sử dụng chúng một cách có hiệu quả.

Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 7

1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐO ĐẾM PHÓNG XẠ
Các phƣơng pháp phát hiện và đo dếm các ĐVPX nhân tạo dùng làm chất chỉ điểm
(chất đánh dấu) trong các nghiên cứu sinh học, chủ yếu là các phép đo , đo  cùng với
những đặc điểm của phép đo với các đối tƣợng sinh học.
Nói chung mỗi máy đo bức xạ hạt nhân gồm 4 bộ phận cơ bản: bộ phận phát hiện
(còn gọi là đêtectơ); bộ phận khuếch đại; bộ phận phân tích; bộ phận đếm.
Bộ phận phát hiện làm nhiệm vụ chuyển tia phóng xạ (1 photon hoặc 1 hạt) thành
dạng có thể đo đếm đƣợc (thƣờng là 1 xung điện). Tùy theo dạng bức xạ, năng lƣợng bức xạ
mà ta chọn máy do có đêtectơ thích hợp. Các đêtectơ dùng trong sinh học chủ yếu thuộc loại
ion hóa chất khí (ống đếm Geiger Miiller - GM) và loại dùng chất nhấp nháy (ống đếm nhấp
nháy tinh thể hoặc ống đếm nhấp nháy lỏng).
1.3.1. Ống đếm Geiger Miiller
Ống GM đƣợc cấu tạo bởi một ống kín bằng thủy tinh hoặc kim loại chứa khí trơ nhƣ
Argon, Heli dƣới áp suất 100 – 200 mmHg. Ở giữa ống căng một sợi dây tungsten làm cực
dƣơng, cực âm là thành ống. Giữa 2 cực thiết lập một điện áp từ 1000V – 1500V.

Khi có tia bức xạ đi vào ống gây nên hiện tƣợng ion hóa sơ cấp nghĩa là biến một số
nguyên tử chất khí trong ống thành những cặp ion dƣơng và electron. Các electron dƣới ảnh

hƣởng điện trƣờng di chuyển nhanh gây ra hiện tƣợng ion hóa thứ cấp do va chạm tung ra
hàng loạt ion (10
3
– 10
10
) tất cả ion âm đều đƣợc hút về cực dƣơng tạo nên một xung điện.
Vấn đề quan trọng là chuỗi hiện tƣợng mô tả trên sau khi phát sinh phải đƣợc dập tắt
ngay càng sớm càng tốt để ống GM có thể tiếp nhận tia bức xạ khác và phát sinh ra một
xung điện mới. Thời gian ngắn nhất giữa hai xung điện liên tiếp gọi là thời gian chết của ống
Hình 1.1: Sơ đồ lắp ống đếm GM
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 8






Catôt
Kim loại
Anôt
đếm. Để có thời gian chết ngắn ngƣời ta tạo ra những ống GM tự dập tắt, bằng cách thêm
vào ống một số hợp chất có dạng hơi (cồn etylic, axeton). Một hỗn hợp khí nạp có 90%
acgon và 10% hơi cồn ở áp suất 100mmHg hấp thu hết các photon trên đƣờng đi tới catot dài
4cm. Nhƣng mỗi lần có hiện tƣợng ion hóa lại làm phân hủy một phần chất hữu cơ do đó đời
sống của ống đệm là có hạn (10
7
đến 10
9
xung).Ngƣời ta có thể thay thế các phân tử hữu cơ

bằng các phân tử khí halogen nhƣ Cl
2
, Br
2
, I
2
các ống đếm này hoạt động với điện áp 400V –
600V. Thời gian chết của ống đếm tự tắt ngắn, cỡ 10
-4
– 3.10
-5
giây.













Trong sinh học thƣờng dùng các loại ống đếm Gm sau đây:
- Ống GM hình trụ vỏ thủy tinh đo 
- Ống GM hình chuông có cửa sổ với màng mỏng (thƣờng làm bằng mica) để đo .
Với năng lƣợng cao của photpho – 32 (E
max

= 1,7 MeV) dùng ống đếm có màng cửa sổ
khoảng 5mg.cm
-2
. Với  – năng lƣợng thấp ví dụ cacbon – 14 (E
max
= 0.155 MeV) màng cửa
sổ phải chọn xấp xỉ 1mg/cm
2
.




