Y học hạt nhân và kỹ thuật xạ trị

Më ®Çu M«n häc y häc h¹t nh©n vµ kÜ thuËt x¹ trÞ lµ mét m«n häc ®ßi hái kiÕn thøc réng. Ng­êi häc cÇn cã kiÕn thøc c¬ b¶n c¶ vÒ vËt lÝ lÉn kiÕn thøc y sinh. §©y lµ hai m¶ng kiÕn thøc rÊt phøc t¹p nÕu muèn nghiªn cøu s©u. MÆt kh¸c, ®©y lµ mét m«n häc míi, ngoµi bµi gi¶ng trªn líp, c¸c tµi liÖu tham kh¶o manh món vµ kh«ng träng t©m. §ã lµ nh÷ng khã kh¨n khi häc m«n häc nµy. Tr­íc khi b¾t tay vµo viÕt b¸o c¸o thu ho¹ch m«n häc, em rÊt bo¨n kho¨n. B¸o c¸o ®ßi hái sù tæng qu¸t vÊn ®Ò, nh­ng nÕu viÕt qu¸ tæng quan th× chØ ®¬n gi¶n lµ b¶n b¸o c¸o, kh«ng t­¬ng xøng víi møc ®é häc tËp. NÕu viÕt s©u, th× gÆp rÊt nhiÒu h¹n chÕ vÒ mÆt thêi gian vµ tµi liÖu, kiÕn thøc. Trong bµi b¸o c¸o thu ho¹ch m«n häc, phÇn kiÕn thøc, em b¸m s¸t theo khung bµi gi¶ng cña thÇy. Ngoµi ra, em còng m¹nh d¹n tr×nh bµy mét sè vÊn ®Ò theo nhËn thøc cña m×nh. Em ®· cè g¾ng trong viÖc tiÕp cËn vÊn ®Ò, tuy nhiªn ch¾c ch¾n cßn nh÷ng chç thiÕu sãt, rÊt mong thÇy th«ng c¶m. PhÇn1: Tæng quan vÒ y häc h¹t nh©n vµ kÜ thuËt x¹ trÞ A. LÞch sö y häc h¹t nh©n vµ kÜ thuËt x¹ trÞ: Cã thÓ nãi, y häc h¹t nh©n ®­îc khëi ®Çu b»ng ph¸t hiÖn cña Becquelrel vÒ hiÖn t­îng phãng x¹ vµo n¨m 1896. N¨m 1895,Roetngen (ng­êi §øc ) ph¸t hiÖn ra tia X. §©y lµ lo¹i sãng ®iÖn tõ cã b­íc sãng ng¾n n»m trong kho¶ng 1-100pm, n¨ng l­îng cao vµ cã c¸c hiÖu øng vËt lÝ, sinh häc râ rÖt. LÝ thuyÕt vÒ hiÖn t­îng phãng x¹ lµ do sù ph©n r· tù ®éng cña h¹t nh©n ®­îc ph¸t triÓn bëi Soddy vµo n¨m 1903 N¨m 1919, Rutherford b¾t ®Çu c¸c thÝ nghiÖm vÒ hiÖn t­îng ph¸t s¸ng “nhÊp nh¸y”(kÝch thÝch). N¨m 1931, Lawrence chÕ t¹o ra m¸y cyclotron. Ph¸t minh nµy cña «ng ®· më ®­êng cho viÖc t¹o ra nhiÒu ®ång vÞ phãng x¹ nh©n t¹o N¨m 1934, Irene Curie (con g¸i Pierre vµ Marie Curie) cïng chång, trong khi ®ang lµm viÖc t¹i ViÖn nghiªn cøu Radium Pari ®· ph¸t hiÖn ra ®ång vÞ phãng x¹ nh©n t¹o. Sau khi hä c«ng bè ph¸t hiÖn nµy, nhiÒu nhµ vËt lÝ ®· chó t©m nghiªn cøu ®ång vÞ phãng x¹ vµ chØ trong vßng 12 th¸ng, ®· cã h¬n 100 lo¹i phãng x¹ nh©n t¹o míi ®­îc ph¸t hiÖn N¨m 1943, Hevesy, ng­êi ®i tiªn phong trong trong øng dông khoa häc h¹t nh©n trong y häc ®· ph¸t minh ra kÜ thuËt ®¸nh dÊu phãng x¹ trong tÕ bµo sèng §Çu thËp niªn 60, kÜ thuËt “scan” ®ång vÞ phãng x¹ trong chÈn ®o¸n l©m sµng ®­îc ®­a vµo sö dông réng r·i. N¨m1972, CT scanner ®­îc s¸ng chÕ bëi mét kÜ s­ ng­êi Anh tªn lµ Godgray Housefield. §©y lµ kÜ thuËt øng dông kÜ thuËt chôp ¶nh X vµ khoa häc m¸y tÝnh t¹p ra líp c¾t ngang cña c¬ thÓ. H×nh minh ho¹: Nh÷ng con tem Ên hµnh ®Ó t­ëng niÖm Rutherford vµ vî chång Irene Curie víi c«ng tr×nh cña hä B. NhËn diÖn vÊn ®Ò KiÕn thøc vÒ: -C¸c loai bøc x¹ ion ho¸ vµ nguån gèc, b¶n chÊt cña nã -T­¬ng t¸c víi vËt chÊt cña bøc x¹ -C¸c ®¹i l­îng ®Æc tr­ng ThÊy ®­îc: -T¸c h¹i bøc x¹ ion ho¸ víi c¬ thÓ Sö dông: -C¸c thiÕt bÞ ph¸t hiÖn, ghi ®o bøc x¹ -C¸c biÖn ph¸p h¹n chÕ bøc x¹ cã h¹i Trang bÞ: -C¸c thiÕt bÞ x¹ chÈn, x¹ trÞ Qui tr×nh: X¹ chÈn X¹ trÞ Kh¸m, trÞ bÖnh b»ng chiÕu x¹: -HiÖu qu¶ -An toµn PhÇn 2: Nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ y häc h¹t nh©n vµ kÜ thuËt x¹ trÞ A. T×m hiÓu vÒ h¹t nh©n nguyªn tö: ThÕ giíi ®­îc cÊu t¹o tõ vËt chÊt. Toµn bé vËt chÊt ®­îc cÊu t¹o tõ mét sè chÊt ®¬n gi¶n gäi lµ nguyªn tè Mét nguyªn tè lµ mét chÊt kh«ng thÓ biÕn ®æi thµnh c¸c chÊt kh¸c ®¬n gi¶n h¬n b»ng c¸c qu¸ tr×nh ho¸ häc b×nh th­êng. VËt chÊt ®­îc cÊu t¹o tõ c¸c nguyªn tö vµ mçi nguyªn tè cã mét lo¹i nguyªn tö ®Æc tr­ng. Khoa häc hiÖn ®¹i ®· chøng minh r»ng: nguyªn tö kh«ng ph¶i lµ nh÷ng vËt thÓ kh«ng thÓ ph©n chia mµ ng­îc l¹i, chóng ®­îc cÊu t¹o tõ nh÷ng h¹t cßn nhá h¬n. Nh÷ng h¹t nµy bao gåm: proton, n¬tron, vµ electron -Proton: mang mét ®¬n vÞ ®iÖn tÝch nguyªn tè, khèi l­îng xÊp xØ b»ng ®¬n vÞ khèi l­îng nguyªn tö (u) -N¬tron: trung hoµ vÒ ®iÖn, khèi l­îng xÊp xØ b»ng ®¬n vÞ khèi l­îng nguyªn tö (u) -electron: mang mét ®¬n vÞ ®iÖn tÝch nguyªn tè ©m, cã khèi l­îng b»ng 1/1840 (u ). C¸c n¬tron vµ proton cña mét nguyªn tö liªn kÕt víi nhau rÊt m¹nh t¹o thµnh mét h¹t nh©n, c¸c electron quay quanh nã theo c¸c quÜ ®¹o kh¸c nhau. h×nh vÏ: nguyªn tö Neon-20 B. Kh¸i niÖm c¬ b¶n trong y häc h¹t nh©n: B.1.C¸c lo¹i bøc x¹ ion ho¸: Cã hai lo¹i bøc x¹ ion ho¸ chñ yÕu lµ: bøc x¹ ion ho¸ trùc tiÕp vµ gi¸n tiÕp Bøc x¹ ion ho¸ trùc tiÕp Bøc x¹ ion ho¸ gi¸n tiÕp C¸c phÇn tö cã thÓ lµm ion ho¸ trùc tiÕp c¸c phÇn tö cña m«i tr­êng Ph¶i th«ng qua c¸c thµnh phÇn kh¸c míi g©y ra ion ho¸ -Bøc x¹ alpha (a) : Lµ h¹t nh©n Heli (:2 proton vµ 2 notron).Mét h¹t alpha cã khèi l­îng 4u vµ mang hai ®¬n vÞ ®iÖn tÝch d­¬ng. C¶ bèn h¹t nµy liªn kÕt víi nhau chÆt chÏ ®Õn møc, trong nhiÒu tr­êng hîp alpha cã tÝnh chÊt nh­ mét h¹t c¬ b¶n. H×nh vÏ: minh ho¹ mét qu¸ tr×nh bøc x¹ alpha -Bøc x¹ Beta(b):gåm cã hai lo¹i: +b :lµ c¸c ®iÖn tö cã vËn tèc cao cã nguån gèc tõ h¹t nh©n. C¸c ®iÖn tö nµy cã khèi l­îng b»ng 1/1840u vµ mang mét ®¬n vÞ ®iÖn tÝch ©m. +b (poziton) :lµ c¸c h¹t cã khèi l­îng b»ng khèi l­îng cña ®iÖn tö nh­ng mang mét ®¬n vÞ ®iÖn tÝch d­¬ng. -Bøc x¹ Gamma (g): +Cã b¶n chÊt lµ sãng ®iÖn tõ +Gåm c¸c l­îng tö (quantum). N¨ng l­îng mang trong mçi l­îng tö (photon) phô thuéc vµo b­íc sãng theo quan hÖ tØ lÖ nghÞch: E=1/l. H×nh vÏ: Minh ho¹ qu¸ tr×nh bøc x¹ beta, gamma -Bøc x¹ Notron(n): +gåm c¸c h¹t n¬tron +Trong tù nhiªn rÊt hiÕm c¸c nguån ph¸t ra bøc x¹ ph¸t ra n¬tron. +C¸ch t¹o nguån bøc x¹ notron: .Sö dông m¸y gia tèc ®Ó gia tèc c¸c h¹t ®iÖn tÝch tíi vËn tèc cùc lín, ®Õn ®Ëp vµo bia (lµ vËt liÖu thÝch hîp), lµm x¶y ra ph¶n øng h¹t nh©n, ph¸t ra c¸c tia trong ®ã cã n¬tron. .Sö dông c¸c nguån a, g thÝch hîp t¹o ph¶n øng h¹t nh©n (a,n), (g,n). .Ph¶n øng ph©n h¹ch: ph¶n øng g©y vì h¹t nh©n trong lß ph¶n øng h¹t nh©n B¶ng 1. Mét sè nguån bøc x¹ a trong tù nhiªn (Nguån TL:Modern Physics-Frank J.Blatt-1992-th­ viÖn KHKT) Sè thø tù Tªn nguån Chu k× r· nöa (T1/2) 1 8Li3 0,844 (s) 2 9C6 127 (ms) 3 7N16 7,13 (s) 4 148Gd64 175 (year) 5 66Dy151 17 (min) 6 72Hf158 2,9 (s) 7 Ir 21 (s) 8 80Hg178 0,26 (s) 9 212Th90 30 (ms) B¶ng2: Mét sè nguån bøc x¹ b th«ng dông (Nguån TL:Radiation Protection-Jacob Shapiro-Havard University Press-1972) Sè thø tù Tªn nguån §éng n¨ng cùc ®¹i (MeV) Chu k× r· nöa T1/2 1 3H 0,018 12.3 (year) 2 14C 0,154 5730 (year) 3 35S 0,167 165 (decade) 4 45Ca 0,254 165 (decade) 5 32P 1,71 14,3 (decade) 6 90Sr 2,24a 28,1 (year) B¶ng 3: Mét sè nguån Beta-Gamma trong tù nhiªn (Nguån TL:Radiation Protection-Jacob Shapiro-Havard University Press-1972) Sè thø tù Tªn nguån §éng n¨ng cùc ®¹i b N¨ng l­îng g Chu k× r· nöa 1 125I - 0,035(75%)a 0,027-0,032b(136%) 57,4 (decade) 2 131I 0,61 0,364(80%) 0,638(8%) 8,1(decade) 3 69Co 0,31 1,17(100%) 1,33(100%) B.2.T­¬ng t¸c cña bøc x¹ víi vËt chÊt: -T­¬ng t¸c cña c¸c h¹t mang ®iÖn tÝch víi vËt chÊt: C¸c h¹t mang ®iÖn tÝch (a, b) khi t­¬ng t¸c víi vËt chÊt bÞ mÊt n¨ng l­îng chñ yÕu do t­¬ng t¸c víi c¸c ®iÖn tö nguyªn tö cña vËt chÊt. N¨ng l­îng bÞ mÊt ®ã truyÒn cho c¸c ®iÖn tö lµm cho chóng bÞ kÝch thÝch vµ chuyÓn nªn møc cao h¬n (kÝch thÝch nguyªn tö ) hoÆc lµm cho chóng bÞ t¸ch hoµn toµn khái nguyªn tö mÑ (ion ho¸ nguyªn tö). H¹t nh©n a e- a e- H×nh vÏ: Sù ion ho¸ nguyªn tö Helium do h¹t a +t­¬ng c¸c cña c¸c h¹t nÆng cã ®iÖn tÝch víi vËt chÊt: §iÓn h×nh lµ h¹t alpha, h¹t alpha lµ mét h¹t nÆng (4u), nã di chuyÓn chËm trong m«i tr­êng vËt chÊt. V× thÕ, kh¶ n¨ng t­¬ng t¸c, trao ®æi n¨ng l­îng cña nã víi c¸c phÇn tö cña m«i tr­êng vËt chÊt cao. Do ®ã nã mÊt n¨ng l­îng mét c¸ch nhanh chãng, vµ chØ ®i ®­îc kho¶ng c¸ch rÊt ng¾n trong m«i tr­êng ®Æc. +t­ong t¸c cña electron víi vËt chÊt: C¸c h¹t beta cã kÝch th­íc vµ khèi l­îng nhá nªn tÝnh linh ®éng cao. Do ®ã trªn cïng mét chiÒu dµi ®­êng ®i, sè lÇn va ch¹m víi c¸c phÇn tö vËt chÊt nhá h¬n, vµ do ®ã sù suy hao n¨ng l­îng nhá h¬n so víi h¹t alpha +Mét vÊn ®Ò quan träng lµ : khi c¸c h¹t mang ®iÖn bÞ lµm chËm l¹i rÊt nhanh do t­¬ng t¸c víi vËt chÊt th× chóng ph¸t ra n¨ng l­îng d­íi d¹ng tia X, qu¸ tr×nh nµy gäi lµ sù bøc x¹ h·m (Bremstralung). §iÒu nµy chØ cã ý nghÜa thùc tÕ víi bøc x¹ Beta. -T­¬ng t¸c cña bøc x¹ l­îng tö víi vËt chÊt: C¸c bøc x¹ l­îng tö ®­îc ®Ò cËp ë ®©y lµ gamma, bøc x¹ h·m, vµ bøc x¹ Roentgen ®Æc tr­ng. C¸c bøc x¹ l­îng tö nµy t­¬ng t¸c víi vËt chÊt theo mét lo¹t c¸c c¬ chÕ kh¸c nhau. Nh­ng cã ba c¬ chÕ quan träng nhÊt lµ : HiÖu øng hÊp thô quang ®iÖn, hiÖu øng t¸n x¹ Compton, hiÖu øng t¹o cÆp pozitron-electron. +HiÖu øng quang ®iÖn: Lµ qu¸ tr×nh t­¬ng t¸c cña l­îng tö (photon) víi mét ®iÖn tö liªn kÕt mµ mµ toµn bé n¨ng l­îng cña l­îng tö truyÒn cho liªn kÕt nµy, kÕt qu¶ lµ ®iÖn tö liªn kÕt ®ã bøt ra khái nguyªn tö. hf e- e- HiÖn t­îng quang ®iÖn chØ x¶y ra khi photon tíi cã n¨ng l­îng ³ A (c«ng tho¸t cña electron khái nguyªn tö ®ã). H×nh vÏ minh ho¹ hiÖu øng quang ®iÖn e- e- h.f h.f’ +HiÖu øng t¸n x¹ Compton: Photon bøc x¹ tíi t­¬ng t¸c víi líp vá nguyªn tö, mét phÇn n¨ng l­îng cña nã truyÒn cho mét ®iÖn tö nguyªn tö lµm cho ®iÖn tö ®ã bÞ ®¸nh bËt khái quÜ ®¹o, mÆt kh¸c h­íng cña photon còng thay ®æi (t¸n x¹). H×nh vÏ minh ho¹ hiÖu øng t¸n x¹ Compton +HiÖu øng t¹o cÆp electron-pozitron: Trong mét tr­êng ®iÖn tõ m¹nh xung quanh mét h¹t mang ®iÖn, vÝ dô nh­ h¹t nh©n, mét l­îng tö g cã thÓ bÞ ho¸n ®æi thµnh mét cÆp pozitron-electron. N¨ng l­îng cña l­îng tö ®­îc ph©n bæ gi÷a hai h¹t t¹o thµnh. §iÒu kiÖn n¨ng l­îng l­îng tö gamma ®Ó x¶y ra hiÖu øng nµy lµ Eg³ 1.002MeV MÆt kh¸c, mét cÆp electron-pozitron cã thÓ kÕt hîp l¹i vµ biÕn mÊt, ®ång thêi t¹o ra mét cÆp l­îng tö gamma cã n¨ng l­îng b»ng nhau (0,511 MeV) vµ ng­îc chiÒu. e- g: 0,511 MeV e+ e- g: 0,511 MeV H×nh vÏ minh ho¹ hiÖu øng t¹o cÆp s +Qui luËt lµm yÕu cña bøc x¹ l­îng tö : Bøc x¹ l­îng tö bÞ suy gi¶m theo hµm sè mò khi khi chóng ®i qua mét líp vËt liÖu bÊt k×. I=I0. m: hÖ sè lµm yÕu C«ng thøc nµy chØ ®óng khi : - chïm h¹t hÑp - ®¬n n¨ng -vËt liÖu kh«ng qu¸ dÇy Thùc tÕ, trong tr­êng hîp mét trong ba ®iÒu kiÖn trªn kh«ng tho¶ m·n th× c«ng thøc tæng qu¸t lµ: I=I0. HoÆc I=I0.B. B: HÖ sè tÝch luü I0 I -T­¬ng t¸c cña N¬tron víi vËt chÊt: N¬tron ®­îc chia thµnh c¸c nhãm kh¸c nhau dùa vµo chÝnh ®éng n¨ng cña chóng. Khi t­¬ng t¸c víi vËt chÊt, n¬tron bÞ mÊt n¨ng l­îng th«ng qua mét lo¹t c¸c t­¬ng t¸c kh¸c nhau mµ vai trß t­¬ng ®èi cña chóng l¹i phô thuéc nhiÒu vµo n¨ng l­îng cña n¬tron. C¸c n¬tron cã kh¶ n¨ng ®©m xuyªn rÊt lín vµ ®i ®­îc qu·ng ®­êng dµi trong m«i tr­êng ®Æc. Mét sè ®ai l­îng ®Æc tr­ng cho t­¬ng t¸c cña n¬tron víi m«i tr­êng: -tiÕt diÖn t¸n x¹ ®µn håi: dtx®h -tiÕt diÖn t¸n x¹ kh«ng ®µn håi: dtxk®h -tiÕt diÖn t¸n x¹ chung: dtx=dtx®h+dtxk®h -tiÕt diÖn ph¶n øng: dp­= -tiÕt diÖn toµn phÇn: dtoµnphÇn =dtx+dp­ C¸c hiÖu øng quan träng lµ: T¸n x¹ ®µn håi: C¸c h¹t n¬tron va ch¹m víi h¹t nh©n bia vµ bÞ thay ®æi chuyÓn ®éng. Sau va ch¹m, n¬tron bÞ mÊt mét phÇn n¨ng l­îng cho h¹t nh©n bia. PhÇn n¨ng l­îng n¨ng l­îng nµy ®­îc thÓ hiÖn d­íi d¹ng ®éng n¨ng h¹t nh©n bia. Eno=En+EA Eno: ®éng n¨ng n¬tron tr­íc t¸n x¹ En: ®éng n¨ng n¬tron sau t¸n x¹ EA:®éng n¨ng h¹t nh©n thu ®­îc sau t¸n x¹ ®µn håi. EA=a.Eo. A: sè khèi h¹t nh©n. KÕt luËn: Trong va ch¹m ®µn håi n¬tron, nÕu h¹t nh©n m«i tr­êng cµng nhÑ bao nhiªu th× n¨ng l­îng bÞ mÊt cµng nhiÒu. n n H¹t nh©n T¸n x¹ kh«ng ®µn håi: C¸c h¹t n¬tron ®Õn va ch¹m víi h¹t nh©n bia, truyÒn mét phÇn n¨ng l­îng cho h¹t nh©n bia vµ khiÕn cho h¹t nh©n bia chuyÓn ®Õn tr¹ng th¸i bÞ kÝch thÝch. H¹t nh©n bia bÞ kÝch thÝch sÏ quay vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n vµ chóng ph¸t ra ph¸t ra bøc x¹ gamma trÔ. Eno=En+EA+ Trong t¸n x¹ kh«ng ®µn håi, å®éng n¨ng cña hÖ bÞ gi¶m ®i. Sù va ch¹m kh«ng ®µn håi nµy x¶y ra chñ yÕu ®èi víi c¸c h¹t nh©n nÆng. n H¹t nh©n bÞ kÝch thÝch Th­¬ng ph¸t n¨ng l­îng d­íi d¹ng g H¹t nh©n n Ph¶n øng b¾t h¹t nh©n: Khi n¬tron ®Õn t­¬ng t¸c víi h¹t nh©n bia, nã bÞ h¹t nh©n bia b¾t vµ kÝch thÝch bÞ khö b»ng c¸ch ph¸t ra h¹t hoÆc bøc x¹ l­îng tö kh¸c. +ph¶n øng b¾t n¬tron bøc x¹ l­îng tö (n,g): +ph¶n øng b¾t n¬tron bøc x¹ h¹t proton (n,p): +ph¶n øng b¾t n¬tron bøc x¹ h¹t alpha (n,a): H¹t nh©n (A+1), ph¸t g H¹t nh©n (A) n H×nh vÏ: Minh ho¹ ph¶n øng b¾t n¬tron, ph¸t l­îng tö Ph¶n øng h¹t nh©n (n,f): Lµ ph¶n øng mµ c¸c h¹t n b¾n ph¸ h¹t nh©n bia lµm cho h¹t nh©n bia vì ra lµm c¸c m¶nh. th­êng kÝ hiÖu: B¶ng tæng kÕt c¸c t­¬ng t¸c bøc x¹ h¹t nh©n Bøc x¹ Qóa tr×nh HiÖu øng Alpha va ch¹m phi ®µn håi víi c¸c ®iÖn tö liªn kÕt -kÝch thÝch, ion ho¸ nguyªn tö Beta -va ch¹m kh«ng ®µn håi víi c¸c ®iÖn tö nguyªn tö -bÞ lµm chËm trong tr­êng h¹t nh©n -kÝch thÝch, ion ho¸ nguyªn tö -g©y bøc x¹ h·m Tia X, gamma -hiÖu øng quang ®iÖn -hiÖu øng compton -t¹o cÆp -photon bÞ hÊp thô hoµn toµn -chØ mét phÇn NL photon bÞ hÊp thô N¬tron -t¸n x¹ ®µn håi -t¸n x¹ kh«ng ®µn håi -c¸c qu¸ tr×nh b¾t -NL n¬tron mÊt ®i ®­îc truyÒn cho h¹t nh©n bia d­íi d¹ng ®éng n¨ng -H¹t nh©n bÞ kÝch thÝch ph¸t x¹ gamma B.3. ¶nh h­ëng cña bøc x¹ ®èi víi c¬ thÓ sèng: ¶nh h­ëng cña bøc x¹ ion ho¸ ®èi víi c¬ thÓ con ng­êi, g©y bëi c¸c nguån phãng x¹ bªn ngoµi hoÆc c¸c chÊt phãng x¹ bÞ nhiÔm vµo bªn trong c¬ thÓ, ®Òu g©y ra c¸c hiÖu øng sinh häc. B¶n chÊt vµ møc ®é trÇm träng, thêi ®iÓm xuÊt hiÖn cña c¸c triÖu trøng sinh häc nµy phô thuéc vµo liÒu l­îng vµ tèc ®é hÊp thô bøc x¹. Cã thÓ chia chia th­¬ng tæn bøc x¹ ra lµm hai lo¹i: -hiÖu øng Soma (somatic): g©y hËu qu¶ thÊy ®­îc trªn c¬ thÓ ng­êi bÞ chiÕu x¹ -hiÖu øng Di truyÒn (hereditary): g©y hËu qu¶ cho c¸c thÕ hÖ vÒ sau cña ng­êi bÞ chiÕu x¹ do c¸c tÕ bµo sinh dôc bÞ bøc x¹ lµm tæn th­¬ng. Bøc x¹ ion ho¸ TÕ bµo Xoma Ho¹t ®éng Di truyÒn Chøc n¨ng TÕ bµo Sinh dôc Ho¹t ®éng Chøc n¨ng Di truyÒn C¬ thÓ sèng Rèi lo¹n Tö vong §ét biÕn di truyÒn cho c¸c thÕ hÖ mai sau cña c¸ thÓ §ét biÕn nguy h¹i cho b¶n th©n c¸ thÓ S¬ ®å minh ho¹ qu¸ tr×nh diÔn biÕn do do ¶nh h­ëng cña bøc x¹ ion ho¸: Thêi gian Giai ®o¹n gi©y-phót Phót-giê Phót-th¸ng C¶ ®êi c¸ thÓ L©u dµi kh«ng x¸c ®Þnh ®­îc Bøc x¹ ion ho¸ T­¬ng t¸c vËt lÝ: hÊp thô n¨ng l­îng bøc x¹ ion ho¸. KÝch thÝch Nh÷ng ph¶n øng hãa, ph¸t x¹ ®ét biÕn t¹o thµnh c¸c nhãm gèc tù do cã ho¹t tÝnh ho¸ häc cao Nh÷ng thay ®æi cña ph©n tö, rèi lo¹n qu¸ tr×nh sinh ho¸ cña tÕ bµo. Nh÷ng tæn th­¬ng cña tÕ bµo. Tæn th­¬ng c¸c cÊu tróc ®¶m b¶o ho¹t ®éng chøc n¨ng Tæn th­¬ng c¸c cÊu tróc ®¶m b¶o ho¹t ®éngdi truyÒn Rèi lo¹n h×nh th¸i ho¹t ®éng chøc n¨ng tÕ bµo XuÊt hiÖn tÕ bµo míi cã ®Æc tÝnh l¹ Tö vong tÕ bµo Tæn th­¬ng toµn bé c¬ thÓ Rèi lo¹n ho¹t ®éng chøc n¨ng cña c¸c c¬ quan, tæ chøc Thay ®æi h×nh th¸i trong c¸c c¬ quan, tæ chøc Nh÷ng hiÖu øng muén tÕ bµo Soma Nh÷ng hËu qu¶ di truyÒn xa B.4. C¸c ®¹i l­îng vµ ®¬n vÞ c¬ b¶n trong bøc x¹: -LiÒu hÊp thô bøc x¹ (D): -kh¸i niÖm: LiÒu hÊp thô bøc x¹ lµ n¨ng l­îng hÊp thô trong mét ®¬n vÞ khèi l­îng cña vËt chÊt bÞ chiÕu x¹. -®¬n vÞ: trong hÖ thèng ®¬n vÞ SI, ®¬n vÞ cña liÒu hÊp thô ®­îc gäi lµ Gray(Gy) vµ ®­îc ®Þnh nghÜa lµ sù tÝch tô mét n¨ng l­îng 1J/kg. 1Gy=1J/kg Ngoµi ra cã ®¬n vÞ ngo¹i hÖ kh¸c lµ Rad: 1Rad= -SuÊt liÒu hÊp thô bøc x¹ (P): Sö dông c¸c ®¬n vÞ Gray vµ Sievert, ta míi biÕt ®­îc ®é tÝch tô n¨ng l­îng bøc x¹ trong mét kho¶ng thêi gian bÊt k×. Tuy nhiªn, ®Ó kiÓm so¸t c¸c mèi nguy h¹i do bøc x¹ g©y ra, cÇn ph¶i biÕt tèc ®é tÝch tô n¨ng l­îng bøc x¹ ®ã. SuÊt liÒu hÊp thô lµ liÒu hÊp thô bøc x¹ tÝnh cho mét ®¬n vÞ thêi gian. P= tr­êng hîp D kh«ng ®æi theo t: P= trong hÖ SI: [1J/kg.s], [1w/kg], [Gy/s] ngo¹i hÖ : [Rad/s] -Träng sè cña bøc x¹ ion ho¸: LiÒu hÊp thô ch­a ph¶n ¸nh ®­îc møc ®é ph¸ huû tÕ bµo sinh häc cña c¸c bøc x¹ kh¸c nhau. Ng­êi ta thÊy r»ng, cïng mét liÒu hÊp 0,05Gy (5Rad) cña n¬tron nhanh cã thÓ g©y h¹i vÒ mÆt sinh häc t­¬ng øng víi 1Gy (100Rad) cña bøc x¹ gamma. Nh­ vËy, sù kh¸c nhau vÒ hiÖu øng sinh häc cña mçi bøc x¹ cÇn ®­îc tÝnh ®Õn khi ®¸nh gi¸ liÒu hiÖu dông sinh häc tæng céng cña c¸c liÒu bøc x¹ kh¸c nhau. Ng­êi ta ®­a ra träng sè Q ®Ó ph¶n ¸nh kh¶ n¨ng g©y h¹i sinh häc cña mét lo¹i bøc x¹ cô thÓ. B¶ng gi¸ trÞ Q cña c¸c bøc x¹ th­êng gÆp Lo¹i bøc x¹ Träng sè ion ho¸ Q Tia X,g, electron 1 N¬tron nhiÖt 5 Proton vµ c¸c n¬tron nhanh 20 C¸c h¹t a 20 -LiÒu t­¬ng ®­¬ng (H): Kh¸i niÖm liÒu t­¬ng ®­¬ng ®­îc sö dông ®Ó ph¶n ¸nh t¸c dông sinh häc cña mçi lo¹i bøc x¹ H,i(Sv)=D(Gy).Qi.K i: t­¬ng øng lo¹i bøc x¹. Hi: liÒu t­¬ng ®­¬ng: trong hÖ SI ®¬n vÞ lµ Sv (Sievert). Ngoµi ra nã cßn cã ®¬n vÞ kh¸c lµ Rem ( 1rem= ). D: liÒu hÊp thô bøc x¹ i Qi: träng sè ion ho¸ øng víi bøc x¹ i K : hÖ sè tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng c¸c yÕu tè kh¸c (suÊt liÒu hÊp thô vµ sù ph©n liÒu theo thêi gian). Th­êng g¸n K=1. -LiÒu hiÖu dông t­¬ng ®­¬ng (Hhd): Cïng mét lo¹i bøc x¹, nh­ng cã thÓ g©y ra møc ®é tæn h¹i kh¸c nhau trªn c¸c c¬ quan kh¸c nhau. Ng­êi ta ®­a ra kh¸i niÖm träng sè c¬ quan (w) cña mçi c¬ quan ®Ó ph¶n ¸nh møc ®é tæn h¹i khi so s¸nh do chiÕu x¹ trªn c¬ quan ®ã so víi toµn th©n lµ 1,0. LiÒu t­¬ng ®­¬ng hiÖu dông Hhd ®­îc ®Þnh nghÜa lµ tæng c¸c liÒu t­¬ng ®­¬ng trªn tõng c¬ quan nh©n víi träng sè c¬ quan cña c¬ quan t­¬ng øng ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é tæn h¹i cña bøc x¹ víi c¬ thÓ. Hhd= wT: träng sè c¬ quan c¬ quan T. Ht : liÒu t­¬ng ®­¬ng trªn c¬ quan T. §¬n vÞ cña liÒu t­¬ng ®­¬ng hiÖu dông lµ Sievert. B¶ng träng sè cña c¸c c¬ quan / tæ chøc trong c¬ thÓ Sè thø tù C¬ quan/tæ chøc Träng sè w 1 TuyÕn sinh dôc 0,20 2 Tuû ®á trong x­¬ng 0,12 3 Ruét kÕt 0,12 4 Phæi 0,12 5 D¹ dµy 0,12 6 Bµng quang 0,05 7 TuyÕn s÷a 0,05 8 Gan 0,05 9 Thùc qu¶n 0,05 10 TuyÕn gi¸p tr¹ng 0,05 11 Da 0,01 12 BÒ mÆt x­¬ng 0,01 13 Toµn bé phÇn cßn l¹i 0,05 Tæng céng toµn th©n 1,0 -Kh¸i niÖm KERMA: KERMA lµ ®éng n¨ng ®­îc gi¶i phãng trong mét ®¬n vÞ khèi l­îng vËt chÊt. KERMA th­êng ®­îc dïng cho bøc x¹ ion ho¸ gi¸n tiÕp. Trong hÖ SI : [J/kg] Nãi chung, ý nghÜa cña liÒu hÊp thô vµ KERMA lµ kh¸c nhau, gi¸ trÞ cña chóng chØ b»ng nhau khi tr¹ng th¸i c©n b»ng ®iÖn tö trong vËt chÊt ®­îc tho¶ m·n. SuÊt KERMA: lµ KERMA tÝnh trong mét ®¬n vÞ thêi gian. Trong SI: [], [w/kg] -LiÒu chiÕu bøc x¹ l­îng tö: -Kh¸i niÖm nµy chØ dïng cho bøc x¹ l­îng tö (g,X) -LiÒu chiÕu bøc x¹ l­îng tö thÓ hiÖn nh÷ng bøc x¹ l­îng tö ®­îc biÕn ®æi thµnh ®éng n¨ng cña c¸c h¹t tÝch ®iÖn sinh ra trong mét ®¬n vÞ khèi l­îng chÊt mÉu (kh«ng khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn). -§¬n vÞ: +SI: [C/kg] +Ngo¹i hÖ: Roentgen [R] Mét Roentgen lµ liÒu chiÕu bøc x¹ l­îng tö mµ c¸c h¹t tÝch ®iÖn ®­îc t¹o thµnh trong 1 cña kh«ng khÝ kh« ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn th× nã cã ®iÖn tÝch lµ mét ®¬n vÞ tÜnh ®iÖn -1CGSE (cmgs). 1 Roentgen=2,5797. C/kg Û 1C/kg=3,88.Roentgen -SuÊt liÒu chiÕu x¹: lµ liÒu chiÕu bøc x¹ tÝnh cho mét ®¬n vÞ thêi gian +®¬n vÞ SI: -HiÖu suÊt sinh häc t­¬ng ®èi cña bøc x¹: -HiÖu suÊt sinh häc t­¬ng ®èi cña bøc x¹ ®­îc ®Þnh nghÜa lµ tØ sè gi÷a liÒu bøc x¹ chuÈn g©y ra mét hiÖu øng sinh häc trªn liÒu bøc x¹ lo¹i X g©y ra cïng hiÖu øng sinh häc ®ã -Bøc x¹ chuÈn (chän) lµ bøc x¹ Roentgen cã phæ n¨ng l­îng liªn tôc: Egmax=180keV LiÒu hÊp thô : Bøc x¹ ion ho¸ KERMA Bøc x¹ ion ho¸ gi¸n tiÕp LiÒu chiÕu bøc x¹ Bøc x¹ l­îng tö H×nh vÏ: Mèi quan hÖ gi÷a c¸c kh¸i niÖm PhÇn 3 :ThiÕt bÞ ®o liÒu l­îng bøc x¹ A. C¸c ph­¬ng ph¸p ®o liÒu l­îng bøc x¹: -Nguyªn lÝ: C¬ thÓ con ng­êi kh«ng thÓ c¶m nhËn ®­îc c¸c bøc x¹ ion ho¸, mµ ph¶i phô thuéc vµo c¸c thiÕt bÞ ph¸t hiÖn. C¸c thiÕt bÞ nµy dùa trªn c¸c hiÖu øng vËt lÝ vµ ho¸ häc cña bøc x¹ khi t­¬ng t¸c víi vËt chÊt. C¸c hiÖu øng ë ®©y gåm: -Sù ion hãa trong chÊt khÝ -Sù ion ho¸ vµ kÝch thÝch mét sè chÊt r¾n -Lµm thay ®æi c¸c liªn kÕt ho¸ häc -KÝch ho¹t bëi c¸c N¬tron. §a sè c¸c thiÕt bÞ ph¸t hiÖn vµ ®o liÒu bøc x¹ cã detector ®­îc chÕ t¹o dùa trªn nguyªn lÝ ion ho¸ chÊt khÝ. Ngoµi ra, cßn cã c¸c detector sö dông chÊt r¾n dùa trªn hiÖu øng t¨ng ®é dÉn ®iÖn, g©y kÝch thÝch nh­ chÊt nhÊp nh¸y, nhiÖt huúnh quang, hiÖu øng quang ¶nh. C¸c detector sö dông hiÖu øng ho¸ häc ®é nh¹y kh«ng cao. Ph­¬ng ph¸p ph¸t hiÖn n¬tron dùa vµo c¸c ph¶n øng kÝch ho¹t bëi n¬tron. -S¬ ®å tæng qu¸t cña mét thiÕt bÞ ®o bøc x¹: gåm cã bèn phÇn: PhÇn nh¹y víi t­¬ng t¸c bøc x¹ PhÇn biÕn ®æi tÝn hiÖu KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu Xö lÝ vµ hiÓn thÞ kÕt qu¶ 1 2 3 4 A.1. X¸c ®Þnh liÒu l­îng bøc x¹ dùa trªn hiÖn t­¬ng ion ho¸ chÊt khÝ A.1.1. C¬ së vËt lÝ: C¸c detector ion ho¸ chÊt khÝ gåm cã hai ®iÖn cùc: Cathode(+), Anot(-) ®Æt trong mét thÓ tÝch chøa ®Çy mét chÊt khÝ. C¸c bøc x¹ h¹t mang ®iÖn tÝch sÏ kÝch thÝch vµ ion ho¸ c¸c phÇn tö khÝ, t¹o nªn c¸c cÆp ion ©m (-) vµ d­¬ng (+). §iÖn tr­êng gi÷a hai ®iÖn cùc sÏ lµm cho cho c¸c ion ©m vµ d­¬ng bÞ hót vÒ c¸c b¶n cùc tr¸i dÊu víi nã. §o ®é gi¶m ®iÖn tÝch trªn hai ®iÖn cùc hoÆc dßng ion cã thÓ suy ra ®­îc sè h¹t bøc x¹, møc liÒu, hoÆc n¨ng l­îng cña bøc x¹ tuú theo môc ®Ých vµ c¸ch thiÕt kÕ cña m¸y ®o. K K- A+ Uo +®é gi¶m ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n tô lµ: -dQ=n.e.V.f(U).dt=k.dD (1) +lÊy tÝch ph©n hai vÕ víi cËn t=(to-t), ta ®­îc: Q0-Qt= (2) C«ng thøc (2) cho thÊy ®é gi¶m ®iÖn tÝch trªn hai b¶n ®iÖn cùc tØ lÖ víi liÒu bøc x¹. MÆt kh¸c: Q0-Qt=(U0-Ut).C tõ (2) ® D= Nh­ vËy ta cã thÓ dïng ®é gi¶m U thay thay cho cho ®é gi¶m Q trong phÐp ®o +§¹o hµm hai vÕ cña (1) theo thêi gian, ta cã: Nh­ vËy viÖc ®o cã thÓ thùc hiÖn th«ng qua dßng, th­êng th× viÖc ®o dßng ®¬n gi¶n h¬n. +§iÖn ¸p ®Æt vµo hai ®iÖn cùc quyÕt ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc cña detector khÝ. A.1.2.C¸c thiÕt bÞ ®o dïng detector ion ho¸ khÝ cô thÓ: A.1.2.1. Bót ®o liÒu b»ng tr­êng ion ho¸ kiÓu ®iÖn kÕ tÜnh ®iÖn: §iÖn cùc N¾p ®Ëy Vá buång Sîi th¹ch anh cã phñ KL Thang ®o TK héi tô -CÊu t¹o: -Ho¹t ®éng: +Sö ®Þnh luËt Culong: hai vËt tÝch ®iÖn cïng dÊu ®Èy nhau, kh¸c dÊu hót nhau. +Ban ®Çu: n¹p ®iÖn cho ®iