Ứng dụng phantom để tính liều trong y học hạt nhân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

TRẦN THỊ ANH ĐÀO

ỨNG DỤNG PHANTOM ĐỂ TÍNH LIỀU
TRONG Y HỌC HẠT NHÂN

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN

Thành phố Hồ Chí Minh – 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

TRẦN THỊ ANH ĐÀO

ỨNG DỤNG PHANTOM ĐỂ TÍNH LIỀU
TRONG Y HỌC HẠT NHÂN

Chuyên ngành:
VẬT LÝ NGUYÊN TỬ, HẠT NHÂN & NLC
Mã số:
60.44.50

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGUYÊN TỬ
HẠT NHÂN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN ĐÔNG SƠN

Thành phố Hồ Chí Minh - 2011


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận tình,
chu đáo của các thầy cô giáo Khoa Vật lý–Trường Đại học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh cùng
sự động viên giúp đỡ của gia đình và bạn bè.
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Tiến Sĩ Nguyễn Đông Sơn, phân viện Y Sinh
thành phố, giảng viên bộ môn Y Học Hạt Nhân là người đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện
thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu vừa qua.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Vật lý Hạt Nhân, các thầy trong hội đồng xét duyệt
đề cương luận văn – những người đã đưa ra những lời khuyên bổ ích cho tôi trong quá trình nghiên
cứu.
Tôi xin cảm ơn các cô chú, anh chị và các bạn trong lớp Vật lý hạt nhân khoá 19 đã giúp đỡ,
hỗ trợ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, các bạn bè đã luôn bên tôi, tin tưởng và cổ vũ
cho tôi suốt thời gian qua.


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... 3
0T

T
0

MỤC LỤC ............................................................................................................................ 1
0T

T
0

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... 4
0T

T
0

CHƯƠNG 1 – MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 5
0T

0T

1.1. NGUYÊN TẮC CỦA VIỆC ĐIỀU TRỊ BẰNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG Y HỌC HẠT
0T

NHÂN [1,2] ............................................................................................................................................. 5
T
0

1.2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐIỀU TRỊ BẰNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG Y HỌC HẠT NHÂN
0T

[1,2] ......................................................................................................................................................... 5
T
0

1.3. TÌNH HÌNH ĐIỀU TRỊ BẰNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG Y HỌC HẠT NHÂN TẠI VIỆT

0T

NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI .................................................................................................................... 6
0T

1.4. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................................................ 7
0T

0T

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ CỦA PHÉP ĐO VÀ TÍNH LIỀU TRONG ĐIỀU TRỊ BẰNG
0T

ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ ........................................................................................................ 9
0T

2.1. MÔ HÌNH TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG THEO MIRD .................................................................... 9
0T

T
0

2.1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN .................................................................................................... 10
T
0

0T

2.1.2. PHƯƠNG PHÁP MIRD CƠ BẢN ......................................................................................... 13
T

0

T
0

2.1.3. PHANTOM MIRD .................................................................................................................. 19
T
0

0T

2.1.4. XÁC ĐỊNH TỈ LỆ HẤP THỤ VÀ TỈ LỆ HẤP THỤ RIÊNG [67]........................................... 21
T
0

T
0

2.1.4.1.Phương pháp tính toán Monte Carlo [65] ........................................................................... 22
T
0

T
0

2.1.4.2.Phương pháp sử dụng hệ số tích lũy năng lượng hấp thụ .................................................... 25
T
0

T

0

2.1.4.3.Các kĩ thuật tính xấp xỉ ...................................................................................................... 26
T
0

0T

2.4.1.4.Sự ngoại suy tỉ lệ hấp thụ riêng .......................................................................................... 26
T
0

T
0

2.2. PHƯƠNG PHÁP, KỸ THUẬT TÍNH LIỀU TRONG YHHN Ở MỨC VOXEL [84] ...................... 28
0T

T
0

2.2.1. NHỮNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ TÍCH LUỸ Ở MỨC VOXEL HIỆN NAY
T
0

.......................................................................................................................................................... 30
2.2.2. NHỮNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN LIỀU HIỆN NAY Ở MỨC VOXEL........................ 30
T
0

T
0

CHƯƠNG 3 - SỰ PHÁT TRIỂN CỦA PHANTOM TRONG TÍNH LIỀU ................... 34
0T

T
0

T
0


3.1. PHANTOM VẬT LÝ ...................................................................................................................... 34
0T