Hình 1.2: Ống đếm GM đo 𝛾
Hình 1.3: Ống đếm GM cửa sổ đo 𝛽
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 9

1.3.2. Ống đếm nhấp nháy
Một số chất hữu cơ có khả năng chuyển năng lƣợng bức xạ mà chúng hấp thu đƣợc
thành ánh sáng trông thấy. Ở đây bức xạ ion hóa gây hiện tƣợng kích thích các nguyên tử và
phân tử. Các nguyên tử và phân tử chỉ ở trạng thái kích thích trong một thời gian rất ngắn
(khoảng 10
-5
– 10
-8
giây) sau đó chuyển về trạng thái cơ bản bằng cách phát ra các photon ở
những chỗ nhất định trong chất nhấp nháy gọi là các tâm sáng. Các tâm sáng này thƣờng là
những nguyên tử tạp chất nằm trong lòng chất nhấp nháy đó là các chất hoạt hóa thƣờng
đƣợc ký hiệu trong ngoặc sau chất nhấp nháy. Ví dụ đơn tính thể nhấp nháy natri iodua hoạt

hóa bằng thali đƣợc ký hiệu là NaI (Tl) là loại chất hay đƣợc sử dụng.

Hiệu suất năng lƣợng của hiện tƣợng nhấp nháy đƣợc tính theo công thức:
 





(1.5)
trong đó  hiệu suất năng lƣợng.
W
p
= năng lƣợng hấp thu từ photon hay 1 hạt tới.
W
s
= năng lƣợng của photon nhấp nháy ra bởi chất nhấp nháy.
n = số photon phát ra trong 1 nhấp nháy.
Hình 1.4: Sơ đồ ống đếm nhấp nháy
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 10

Bảng 1.1: Thuộc tính của một số chất nhấp nháy
Thuộc tính của một số chất nhấp nháy thƣờng dùng đƣợc ghi trong bảng 1.1.
Trong đêtectơ các photon nháy sáng đƣợc dẫn đến quang âm cực của ống nhân
quang. Ống nhân quang sẽ biến nháy sáng này thành một xung điện. Nguyên tắc hoạt động:
Photon bứt một số điện tử ra khỏi mặt photocatot (có thể đạt tới 9 electron cho 1 keV). Các
điện tử này đƣợc định hƣớng và gia tốc bằng điện trƣờng giữa photocatot và điện cực nhân
điện tử (còn gọi là đinot) đầu tiên. Khi đập vào đinot mỗi điện tử đƣợc gia tốc sẽ bứt ra khỏi
đinot vài điện tử thứ cấp, cứ thế dòng điện tử này đƣợc nhân lên nhanh chóng khi đi qua hệ 8

– 14 đinot (hệ số nhân thƣờng là 10
5
– 10
8
), cuối cùng đập vào anot tạo ra một xung điện.
Thời gian các điện tử bay qua ống nhân quang khoảng 10
-8
giây. Cung cấp điện áp giữa anot
và catot là một nguồn cao áp cỡ 1 đến 2 kV, điện áp này đƣợc chia đều giữa các đinot rải từ
anot đến catot của ống nhân quang. Nguồn cao áp phải rất ổn định với độ ổn định cỡ 0,01%.
Sơ đồ chức năng của một hệ thống đếm dùng trong đêtectơ nhấp nháy (Hình 1.5).








Chất
Trọng lƣợng
riêng (g/cm
3
)
Bƣớc sóng nhấp
nháy ()
Hiệu suất năng
lƣợng %
Thời gian phát
sáng 10

-9
giây
Antraxen
Stiben
Xylol – Terfenyl
NaI (Tl)
ZnS (Ag)
1,25
1,15
0,86
3,76
4,1
4400
4100
4000
4100
4500
4,8

1,6
10

36
30  70
3
250
10000
Hình 1.5: Sơ đồ chức năng của một hệ thống đếm dùng đêtectơ nhấp nháy
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 11

Các loại đêtectơ nhấp nháy có những ƣu điểm:
- Độ phân giải thời gian cao. Ống đếm NaI (Tl) có
độ phân giải thời gian là 2.10
-8
. Bảo đảm đƣợc những tốc
độ đếm hết sức cao.
- Hiệu suất ghi khá cao. Dùng đêtectơ tinh thể nhấp
nháy NaI (Tl) có thể đạt hiệu suất ghi 80% với tia . Để
có hiệu suất cao khi đo các mẫu sinh học nhất là các mẫu
lỏng (máu, nƣớc tiểu ) ngƣời ta thƣờng dùng loại tinh thể
giếng. Dung tích giếng thƣờng là 5cm
3
với kích thƣớc đủ
để đặt ống nghiệm chứa mẫu đo vào. (Hình 1.6)
- Độ phân giải năng lƣợng của đêtectơ nhấp nháy
tuy không cao lắm nhƣng cũng đủ cho phép tiến hành
phân tích phổ năng lƣợng. Sử dụng tinh thể NaI (Tl) đo
electron năng lƣợng 100 – 150 keV thì độ phân giải năng lƣợng cỡ 14%, năng lƣợng
2 - 4 MeV chỉ đạt 4 – 5% đo bức xạ  thì độ phân giải năng lƣợng cỡ 7 – 10%.
Việc đo phân biệt các mức năng lƣợng rất quan trọng trong các phƣơng pháp đánh
dấu kép (dùng đồng thời 2 hoặc nhiều hơn) chất ĐVPX phát tia gamma năng lƣợng khác
nhau mà ta có thể phân biệt đƣợc nhờ các máy phân tích một hay nhiều kênh. Ví dụ để
nghiên cứu chuyển hóa iot trong cơ thể động vật ta có thể dùng đồng thời iot -125 (phát 
năng lƣợng 35 keV) và iot – 131 (phát  năng lƣợng 364 keV) mà ta có thể phân biệt đƣợc
từng đồng vị trên cùng một mẫu đo (xem phổ năng lƣợng của
125
I và
131
I).

Hình 1.6: Ống đếm tinh thể giếng
Hình 1.7: Phổ năng lƣợng 𝛾 của
125
I (trái) và
131
I (phải)
0
0
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 12

Việc đo với máy phân tích nhiều kênh cũng rất quan trọng trong phƣơng pháp phân
tích kích hoạt trong đó trên cùng một mẫu ta phải xác định nhiều hạt nhân phóng xạ khác
nhau.
1.3.3. Đêtectơ nhấp nháy lỏng
Trong việc đo tia beta, năng lƣợng thấp của cacbon – 14, triti, lƣu huỳnh – 35 (
14
C,
3
H,
35
S) để đạt hiệu suất cao ngƣời ta dùng chất nhấp nháy lỏng. Phƣơng pháp đo nhấp nháy
lỏng có tầm quan trọng đặc biệt trong sinh học nhƣ các axit amin, glucoza, các steroit, các
bazơ của axit nucleic đều có thể (và nhiều trƣờng hợp chỉ có thể) đánh dấu bằng các ĐVPX
phát thuần túy bức xạ  năng lƣợng thấp nhƣ cacbon – 14, hydro – 3 (triti).
Chất nhấp nháy lỏng là một dung dịch
hòa tan một vài hợp chất huỳnh quang trong
một dung môi thích hợp. Hạt bức xạ trong
chất nhấp nháy lỏng cũng gây hiện tƣợng

kích thích nhƣ trong tinh thể nhấp nháy. Ở
đây năng lƣợng kích thích đƣợc chuyển cho
các phân tử huỳnh quang và phân tử này
phát ra một lóe sáng. Lóe sáng này cũng
đƣợc phát hiện bởi ống nhân quang tạo thành
1 xung điện để đƣợc khuếch đại, phân tích
biên độ rồi đƣợc đếm bởi một hệ đếm.
1.3.3.1. Dung môi
Có hai chức năng: Hòa tan các hợp
chất huỳnh quang và mẫu đo, hấp thụ và
chuyển năng lƣợng của hạt bức xạ đến phần
tử chất huỳnh quang. Chất lỏng chuyển kích
thích điện tử với hiệu suất cao nhất là chất
lỏng thơm nhƣ toluen, xylen, dioxan. Các dung môi này hòa tan đƣợc nhiều chất hữu cơ.
Các chất khác có thể đƣợc hòa tan bằng cách thêm một ít dung môi thích hợp khác
nhau nhƣng phải chọn sao cho không ảnh hƣởng đáng kể đến việc chuyển năng lƣợng cũng
nhƣ đặc tính phát quang của các chất nhấp nháy.
Hình 1.8: Ống đếm nhấp nháy lỏng
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 13

