Tính liều hiệu dụng cho bệnh nhân chụp CT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐINH THỊ THU NGÂN

TÍNH LIỀU HIỆU DỤNG CHO BỆNH NHÂN CHỤP CT

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

.

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐINH THỊ THU NGÂN

TÍNH LIỀU HIỆU DỤNG CHO BỆNH NHÂN CHỤP CT

Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử hạt nhân và năng lƣợng cao.
Mã số chuyên ngành: 60 44 05
LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
Ts. NGUYỄN ĐÔNG SƠN

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2014

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan luận văn tốt nghiệp “TÍNH LIỀU HIỆU DỤNG CHO
BỆNH NHÂN CHỤP CT” là do tác giả thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của TS.
Nguyễn Đông Sơn thuộc Công ty TNHH Công nghệ Y học Chí Anh và sự giúp đỡ
của anh Nguyễn Tấn Châu thuộc đơn vị PET/CT của bệnh viện Chợ Rẫy. Các tài
liệu đƣợc sử dụng trong luận văn đều có nguồn gốc rõ ràng.
Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan trên.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 02 năm 2014

ĐINH THỊ THU NGÂN

1


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 1
MỤC LỤC ........................................................................................................................ 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. 4
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................... 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .......................................................................... 7
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 9
Chƣơng 1: TỔNG QUAN .............................................................................................. 11
1.1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 11
1.1.1. Sự phát triển của CT ......................................................................................... 11
1.1.2. Những nghiên cứu trên thế giới về tác động của chụp CT đối với sức khỏe
bệnh nhân .................................................................................................................... 14
1.1.3. Thực trạng chụp CT tại Việt Nam. ................................................................... 14
1.2. Đối tƣợng nghiên cứu.............................................................................................. 15
1.3. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................... 16

Chƣơng 2: AN TOÀN BỨC XẠ.................................................................................... 17
2.1. Các khái niệm đại lƣợng tính liều cơ bản ............................................................... 17
2.1.1. Liều chiếu (exposure) ....................................................................................... 17
2.1.2. Liều hấp thụ (absorbed dose) ............................................................................ 17
2.1.3. Liều tƣơng đƣơng (equivalent dose) ................................................................. 18
2.1.4. Liều hiệu dụng (effective dose) ........................................................................ 19
2.2. Tác động sinh học của bức xạ ................................................................................. 21
2.3. Nguy cơ mắc ung thƣ khi bị chiếu xạ ..................................................................... 22
2.4. Tiêu chuẩn an toàn bức xạ của ICRP ...................................................................... 25
Chƣơng 3: TÍNH LIỀU HIỆU DỤNG TRONG CHỤP CT .......................................... 28
3.1. Sự khác nhau giữa CT và X – quang thông thƣờng. ............................................... 28
3.2. Các thông số chụp CT ảnh hƣởng đến liều bức xạ của bệnh nhân ......................... 31
3.2.1. Các thông số liên quan đến thiết bị ................................................................... 31
3.2.1.1. Bộ lọc chùm tia (beam filtration). ........................................................... 31
2


3.2.1.2. Tạo hình dạng chùm tia (beam shaper). .................................................. 31
3.2.1.3. Khoảng cách từ tiêu điểm đến trục z (focus – axis distance) ................. 32
3.2.1.4. Hệ chuẩn trực (slice collimation) ............................................................ 32
3.2.2. Các thông số liên quan đến cách thức chụp ...................................................... 32
3.2.2.1. Chiều dài vùng quét L ............................................................................. 33
3.2.2.2. Hệ số pitch. ............................................................................................. 34
3.2.2.3. Cƣờng độ dòng I. .................................................................................... 35
3.2.2.4. Thời gian chiếu t ..................................................................................... 36
3.2.2.5 Điện áp U ................................................................................................. 36
3.3. Các chỉ số CTDI ...................................................................................................... 36
3.4. Tích liều chiều dài DLP .......................................................................................... 43
3.5. Tính liều hiệu dụng trong CT .................................................................................. 44
3.5.1. Tính liều hiệu dụng từ tích liều chiều dài DLP ................................................ 44

3.5.2. Tính liều hiệu dụng bằng chƣơng trình CT Dosimetry .................................... 47
Chƣơng 4: LIỀU HIỆU DỤNG BỆNH NHÂN NHẬN ĐƢỢC KHI CHỤP CT TẠI
BỆNH VIỆN CHỢ RẪY ............................................................................................... 51
4.1. Liều hiệu dụng bệnh nhân nhận đƣợc khi chụp CT tại bệnh viện Chợ Rẫy ........... 51
4.2. So sánh kết quả khảo sát với kết quả tính toán bằng chƣơng trình CT
Dosimetry. ...................................................................................................................... 54
4.3. So sánh kết quả khảo sát tại bệnh viện Chợ Rẫy với kết quả nghiên cứu khác
trên thế giới. ................................................................................................................... 56
Chƣơng 5: SỬ DỤNG CHƢƠNG TRÌNH CT DOSIMETRY ĐÁNH GIÁ TÁC
ĐỘNG CỦA CÁC THAM SỐ CHỤP CT ĐẾN LIỀU HIỆU DỤNG. ......................... 60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................ 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 68