0T

3.2. PHANTOM MÁY TÍNH................................................................................................................. 35
0T

0T

3.2.1. PHANTOM HÌNH HỌC.......................................................................................................... 36
T
0

0T

3.2.1.1. PHANTOM DO REDDY, CALLAHAN VÀ BROWNELL PHÁT TRIỂN [3,4].............. 37

T
0

T
0

3.2.1.2. PHANTOM MIRD – 5 ..................................................................................................... 37
T
0

0T

3.2.1.3. GIA ĐÌNH PHANTOM HÌNH HỌC ................................................................................ 38
T
0

T
0

3.2.1.4. PHANTOM HÌNH HỌC GSF ADAM và EVA ................................................................ 40
T
0

T
0

3.2.1.5. KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 41
T
0

0T

3.2.2. PHANTOM VOXEL ............................................................................................................... 41
T
0

0T

3.2.2.1. PHANTOM VOXEL GSF [5,14,13,47,10,11,6]................................................................ 41
T
0

T
0

3.2.2.2. PHANTOM VOXEL VIPMAN ........................................................................................ 46
T
0

T
0

3.2.2.3. PHANTOM VOXEL FAX06 VÀ MAX06 ...................................................................... 50
T
0

T
0

3.2.2.4. PHANTOM THAM KHẢO ICRP ................................................................................... 56

T
0

T
0

3.2.2.5. PHANTOM MÁY TÍNH NHẬT BẢN ............................................................................ 61
T
0

T
0

3.2.2.6. PHANTOM MÁY TÍNH VOXEL HÀN QUỐC ............................................................... 67
T
0

T
0

3.2.2.7. PHANTOM MÁY TÍNH VOXEL TRUNG QUỐC ......................................................... 73
T
0

T
0

CHƯƠNG 4 - SO SÁNH CẤU TRÚC VÀ TỶ LỆ HẤP THỤ RIÊNG CỦA PHANTOM
0T

VOXEL ICRP 110 VÀ PHANTOM TRONG PHẦN MỀM OLINDA ........................... 82
T
0

4.1. SO SÁNH CẤU TRÚC PHANTOM VOXEL THAM KHẢO ICRP 110 VÀ PHANTOM TRONG
0T

PHẦN MỀM OLINDA .......................................................................................................................... 83
0T

4.1.1. PHANTOM VOXEL THAM KHẢO ICRP 110 [83] ............................................................... 83
T
0

T
0

4.1.2. PHANTOM HÌNH HỌC TRONG PHẦN MỀM OLINDA [82] ............................................... 84
T
0

T
0

4.1.3. SO SÁNH CẤU TRÚC PHANTOM VOXEL THAM KHẢO ICRP 110 VÀ PHANTOM
T
0

OLINDA ........................................................................................................................................... 85
T

0

4.2. SO SÁNH CÁC HỆ SỐ SAF CỦA PHANTOM VOXEL THAM KHẢO ICRP 110 VÀ PHANTOM
0T

OLINDA ................................................................................................................................................ 88
T
0

4.3. KẾT LUẬN ..................................................................................................................................... 94
0T

0T

KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 95
0T

T
0


TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 98
0T

0T


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
B
0

CÁC KÍ HIỆU
A

Hoạt độ phóng xạ

A%

Hoạt độ tích luỹ

D

Liều hấp thụ

D&

Suất liều

τ

Thời gian lưu trú

∆

Năng lượng trung bình trên một đơn vị hoạt độ tích luỹ

ϕ

Tỉ lệ hấp thụ

φ

Tỉ lệ hấp thụ riêng

B

Hệ số tích luỹ năng lượng

E

Năng lượng

f

Tỉ lệ hoạt độ phóng xạ hấp thụ

S

Giá tị S

CÁC CHỮ VIẾT TẮT
3D

3 – Dimensions

AFs

Absord Fators

CT

Computed Tomography

DCPX

Dược Chất Phóng Xạ

ĐVPX

Đồng Vị Phóng Xạ

GSF

German ReSearch Center For Environment and Health

IAEA

International Atomic Energy Agency

ICRP

International Commission on Radiological Protection

LET

Linear Energy Transfer

MIRD

Medical International Radiation Dose

MR

Magnetic Resonance

MRI

Magnetic Resonance Image

YHHN

Y Học Hạt Nhân