1.3.3.2. Chất hòa tan thứ nhất
PPO (2,5 diphenyloxazol), PPD (phenyldiphenyl oxadiazol) và p – terphenyl là
những chất thƣờng đƣợc dùng làm chất hòa tan thứ nhất. Vai trò của chất hòa tan thứ nhất là
nhận năng lƣợng kích thích từ dung môi và phát năng lƣợng đó dƣới dạng lóe sáng. Tiêu
chuẩn quan trọng nhất để chọn chất hòa tan thứ nhất là số photon phát ra ứng với một đơn vị
năng lƣợng bức xạ hấp thu bởi dung môi. Cần một nồng độ từ 5 đến 10 g/l của các chất này
để gây số phát quang đối đa, việc sử dụng chúng bị giới hạn bởi tính hòa tan kém trong
toluen. Chẳng hạn p – terphenyl là một trong những chất đƣợc dùng đầu tiên làm chất hòa
tan thứ nhất, giá lại rẻ nhất nhƣng vì hòa tan kém trong toluen lạnh nên phải nhƣờng chỗ cho

PPO là chất hiện đƣợc dùng nhiều nhất. Tiêu chuẩn thứ hai là photon phát ra phải có bƣớc
sóng tƣơng ứng với độ nhạy cao nhất của photocatot ống nhân quang. Bƣớc sóng thích hợp
nhất là 400nm.
1.3.3.3. Chất hòa tan thứ hai
Chính vì bƣớc sóng của photon phát ra bởi các chất hòa tan thứ nhất thông dụng
thƣờng ngắn hơn 400 nm nên ngƣời ta thêm vào dung dịch một chất hòa tan huỳnh quang
thứ hai POPOP (1,4 bis-2 [5 – phenyloxazolyl] – benzen). Chất này hấp thu photon phát bởi
chất hòa tan thứ nhất để phát lại một photon huỳnh quang với bƣớc sóng dài hơn. Vì vậy
chất phát quang thứ hai còn đƣợc gọi là chất “chuyển dịch phổ”.
Chúng thƣờng đƣợc dùng với nồng độ bằng 1/10 nồng độ của chất hòa tan thứ nhất nghĩa là
khoảng 0,5 g/lít toluen.
1.3.3.4. Phát hiện các photon nhấp nháy
Trong phép đo nhấp nháy lỏng đòi hỏi ống nhân quang có độ nhậy cao. Photocatot
của ống nhân quang có thể phát một số electron khi không có photon đập vào. Để giảm
phông nhiệt thƣờng dùng các biện pháp sau đây. Biện pháp thứ nhất là các ống nhân quang
đƣợc đặt trong môi trƣờng lạnh để giám sát electron nhiệt. Những sự tiến bộ trong công
nghệ ống nhân quang hiện nay cho phép sản xuất các ống nhân quang không phát electron
nhiệt mà không cần làm mạnh. Tuy nhiên để duy trì độ nhạy photocatot và các dinot cũng
nhƣ việc tạo ra các xung điện đồng đều cần duy trì nhiệt độ ổn định nhất là với các phép đo
phổ (ví dụ đo đồng thời
3
H và
14
C).
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 14

Biện pháp thứ hai để khử phông là dùng phân tích biên độ xung. Tƣơng tác giữa các
photon lóe sáng với photocatot làm văng ra đồng thời một số electron do đó xung điện tạo
nên thƣờng có biên độ lớn hơn xung điện do electron nhiệt. Phân tích biên độ giúp ta tách

các tín hiệu khỏi các xung phông. Biện pháp thứ ba có hiệu quả nhất là đếm trùng phùng.
Khi chất nhấp nháy hấp thu 1 hạt  nó phát ra đồng thời một số photon. Nếu hai ống nhân
quang nhìn nhấp nháy và lối ra của chúng đƣợc bố trí sao cho chỉ những xung điện cùng
phát sinh đồng thời ở hai ống nhân quang mới đƣợc đếm thì có thể loại bỏ đƣợc các xung
nhiệt chỉ phát sinh ở riêng từng ống. Với cách bố trí này có thể giảm phông xuống dƣới 10
xung/ph trong điều kiện do cacbon – 14 đạt hiệu xuất 80%, đo triti hiệu suất 60% hoặc cao
hơn. Các mẫu thƣờng đƣợc đếm trong 10 đến 15 ml dung dịch nhấp nháy trong lọ thủy tinh
hoặc polyetylen dung tích 20 ml.
Có thể phát hiện ra các photon nhấp nháy từ phƣơng pháp sắc ký hai chiều (Hình 1.9)

Hình 1.9: Hình rà phóng xạ một tiêu bản sắc ký hai chiều
1.3.3.5. Đánh giá kết quả
Trong các nghiên cứu chuyển hóa không thể khẳng định rằng hoạt tính phóng xạ
trong một tổ chức hay một chất dịch của cơ thể là ở cùng dạng hóa học với chất phóng xạ đã
đƣa vào cơ thể. Việc nhận định đúng các kết quả còn tùy thuộc cả vào độ tinh khiết của hợp
chất phóng xạ đã dùng và các phƣơng pháp hóa học đã dùng để cô lập và tinh khiết mẫu.
Một chất đánh dấu rất hay dùng trong sinh học (đặc biệt trong định lƣợng phóng xạ miễn
dịch học) là Iot – 125 phát  mềm. Iot – 125 có thể đo bằng phƣơng pháp nhấp nháy lỏng
với một độ nhạy cao hơn pháp đo dùng tinh thể. Kỹ thuật đo tƣơng tụ nhƣ với cacbon – 14.

Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 15

1.3.4. Một số kỹ thuật đo đặc biệt
Trong nghiên cứu nông nghiệp, sinh học và y học hiện đại ngƣời ta còn dùng các loại
máy đo phóng xạ đặc biệt nhƣ:
- Máy đo phóng xạ toàn thân để phát hiện các chất phóng xạ gamma tồn lƣu trong cơ
thể động vật thí nghiệm. Với những máy dùng tinh thể NaI (Tl) có phân tích biên độ nhiều
kênh và bảo đảm phông đệm rất thấp ở mọi cơ thể động vật ta ghi đƣợc hai đỉnh: một đỉnh
ứng với kali – 40 (chất phóng xạ thiên nhiên có nhiều trong cơ thể) và một đỉnh ứng với xesi

– 137 (hậu quả của các vụ nổ hạt nhân). Máy này rất thuận lợi cho việc nghiên cứu chuyển
hóa.
- Máy ghi phân bố hoạt tính phóng xạ trên bề mặt. Đêtectơ của máy di chuyển tự
động theo hai trục x, y. Hoạt tính phóng xạ ghi nhận đƣợc vạch trên một bản đồ phân bố.
Thƣờng dùng máy này để ghi các vệt phóng xạ trên các băng sắc ký trên giấy hay sắc ký lớp
mỏng hoặc để ghi hình phân bố phóng xạ trong cơ thể động vật thực nghiệm (tƣơng tự nhƣ
máy quét tia nhấp nháy (scintistscanner) để làm trên ngƣời nhƣng nhỏ hơn).
1.3.5. Một số kỹ thuật ghi đo đặc biệt trong Y học hạt nhân (YHHN)
Các đồng vị sử dụng trong chẩn đoán chủ yếu phát tia gamma và các phép đo tia
gamma trên cơ thể sống (đo in vivo) chiếm vị trí đặc biệt quan trọng. Các phép đo này nhằm
phát hiện động học của một chất phóng xạ đã đƣa vào cơ thể bệnh nhân (bằng đƣờng uống
hay tiêm) tại một hay một số cơ quan khác nhau trong cơ thể bệnh nhân. Có 4 phƣơng pháp
thƣờng đƣợc sử dụng: đo từng thời điểm, ghi đồ thị tự động, ghi hình và chụp hình.
1.3.5.1. Đo từng thời điểm
Phép đo đƣợc lặp lại trong từng khoảng thời gian với những điều kiện hình học không
thay đổi, cho ta biết mức độ tập trung chất phóng xạ tại một cơ quan nào đó ở những thời
điểm khác nhau. Ví dụ điển hình là đo độ tập trung Iot – 131 tại tuyến giáp ở thời điểm 2
giờ, 4 giờ, 6 giờ, 24 giờ sau khi uống liều chuẩn Iot – 131.
Trong phép đo này (cũng nhƣ các phép đo in vivo khác) ta dùng đêtectơ nhấp nháy có
bao định hƣớng (collimator) bảo đảm ghi nhận đƣợc các tia gamma phát ra từ cơ quan cần
đo và ngăn chặn đến mức đối đa các tia gamma phát ra từ các vùng lân cận khác trong cơ
thể. Khi đo độ tập trung Iot – 131 ở tuyến giáp collimator bảo đảm trƣờng nhìn của phép đo
là vùng tuyến giáp và không để các tia gamma từ các vùng khác lọt vào đêtectơ.
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 16

1.3.5.2. Ghi đồ thị phóng xạ
Ngƣời ta thƣờng ghi đồ thị phóng xạ với máy có bộ phận tự ghi để thăm dò các cơ
quan có chức năng sinh lý diễn ra nhanh mà phép đếm xung không theo kịp. Ví dụ điển hình
là ghi đồ thị phóng xạ thận sau khi tiêm vào tĩnh mạch chất Hippuran –

131
I là chất đƣợc thải
nhanh theo đƣờng thận để đánh giá chức năng thận. Các máy hiện dùng trong YHHN thƣờng
có nhiều kênh, nghĩa là nhiều đêtectơ (với collimator tƣơng ứng) nối với nhiều bút ghi.
1.3.5.3. Ghi hình
Các máy ghi hình có nguyên lý chung là: một đêtectơ nối liền với một bộ phận ghi
hình; trong khi đêtectơ quét trên bề mặt cơ quan có tập trung chất phóng xạ thì bộ phân ghi
hình cũng chuyển động đồng dạng, và vạch hình với mật độ vạch càng dày đặc khi hoạt tính
phóng xạ nhận đƣợc càng lớn (hoặc lên màu khác nhau ứng với hoạt tính phóng xạ theo một
thang quy ƣớc). Các máy ghi hình này ra đời hồi những năm 50 có nhƣợc điểm là không bắt
kịp những thay đổi nhanh của hoạt tính phóng xạ ở cơ quan ghi nên không ghi đƣợc hình
động. Thêm nữa việc ghi hình tốn nhiều thời gian nhất là đối với các tạng lớn (gan chẳng
hạn), vì vậy ngày nay hầu nhƣ rất ít đƣợc dùng, nếu còn dùng thì chủ yếu để ghi hình tuyến
giáp.
1.3.5.4. Chụp hình
Các máy chụp hình tia gamma (GC) có bộ phận phát hiện cố định, cho ta hình ảnh
tức thì của cả cơ quan trong trƣờng nhìn. Phƣơng pháp này có nhiều thuận lợi hơn so với
ghi hình thời gian chụp nhanh. Những hình chụp liên tiếp với tốc độ nhanh giúp ta nghiên
cứu động học của chức năng một cơ quan nhƣ quá trình thở của phổi, hoạt động bơm của
tim… Ngƣời ta gọi đó là chụp hình động học.
Nguyên lý chụp hình nhƣ sau: tia gamma đƣợc thu bởi một tinh thể NaI (Tl) mỏng
(khoảng 12 mm) nhƣng có đƣờng kính lớn 290 đến 400 mm. Các photon phát ra đƣợc thu
nhận bởi một tập hợp các ống nhân quang gồm 19 đến 37 ống nhân quang bố trí thành hình
sáu cạnh bảo đảm việc truyền tín hiệu sáng có định vị đến dao động ký. Dao động ký biến
các nhấp nháy thành một chấm sáng, chấm này càng sáng khi số nhấp nháy trƣớc ống nhân
quang càng nhiều. Các GC (và collimator tƣơng ứng) ngày nay thƣờng thích hợp nhất với tia
gamma năng lƣợng 140 eV của tecneti – 99 m. Điều này cũng dễ hiểu vì tecneti – 99 m cung
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 17

cấp bởi nguồn sinh đƣợc dùng để đánh dấu các hợp chất khác nhau trong hầu hết các phép
chụp hình các tổ chức, cơ quan trong cơ thể.
Những năm gần đây, chụp hình
hạt nhân có những bƣớc tiến lớn, các
máy GC tƣơng tự đã đƣợc thay thế bằng
các máy số hóa và có gắn máy tính với
các phần mềm chuyên dụng để chụp theo
chƣơng trình định trƣớc và để phân tích,
xử lý hình ảnh. Thế hệ máy mới nhất cho
phép chụp hình cắt lớp phát xạ đơn
photon hỗ trợ bằng máy tính (Single
photon emision computed tomography gọi
tắt là SPECT).
SPECT dùng một GC quay để thu đƣợc các hình ảnh từ nhiều góc của sự phân bố
DCPX phát tia gamma trong cơ quan. Kỹ thuật này đặc biệt có giá trị vì riêng nó có khả
năng định vị chính xác một sự bất thƣờng sinh lý trong cơ thể thông qua hàng loạt lát cắt 2
chiều của cơ quan tạo ra bởi máy vi tính, từ đó các hình ảnh không gian 3 chiều của cơ quan
có thể đƣợc tái tạo.Ở nƣớc ta có một số khoa YHHN đã đƣợc trang bị Gamma Camera, riêng
bệnh viện quân y 108 và bệnh viện Bạch Mai, Ung Bƣớu (Tp.HCM) đã có SPECT.
Trong chụp hình hạt nhân hiện đại
cũng phải nhắc tới kỹ thuật chụp cắt lớp
phát xạ positron (positron emisson
tomography gọi tắt là PET). Trong kỹ
thuật này ngƣời ta dùng các chất ĐVPX
phát positron (tia 

) tập trung ở các khối
u. Positron phát ra hiện tƣợng hủy hạt (


phát ra gặp 

trên đƣờng đi sẽ tự hủy)
tạo thành 2 photon gamma 0,511 MeV.
Hai photon này ngƣợc chiều nhau. Nhƣ
vậy dùng 2 máy phát hiện đặt quay mặt vào nhau, nối với một bộ trùng phùng để ghi những
Hình 1.10: Máy chụp hình SPECT
Hình 1.11: Máy chụp hình PET
Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Ngọc Phi. 1097141
GVHD: ThS.GVC. Hoàng Xuân Dinh Trang 18

tia cùng đồng thời đập lên 2 máy phát hiện, thì sẽ xác định đƣợc vị trí phát. Với một hay một
số vòng đêtectơ cố định bố trí quanh cơ thể nạn nhân ta thu đƣợc thông tin và xử lý chúng
tạo thành các lát cắt cơ thể tƣơng tự nhƣ trong kỹ thuật SPECT. PET đặc biệt tốt trong việc
định vị không gian các quá trình sinh hóa trong cơ thể và có thể chỉ ra cơ sở sinh hóa của các
rối loạn thần kinh và bệnh tâm thần. PET cũng rất tốt trong chẩn đoán định vị các khối u não
chỉ dẫn cho phẫu thuật. Bảng sau đây giới thiệu một số chất ĐVPX phát positron dùng trong
chẩn đoán.
SPECT – CT (Computed Tomography) và PET – CT là sự kết hợp hoàn hảo giữa các
loại chụp hình trên. SPECT – CT và PET – CT cho hình ảnh chụp hình chẩn đoán bệnh nhân
hiệu quả hơn trong việc chẩn đoán. Vì kỹ thuật này vừa cho ra hình ảnh của kỹ thuật SPECT
(PET) và cả hình ảnh của kỹ thuật chụp hình CT.




Bảng 1.2 sẽ cho chúng ta thấy các đồng vị phát positron đều có thời gian bán hủy rất
ngắn và đƣợc sản xuất bằng cyclotron. Hiện nay một số cơ sở YHHN ở các nƣớc tiên tiến
đƣợc trang bị cyclotron để sản xuất ĐVPX đời sống ngắn dùng tại chỗ nhƣ bệnh viện
Hammersmith tại Luân Đôn (Anh), Trƣờng Y của Viện Đại Học Washington tại St Louis

(Mỹ)…
Hình 1.12: Hình ảnh của kỹ thuật
PET - CT
Hình 1.13: Hình ảnh chụp PET/CT của một
bệnh nhân Ung thƣ phổi chụp tại Trung tâm
YHHN và Ung bƣớu Bệnh viện Bạch Mai