3


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết

Tên tiếng Anh

tắt

Tên tiếng Việt

CT

Computed Tomography

Chụp cắt lớp điện toán

CTDI

CT dose index

Chỉ số liều CT

CTDIn

Normalize CT dose index

Chỉ số liều CT định chuẩn

CTDIc

Center CT dose index

Chỉ số liều CT tại tâm

CTDIp

Periphery CT dose index

Chỉ số liều CT tại vùng rìa

CTDIw

Weight CT dose index

Chỉ số liều CT tính đến trọng số

CTDIv

Volume CT dose index

Chỉ số liều CT cục bộ

cSL

Collimated slice

Bề rộng slice chuẩn trực

DNA

Deoxyribonucleic acid

DLP

Dose length product

Tích liều chiều dài

E

Effective dose

Liều hiệu dụng

FDA

Food and Drug Administration

HT

Equilevant dose

ICRP

Cục quản lý thực phẩm và dƣợc
phẩm
Liều tƣơng đƣơng

The international commission on
radiation protection

LLĐPGH

Ủy ban quốc tế về bảo vệ bức xạ
Liều lƣợng đƣợc phép giới hạn

Multiple Slice Average Dose

Liều trung bình đa lát cắt

National Radiological Protection

Ủy ban Bảo vệ phóng xạ quốc

Board

gia

PET

Positron emission tomography

Chụp positron cắt lớp

PMMA

Poly methyl methacrylate

TI

Rotation time

MSAD
NRPB

Thời gian quay

4


DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng

STT
1

Bảng 1.1: Thống kê số máy CT đƣợc sử dụng tại các nƣớc Châu
Âu tính đến năm 1998.

Trang
13

2

Bảng 2.1: Trọng số bức xạ Wr theo tiêu chuẩn ICRP.

20

3

Bảng 2.2: Trọng số mô wT cho từng mô và cơ quan.

21

4
5
6

Bảng 2.3: Nguy cơ tử vong liên quan đến bức xạ ƣớc tính cho CT
tim với liều bức xạ 10 mSv.
Bảng 2.4: LLĐPGH với sự chiếu trong và chiếu ngoài (mSv/ năm).
Bảng 3.1: Hệ số chuyển đổi trung bình fmean (mSv/mGy.cm) cho
ngƣời trƣởng thành có kích thƣớc chuẩn.

25

27
46

7

Bảng 3.2: Hệ số EDLP (mSv/mGy.cm)

47

8

Bảng 3.3: Giá trị fmean ứng với các vùng cơ thể theo độ tuổi.

48

9

Bảng 3.4: Hệ số kCT của các thế hệ máy CT.

48

10

11
12
13

14

15

Bảng 4.1: Các tham số chụp CT của các máy CT của hãng
Siemems.
Bảng 4.2: Giá trị trung bình các tham số chụp CT lấy cho các vùng
chụp của bệnh nhân tại bệnh viện Chợ Rẫy theo giới tính.
Bảng 4.3: Cỡ mẫu khảo sát thực tế tại bệnh viện Chợ Rẫy
Bảng 4.4: Giá trị trung bình các tham số chụp CT của bệnh nhân
tại bệnh viện Chợ Rẫy.
Bảng 4.5: Giá trị trung bình liều bức xạ bệnh nhân nhận đƣợc khi
chụp CT tại bệnh viện Chợ Rẫy
Bảng 4.6: Giá trị trung bình các tham số chụp sử dụng trong CT
Dosimetry.

53

55
55
55

56

56

16

Bảng 4.7: Liều hiệu dụng tính bằng CT Dosimetry.

56

17

Bảng 4.8: Liều hiệu dụng tính cho gan 3 pha bằng CT Dosimetry

57

18

Bảng 4.9: So sánh liều hiệu dụng của bệnh nhân tại bệnh viện Chợ

58

5


Rẫy với liều tính bằng CT Dosimetry.
19

20

21

22

23

Bảng 4.10: Giá trị liều hiệu dụng trong các báo cáo khoa học đƣợc
công bố trên thế giới.
Bảng 4.11: So sánh giá trị liều hiệu dụng của bệnh nhân tại bệnh
viện Chợ Rẫy với liều hiệu dụng phổ biến cho các vùng cơ thể.
Bảng 4.12: Liều hiệu dụng cao nhất và thấp nhất tại bệnh viện Chợ

Rẫy.
Bảng 4.13: So sánh liều hiệu dụng của bệnh nhân tại bệnh viện
Chợ Rẫy với kết quả của hãng Siemems cho bệnh nhân nam và nữ.
Bảng 4.14: So sánh liều hiệu dụng của bệnh nhân tại bệnh viện
Chợ Rẫy với các nghiên cứu trên thế giới.

59

59

60

60

61

24

Bảng 5.1: Sự phụ thuộc của liều hiệu dụng vào cƣờng độ dòng.

62

25

Bảng 5.2: Sự phụ thuộc của liều hiệu dụng vào thời gian quét.

63

26

Bảng 5.3: Sự phụ thuộc của liều hiệu dụng vào điện áp U.

64

27

Bảng 5.4: Sự phụ thuộc của liều hiệu dụng vào hệ số pitch.

65

6


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
STT
1

2
3
4
5
6

7

8

Tên hình

Trang

Hình 1.1: Biểu đồ sự gia tăng số lần chụp CT tại Anh và Mỹ theo
năm.
Hình 2.1: Biều đồ sự phụ thuộc vào độ tuổi của nguy cơ mắc ung
thƣ ở ngƣời khi chụp CT.
Hình 3.1: Phân bố liều (cGy) trong chụp CT khối u Lympho.

14

25
29

Hình 3.2: Phân bố liều (cGy) trong chụp X - quang đầu, cổ, phổi,
bụng chậu.
Hình 3.3: Đồ thị liều đặc trƣng cho một slice có bề dày 10 mm.
Hình 3.4: Cấu trúc hình học của một nguồn phát tia X trong máy
CT.
Hình 3.5: Vùng quét ứng với giá trị pitch khác nhau trong quét
xoắn ốc
Hình 3.6: Vùng quét ứng với giá trị pitch khác nhau trong quét
tuần tự

30
31
32

36

36

9

Hình 3.7: Độ giảm liều dọc theo phƣơng truyền của chùm tia X.

38

10

Hình 3.8: Phân bố liều bức xạ trong CT.

38

11

Hình 3.9: Liều đo đƣợc trong phantom đƣờng kính 32 cm.

39

12

Hình 3.10: Liều đo đƣợc trong phantom đƣờng kính 16 cm.

39

13

Hình 3.11: Đƣờng cong diễn tả phân bố liều dọc theo trục z

41

14

Hình 3.12: Phantom tính liều CTDI cho đầu và thân.

42

15

Hình 3.13: Vị trí đặt buồng ion hóa để đo CTDI trong phantom.

42

16

Hình 3.14: Hệ số hấp thụ năng lƣợng khối của mô   en  

44



 tissue

theo

năng lƣợng.
Hình 3.15: Hệ số hấp thụ năng lƣợng khối của không khí
17

  en  theo năng lƣợng.


  air


44
7


18

Hình 3.16: Tổng liều của một chuỗi quét với n = 15 phép quay
liên tục.

45

19

Hình 3.17: Giao diện chƣơng trình CT Dosimetry.

49

20

Hình 3.18: Phân chia vùng quét trong CT Dosimetry.

50

21

22

23

Hình 4.1: Hình ảnh hiểm thị trên máy tính của máy chụp CT của
hãng Siemems.
Hình 5.1: Hình chụp ngực bệnh nhân nam với I = 150 mA và I =
50 mA.
Hình 5.2: Hình chụp CT phổi của bệnh nhân nam với U = 120
kVp và U = 100 kVp.

8

54

62

64


MỞ ĐẦU
Chẩn đoán hình ảnh bằng phƣơng pháp chụp cắt lớp điện toán, gọi tắt là CT, là
một phƣơng pháp đƣợc áp dụng phổ biến và rộng rãi trong các bệnh viện và cơ sở y
tế. Hơn ba thập kỷ hình thành và phát triển, CT có những thay đổi, cải tiến và thành
tựu to lớn trong việc chẩn đoán hình ảnh không can thiệp. Tuy nhiên bên cạnh
những đóng góp tích cực của mình thì CT cũng là mối bận tâm của các nhà khoa
học, các kỹ thuật viên, bác sĩ khi phải cân nhắc giữa lợi ích điều trị lâm sàng với
những hậu quả mà bệnh nhân có thể gánh chịu sau khi trải qua các lần quét CT.
Chính những vấn đề băn khoăn trên, nhiều nhà khoa học, nhiều nghiên cứu
trên thế giới đã nghiên cứu, tìm hiểu ảnh hƣởng của CT đến sức khỏe của bệnh
nhân. Cụ thể ở đây là ảnh hƣởng của liều bức xạ do các máy CT phát ra mà bệnh
nhân nhận đƣợc. Đây là một lĩnh vực không còn mới mẻ, tuy nhiên việc tìm hiểu nó

không phải là không thiết thực đối với điều kiện Việt Nam.
Ngày nay, những hiểu biết về phƣơng pháp chụp CT, lợi ích và rủi ro mà
phƣơng pháp này mang lại của ngƣời dân Việt Nam còn hạn chế. Đại bộ phận ngƣời
dân Việt Nam vẫn mang ý nghĩ CT là phƣơng pháp “thần kỳ” có thể chẩn đoán,
phát hiện tất cả các bệnh tật của con ngƣời. Chính ý nghĩ đó, rất nhiều bệnh nhân tỏ
ra rất “yên tâm” khi chụp CT vì CT sẽ giúp bệnh nhân “kiểm tra” xem mình mắc
bệnh gì mà không biết rằng nó đem lại cho mình những “nguy hiểm” gì.
Thêm nữa, một bộ phận bác sĩ cũng đang lợi dụng phƣơng pháp này với mục
đích điều trị nhanh chóng, chính xác nên đã bỏ qua việc cân nhắc lựa chọn các
phƣơng pháp chẩn đoán khác, bất chấp rủi ro sau này của bệnh nhân.
Để đánh giá mức độ rủi ro mà bệnh nhân có thể nhận đƣợc khi trải qua các thủ
tục điều trị bằng bức xạ ion hóa, ngƣời ta dựa vào giá trị liều hiệu dụng. Giá trị liều
hiệu dụng sẽ cung cấp thông tin về mức độ rủi ro cho bệnh nhân khi nhận liều thấp.
Trong đề tài này, tác giả tập trung vào đại lƣợng liều bức xạ mà bệnh nhân có
thể nhận đƣợc sau khi trải qua các thủ tục chụp CT. Chính vì tập trung vào liều bức
xạ bệnh nhân nhận đƣợc sau khi chụp CT nên trọng tâm của đề tài là các phƣơng
pháp xác định liều bức xạ trong chụp CT.
9


Để khảo sát liều hiệu dụng cho bệnh nhân chụp CT tại Việt Nam, tác giả sử
dụng hai phƣơng pháp chính. Phƣơng pháp thứ nhất là chuyển đổi từ tích liều chiều dài DLP (Dose Length Product) hiển thị trên máy tính thành liều hiệu dụng E.
Phƣơng pháp này sẽ đƣợc áp dụng từ số liệu thực tế từ bệnh nhân chụp CT tại bệnh
viện Chợ Rẫy. Phƣơng pháp thứ hai là sử dụng chƣơng trình tính liều CT Dosimetry
Version 1.0.4 của Impact để tính liều hiệu dụng cho bệnh nhân chụp CT với các
thông số chụp nhƣ hệ số pitch, tích cƣờng độ dòng – thời gian mAs, điện áp U…
đƣợc lấy từ các bệnh nhân chụp CT tại bệnh viện Chợ Rẫy.
Sau khi tính toán liều hiệu dụng bằng hai phƣơng pháp trên, kết quả sẽ đƣợc
so sánh với các nghiên cứu trƣớc đó trên thế giới. Việc so sánh này nhằm mục đích
kiểm tra độ chính xác của kết quả ghi nhận đƣợc trong luận văn. Bên cạnh đó, sẽ tạo

cơ sở dữ liệu để đánh giá tác động sinh học của bức xạ trong chụp CT cho bệnh
nhân ở Việt Nam.
Vì chỉ tập trung vào các phƣơng pháp tính liều bức xạ của bệnh nhân sau khi
chụp CT, nên luận văn chỉ dừng lại ở việc khảo sát liều bức xạ bệnh nhân nhận
đƣợc khi chụp CT tại bệnh viện Chợ Rẫy với mục đích là áp dụng các phƣơng pháp
tính liều cho bệnh nhân Việt Nam để kiểm chứng và so sánh với các nghiên cứu trên
thế giới. Cho nên hạn chế của đề tài là không đƣa ra những đánh giá cụ thể về mức
độ rủi ro cho bệnh nhân khi chụp CT, hạn chế này xuất phát từ nguyên nhân là do
tác động ngẫu nhiên của bức xạ cần phải có thời gian dài để kiểm chứng, trong khi
thời gian thực hiện luận văn chƣa tới một năm. Do đó, hƣớng phát triển tiếp theo
của đề tài sẽ là nghiên cứu sâu hơn trên một nhóm bệnh nhân cụ thể trải qua các lần
chụp CT với nguy cơ mắc ung thƣ hay các bệnh liên quan.

10


Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CHỤP CT
1.1. Lý do chọn đề tài
1.1.1. Sự phát triển của CT
Chụp cắt lớp điện toán (Computed Tomography), viết tắt là CT, là phƣơng
pháp ghi ảnh kỹ thuật cao. CT dùng phƣơng pháp điện toán xử lý dữ liệu thu đƣợc
từ hệ thống cảm biến ghi nhận tia X còn lại sau khi đi qua phần cơ thể khảo sát để
tái tạo lại hình ảnh của phần cơ thể đó.
Chụp CT là kỹ thuật đƣợc Godfrey Hounsfield, một nhà khoa học ngƣời Anh
đề xuất năm 1972 và nhận giải Nobel Y học năm 1979. CT đƣợc ứng dụng rất rộng
rãi trong chẩn đoán lâm sàng cũng nhƣ trong sinh thiết. Ví dụ, CT đƣợc dùng để
chẩn đoán các phần cứng của cơ thể bị tổn thƣơng nhƣ: sọ não, cột sống, xƣơng. CT
còn đƣợc dùng để chẩn đoán ung thƣ, giúp phát hiện sớm khối u. Chụp CT có tiêm
cản quang có thể giúp cho bác sĩ đánh giá sự phát triển và sự di căn của khối u…
Ngày nay, ngƣời ta còn kết hợp CT với phƣơng pháp PET (tạo ảnh chức năng)

để tạo ra máy PET/CT vừa cho hình ảnh giải phẫu vừa khảo sát đƣợc chức năng của
các cơ quan.

11


Bảng 1.1: Thống kê số máy CT đƣợc sử dụng tại các nƣớc Châu Âu tính đến
năm 1998 [15].
Nƣớc

Số máy CT

Dân số (triệu)

Mật độ CT (trên triệu dân)

Bỉ

258

10,2

25

Phần Lan

50

5,0

10

Pháp

611

58,4

11

Đức

1863

81,7

23

Ý

1182

57,3

21

Hà Lan

164

15,0

11

Tây Ban Nha

546

39,3

14

Thụy Điển

122

8,8

14

Thụy Sĩ

180

7.1

25

Vƣơng Quốc Anh

387

57,0

7

12


Số lấn quét cho mỗi bệnh nhân/ năm
Số lấn quét cho mỗi bệnh nhân/ năm

Số lần quét CT tại Anh mỗi năm (triệu)
Số lần quét CT tại Mỹ mỗi năm (triệu)

Anh

MỸ

Năm
M

Hình 1.1: Biểu đồ sự gia tăng số lần chụp CT tại Anh (a) và Mỹ (b) theo năm [8].
Với những đóng góp của mình cho y học, số ca chụp CT ngày một tăng lên,
điều này tƣơng đồng với việc ngày càng nhiều máy CT đƣợc lắp đặt tại các bệnh
viện. Ƣớc tính tại Mỹ số ca chụp CT tăng từ khoảng ba triệu trong năm 1980 tới gần
bảy mƣơi triệu trong năm 2007 [4]. Nhƣ vậy việc sử dụng các máy chụp CT trong y
tế là một nhu cầu thiết yếu, nên việc đảm bảo an toàn bức xạ cho bệnh nhân chụp
CT là một vấn đề chính đáng, cần đƣợc đặc biệt quan tâm và tuân thủ nghiêm ngặt.

13


1.1.2. Những nghiên cứu trên thế giới về tác động của chụp CT đối với sức
khỏe bệnh nhân
Bên cạnh những đóng góp tích cực cho y học, chụp CT cũng đem đến những
lo âu và vƣớng mắc đòi hỏi cả ngƣời thực hiện CT và ngƣời đƣợc thực hiện CT phải
quan tâm, đó là liều bức xạ mà bệnh nhân phải nhận sau mỗi lần chụp là bao nhiêu?
Ảnh hƣởng cụ thể của nó đến sức khỏe của bệnh nhân nhƣ thế nào?
Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu ảnh hƣởng của liều chụp CT đối với
sức khỏe của bệnh nhân đã đƣợc công bố trên các tạp chí khoa học uy tín, các hội
nghị, hội thảo của các tổ chức uy tín trên thế giới. Các nghiên cứu đã chỉ ra đƣợc
rằng có mối quan hệ giữa liều bức xạ với nguy cơ bị ung thƣ ở các bệnh nhân bị
chiếu xạ. Tuy nhiên, tỉ lệ bị ung thƣ do chiếu xạ không quá cao so với tỉ lệ ung thƣ
do các nguyên nhân khác. Mặt khác, các nghiên cứu cũng đã đƣa ra đƣợc những
phƣơng pháp tính toán cụ thể liều lƣợng bức xạ mà bệnh nhân nhận đƣợc cho mỗi
lần chụp CT. Liều bức xạ này phụ thuộc vào các tham số chiếu nhƣ hệ số pitch,
cƣờng độ dòng, điện áp… và các tham số liên quan đến bệnh nhân nhƣ tuổi tác, giới
tính, cân nặng, vùng chụp… [15]. Dựa trên các kết quả nghiên cứu, các nhà khoa
học cũng đƣa ra những khuyến cáo cho các bệnh nhân khi chụp CT để đảm bảo đem
lại lợi ích cao nhất cho bệnh nhân khi chụp CT [7], [12].
Nhƣ vậy, ngay từ khi phƣơng pháp chụp CT ra đời và đƣợc đem vào sử dụng
trong cuộc sống, các nhà khoa học trên thế giới đã rất quan tâm đến tầm ảnh hƣởng
của chụp CT đối với sức khỏe của con ngƣời.
1.1.3. Thực trạng chụp CT tại Việt Nam.
Tại Việt Nam, số lƣợng máy chụp CT ngày càng nhiều trong các bệnh viện,
việc này đã hỗ trợ đắc lực cho công tác khám chữa bệnh cho bệnh nhân đạt đƣợc
hiểu quả cao. Trung bình mỗi ngày, tại bệnh viện Chợ Rẫy thực hiện khoảng 300 ca
chụp CT. Điều này cho thấy nhu cầu khám chữa bệnh bằng CT ngày một thiết yếu.
Trong nghiên cứu “Một số vấn đề trong công tác liên kết đặt máy chụp CT Scanner tại một số bệnh viện ở phía Bắc của một công ty cổ phần cho thuê thiết bị y

tế Việt Nam” thực hiện năm 2010 đƣợc tiến hành tại 3 bệnh viện tuyến tỉnh (Hƣng
14


Yên, Thái Nguyên, Bắc Kạn) của TS.BS Vũ Xuân Phú, Phó Giám đốc bệnh viện
Phổi TƢ vừa đƣợc công bố trên Tạp chí Y học thực hành của Bộ Y tế vào tháng
3/2012 nêu ra hai vấn đề về thực trạng chụp CT ở Việt Nam, đó là
-

Có sự khoán chụp CT giữa bệnh viện với công ty cung cấp thiết bị.

-

Tỉ lệ phát hiện bệnh dựa vào các máy CT tại những bệnh viện này không
cao.
Nhƣ vậy chúng ta có thể thấy rằng hiểu biết chung của ngƣời dân Việt Nam về

chụp CT và tác dụng của chụp CT đối với sức khỏe con ngƣời còn rất thấp. Bên
cạnh đó, kiến thức về an toàn bức xạ của các kỹ thuật viên còn hạn chế, các bác sĩ
chƣa thực hiện vai trò tham vấn cho bệnh nhân về những rủi ro có thể mắc phải khi
chụp CT, thậm chí các bác sĩ còn bỏ qua việc đánh giá tác động của việc chụp CT
đối với bệnh nhân vì nhằm mục đích muốn có kết quả nhanh nhất.
Tóm lại, phƣơng pháp chụp CT là một phƣơng pháp đem lại nhiều lợi ích
trong chẩn đoán hình ảnh, và đang đƣợc sử dụng phổ biến trên thế giới và ở Việt
Nam và ảnh hƣởng của CT đến sức khỏe của bệnh nhân rất đƣợc các nhà khoa học
trên thế giới quan tâm. Do đó, tác giả chọn đề tài này với mục đích tìm hiểu những
bƣớc phát triển và những thành tựu mà các nhà khoa học trên thế giới đã đạt đƣợc
khi nghiên cứu về những vấn đề liên quan đến chụp CT, trên cơ sở đó, vận dụng
vào thực tế ở Việt Nam để kiểm chứng và đánh giá cụ thể.
1.2. Đối tƣợng nghiên cứu

Trong đề tài này, đối tƣợng nghiên cứu mà tác giả quan tâm là liều hiệu dụng
bệnh nhân nhận đƣợc sau mỗi lần chụp CT. Và phạm vi nghiên cứu là các phƣơng
pháp tính liều hiệu dụng trong chụp CT.
Trong đề tài, liều hiệu dụng trong chụp CT đƣợc nghiên cứu dựa trên hai
phƣơng pháp.
Một là, chuyển đổi giá trị DLP sang giá trị liều hiệu dụng trên nhóm khoảng
năm mƣơi bệnh nhân chụp CT các vùng đầu, cổ, ngực, bụng, gan ba pha tại bệnh
viện Chợ Rẫy, thành phố Hồ Chí Minh.

15


Hai là, tính liều hiệu dụng bằng phần mền tính liều CT Dosimetry của Impact
với các thông số chụp nhƣ chiều dài vùng quét, hệ số pitch, thời gian quay, cƣờng
độ dòng, điện áp... đƣợc lấy trung bình từ dữ liệu tại bệnh viện Chợ Rẫy.
1.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu các phƣơng pháp tính liều hiệu dụng đang đƣợc
sử dụng ngày nay ở Việt Nam và trên thế giới. Dựa trên mục tiêu này, phƣơng pháp
nghiên cứu chính của tác giả là tập trung vào việc đọc các nghiên cứu và báo cáo
khoa học đƣợc công bố trên thế giới và ở Việt Nam để tìm kiếm, lựa chọn những
phƣơng pháp tính liều hiệu dụng phổ biến, hiệu quả, đƣợc sử dụng rộng rãi.
Tác giả vận dụng những phƣơng pháp tính liều này để tính liều hiệu dụng cho
các bệnh nhân chụp CT tại bệnh viện Chợ Rẫy, thành phố Hố Chí Minh.
Dựa trên kết quả tính toán và so sánh với các nghiên cứu khác, tác giả đƣa ra
những đánh giá về liều mà bệnh nhân ở Việt Nam nhận đƣợc so với các kết quả
trong các nghiên cứu khác.

16

Chƣơng 2: AN TOÀN BỨC XẠ
Khi một chùm bức xạ đi qua môi trƣờng vật chất, bức xạ này sẽ tƣơng tác với
các phần tử vật chất. Trong quá trình tƣơng tác, bức xạ truyền một phần hoặc tất cả
năng lƣợng của nó cho các phân tử vật chất mà nó tƣơng tác. Năng lƣợng bức xạ bỏ
lại trong vật chất sẽ ảnh hƣởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các phần tử vật chất
trong môi trƣờng đó. Để đánh giá tác động của bức xạ đối với vật chất sống, ngƣời
ta đƣa ra các khái niệm tính liều và những tiêu chí đánh giá an toàn bức xạ hạt nhân.
Trong chƣơng này, tác giải trình bày các khái niệm tính liều bức xạ hạt nhân,
tác động sinh học của bức xạ và nguy cơ mắc ung thƣ khi bệnh nhân bị chiếu xạ.
Trên cơ sở đó, tác giải giới thiệu hệ thông tiêu chuẩn an toàn bức xạ của ICRP.
2.1. Các khái niệm đại lƣợng tính liều cơ bản
2.1.1. Liều chiếu (exposure)
“Liều chiếu của tia X và tia gamma là phần năng lượng của nó mất đi để biến
đổi thành động năng của hạt mang điện trong một đơn vị khối lượng không khí, khí
quyển ở điều kiện chuẩn [3].”
Liều chiếu cho biết khả năng ion hóa không khí của tia X.
Đơn vị của liều chiếu là Roentgens (R).
1 R = 0,000258 C/kg
1 R có nghĩa là lƣợng tia X có thể ion hóa tạo ra lƣợng điện tích là 258 µC trên
1 kg không khí ở điều kiện chuẩn. Hay nói một cách khác, liều chiếu cho chúng ta
biết có bao nhiêu điện tích đƣợc sinh ra trong vùng chiếu. Tuy nhiên, liều chiếu
không cho chúng ta biết lƣợng năng lƣợng bức xạ gửi lại trong những môi trƣờng
vật chất khác, ngoài không khí.
2.1.2. Liều hấp thụ (absorbed dose)
Liều hấp thụ mô tả lƣợng năng lƣợng bị hấp thụ trên một đơn vị khối lƣợng tại
các vị trí bị chiếu xạ. Đơn vị là gray (Gy) hoặc rad
1 Gy = 1 J/kg
1 rad = 100 erg/kg
1 Gy = 100 rad
17

Liều hấp thụ cho biết năng lƣợng ion hóa bị hấp thụ tại tâm của một vùng thể
tích nhỏ bị chiếu xạ, nó phụ thuộc vào tính chất của môi trƣờng hấp thụ. Do đó,
năng lƣợng hấp thụ trong một đơn vị khối lƣợng sẽ phụ thuộc vào năng lƣợng liên
kết của các electron với hạt nhân nguyên tử và phụ thuộc vào số nguyên tử có trong
một đơn vị khối lƣợng của môi trƣờng vật chất hấp thụ [3]. Tuy nhiên, khái niệm
liều hấp thụ không phản ánh đƣợc những ảnh hƣởng của độ nhạy bức xạ và mức độ
tổn thƣơng của các phần tử vật chất khi bị chiếu xạ bởi các loại bức xạ khác nhau.
2.1.3. Liều tương đương (equivalent dose)
Chúng ta đều biết, mỗi một loại bức xạ sẽ có những ảnh hƣởng khác nhau đến
các mô sinh học, khái niệm liều tƣơng đƣơng đƣợc dùng để giải thích cho những
nguy cơ gây tổn thƣơng sinh học của các loại bức xạ khác nhau, và để đánh giá tác
động sinh học khác nhau của các loại bức xạ, ngƣời ta đƣa ra đại lƣợng trọng số bức
xạ Wr.
“Liều tương đương là liều hấp thụ trung bình trong mô hoặc cơ quan T do bức
xạ r, nhân với trọng số bức xạ Wr tương ứng của bức xạ r [3].”
Nếu nhƣ xem các mô và cơ quan đều nhận một liều hấp thụ nhƣ nhau thì liều
tƣơng đƣơng đƣợc dùng để đánh giá rủi ro do các bức xạ bên ngoài xuyên qua toàn
bộ cơ thể.
Nếu có nhiều loại bức xạ chiếu vào mô thì liều tƣơng đƣơng đƣợc lấy bằng
tổng tất cả liều tƣơng đƣơng của các loại bức xạ đó.
H T  Wr .DT ,r

(2.1)

r

Trong đó, HT là liều tƣơng đƣơng đƣợc hấp thụ bởi mô hoặc cơ quan T. DT,r là
liều hấp thụ trung bình của bức xạ r trong mô hoặc cơ quan T. Wr là trọng số bức xạ

đối với bức xạ r.

18


Bảng 2.1: Trọng số bức xạ Wr theo ICRP103 [3], [18].
Bức xạ

Năng lƣợng

Tia X, tia gamma, tia beta và muon

Neutron

Wr
1

< 1 MeV

2,5 + 18,2.e-[ln(E)]²/6

1 MeV - 50 MeV

5,0 + 17,0.e-[ln(2E)]²/6

> 50 MeV

2,5 + 3,25.e-[ln(0,04E)]²/6

proton, pion

2

Tia alpha, các mảnh phân hạch,

20

hạt nhân nặng

Đơn vị của liều tƣơng đƣơng là Sievert (Sv) hoặc rem. Tuy nhiên, vì liều tính
cho nhân viên bức xạ và dân cƣ rất thấp nên ngƣời ta hay sử dụng đơn vị milisievert
(mSv).
2.1.4. Liều hiệu dụng (effective dose)
Nếu các mô trong cơ thể đồng nhất với nhau về khả năng hấp thụ năng lƣợng
thì liều lƣợng tƣơng đƣơng sẽ tƣơng ứng với liều hiệu dụng. Tuy nhiên, mỗi mô
sinh học khác nhau sẽ có độ nhạy bức xạ khác nhau. Do đó, nếu các mô khác nhau
nhận một liều tƣơng đƣơng nhƣ nhau thì tổn thƣơng sinh học cũng khác nhau. Để
đặc trƣng cho tính chất này, ngƣời ta đƣa ra đại lƣợng đặc trƣng cho độ nhạy bức xạ
của mô gọi là trọng số mô wT. Nguyên tắc chung để xác định wT là nguy cơ của một
hiệu ứng ngẫu nhiên khi quét toàn bộ cơ thể là bằng 1.

19


Bảng 2.2: Trọng số mô wT cho từng mô và cơ quan [3], [17].
wT
Cơ quan

ICRP26

ICRP60

ICRP103

1977

1990

2007

Tuyến sinh dục (gonads)

0,25

0,20

0,08

Tủy xƣơng (bone Marrow)

0,12

0,12

0,12

Ruột (colon)

-

0,12

0,12

Phổi (lung)

0,12

0,12

0,12

Dạ dày (stomach)

-

0,12

0,12

Vú (breast)

0,15

0,05

0,12

Bàng quang (bladder)

-

0,05

0,04

Gan (liver)

-

0,05

0,04

Thực quản (oesophagus)

-

0,05

0,04

Tuyến giáp (thyroid)

0,03

0,05

0,04

Da (skin)

-

0,01

0,01

Mặt xƣơng (bone surface)

0,03

0,01

0,01

Tuyến nƣớc bọt (salivary gland)

-

-

0,01

Não (Brain)

-

-

0,01

Các cơ quan khác (Remaind)

0,30

0,05

0,12

Tổng

1,00

1,00

1,00

Liều hiệu dụng đƣợc tính bằng tổng liều tƣơng đƣơng của các mô và cơ quan
khi đƣợc nhân với trọng số mô hay cơ quan.
E   wT .H T

(2.2)

Đơn vị của liều hiệu dụng là J/kg hoặc Sievert (Sv).
Nhƣ vậy, chúng ta có thể thấy khái niệm liều hiệu dụng phản ánh đầy đủ mức
độ rủi ro liên quan đến bức xạ ion hóa.
Giá trị liều hiệu dụng không đo trực tiếp đƣợc nên phải đƣợc tính thông qua
liều hấp thụ.
20

Ngoài ra, giá trị liều hiệu dụng không có ý nghĩa đối với cá nhân, nó chỉ đƣợc
dùng để đánh giá mức độ rủi ro của một nhóm dân cƣ. Do đó, ta không thể tính liều
hiệu dụng cho bệnh nhân rồi khẳng định bệnh nhân đó an toàn hay không an toàn
khi bị chiếu xạ.
2.2. Tác động sinh học của bức xạ
Khi bức xạ truyền qua cơ thể, nó truyền một phần hoặc toàn bộ năng lƣợng
cho các tế bào. Năng lƣợng bức xạ ion hóa có thể phá vỡ liên kết hóa học trong
DNA (DeoxyriboNuclei Acid)và protein, bằng cách trực tiếp hoặc bằng cách gián
tiếp giải phóng các gốc tự do gây tổn hại gien. Kết quả là gây tổn thƣơng mô tức
thời nhƣ bỏng da và rụng tóc, hoặc gây tổn thƣơng lâu dài nhƣ sự hình thành đục
thủy tinh thể, ung thƣ…
Tác dụng sinh học bắt đầu với sự ion hóa các nguyên tử. Các mô khi hấp thụ
năng lƣợng sẽ có đủ năng lƣợng để loại bỏ các electron từ các nguyên tử tạo nên các
phân tử của mô. Khi electron dùng để liên kết hai nguyên tử để tạo thành một phân
tử bị “long ra” bởi bức xạ ion hóa thì các liên kết bị hỏng và do đó các phân tử bị
“sụp đổ”.
Khi bức xạ ion hóa tƣơng tác với các tế bào, nó có thể có hoặc có thể không
tấn công những phần quan trọng của tế bào nhƣ nhiễm sắc thể (Nhiễm sắc thể là
phần quan trọng nhất của tế bào vì chúng có chứa thông tin di truyền và những
hƣớng dẫn cần thiết cho các tế bào để thực hiện chức năng của nó và tạo một bản
sao của chính nó). Ngoài ra, trong tế bào có tồn tại cơ chế tự sửa chữa rất hiệu quả
để sửa chữa những tổn thƣơng của tế bào - bao gồm cả tổn thƣơng nhiễm sắc thể.
Khi chiếu bức xạ vào tế bào, trong tế bào có thể xảy ra những cơ chế sau:
-

Tế bào không bị bất kỳ tổn thương nào.
Sự ion hóa có thể tạo thành những chất có hoạt tính hóa học làm thay đổi cấu

trúc của các tế bào, những thay đổi này có thể giống nhƣ những thay đổi xảy ra tự
nhiên trong tế bào và có thể không gây ra những tác động tiêu cực.
-

Các tế bào bị hư hỏng, tự sửa chữa tổn thương và hoạt động bình thường.

21


Khi bị tổn thƣơng do bức xạ ion hóa, tế bào có thể thay đổi về cấu trúc và các
thành phần của nó. Tuy nhiên, chúng có thể tự sửa chữa những tổn thƣơng này nhờ
vào cơ chế tự sửa chữa của mình và vẫn hoạt động bình thƣờng.
-

Các tế bào bị hư hỏng, tự sửa chữa tổn thương và hoạt động bất thường.
Nếu một tế bào bị hƣ hỏng cần phải thực hiện một chức năng trƣớc khi nó có

thời gian để tự sửa chữa, nó sẽ không thể thực hiện chức năng sửa chữa hoặc thực
hiện các chức năng này không chính xác hoặc không đầy đủ. Kết quả có thể dẫn đến
là tế bào không thể thực hiện các chức năng bình thƣờng của chúng hoặc là đang
làm tổn hại đến các tế bào khác. Các tế bào bị thay đổi (chủ yếu là đột biến gien) có
thể không tái tạo chính mình hoặc có thể sinh sôi với tốc độ không kiểm soát
đƣợc.Và chúng có thể là nguyên nhân cơ bản sinh ra ung thƣ.
-

Tế bào chết như một kết quả của sự tổn thương.
Nếu một tế bào bị hƣ hỏng bởi các bức xạ, hoặc bị hƣ hỏng trong quá trình

sinh sản, các tế bào có thể bị chết. Tổn thƣơng do bức xạ đến các tế bào có thể phụ
thuộc vào mức nhạy cảm của tế bào với bức xạ.

2.3. Nguy cơ mắc ung thƣ khi bị chiếu xạ
Tổn thƣơng di truyền và ung thƣ là kết quả ngẫu nhiên của bức xạ ion hóa.
Nói cách khác, một sự tiếp xúc nhất định đối với bức xạ có thể có hoặc có thể
không gây tổn hại gien để dẫn đến nguy cơ gây bệnh ung thƣ. Nhờ có cơ chế tự sửa
chữa DNA của tế bào, nên nó không nhất thiết rằng mọi ảnh hƣởng của bức xạ lên
gien sẽ tạo ra chất gây ung thƣ. Tuy nhiên, do tác động ngẫu nhiên của bức xạ gây
ung thƣ nên không có liều ngƣỡng. Nghĩa là ta không thể khẳng định rằng liều dƣới
một mức độ nào đó là an toàn. Mối quan hệ tuyến tính giữa liều và nguy cơ ung thƣ
thể hiện ở việc tiếp xúc bức xạ liên tục thì nguy cơ gây ung thƣ càng cao. Và cơ chế
tự sửa chữa không ảnh hƣởng đáng kể đến mối quan hệ tuyến tính giữa liều và nguy
cơ ung thƣ này.
Xác định nguy cơ ung thƣ liên quan đến CT vẫn còn là một vấn đề gây tranh
cãi. Nguy cơ ung thƣ từ một lần quét CT là tƣơng đối nhỏ, đặc biệt là cho ngƣời
lớn. Ƣớc tính có khoảng 1/2000 bệnh nhân sẽ phát triển ung thƣ gây tử vong từ bất
22


kỳ lần quét CT nào, so với nguy cơ ung thƣ chung là 1/5 đối với ngƣời Mỹ trƣởng
thành [15]. Tuy nhiên, các xét nghiệm có liên quan đến liều cao tƣơng ứng với nguy
cơ ung thƣ cho bệnh nhân cao hơn so với liều thấp. Ví dụ, một ca CT tim có thể gây
ra 1 trƣờng hợp ung thƣ trong 270 phụ nữ tuổi từ bốn mƣơi và 1 trong 600 ngƣời
đàn ông ở độ tuổi bốn mƣơi [22]. Ngƣợc lại, CT đầu có nguy cơ ung thƣ là 1 trong
8100 phụ nữ đƣợc chụp CT và 1 trong 11000 ngƣời đƣợc chụp CT [22]. Những rủi
ro này sẽ cao gấp đôi khi chụp CT cho các cá nhân từ hai mƣơi tuổi. Hơn nữa, việc
lặp đi lặp lại chụp CT có thể làm tăng đáng kể nguy cơ ung thƣ của bệnh nhân. Một
nghiên cứu năm 2007 cho thấy có tới 2% ung thƣ ở Mỹ có thể là do các thủ tục CT
[22].
Dựa vào hình 2.1 có thể thấy nguy cơ mắc ung thƣ phụ thuộc rất lớn vào độ
tuổi. Cụ thể trẻ em có nguy cơ ung thƣ cao hơn ngƣời trƣờng thành và nguy cơ này
giảm mạnh ở ngƣời già. Nguyên nhân là do sự phát triển âm ỉ hàng thập kỷ của

nhiều khối u do bức xạ gây ra.

23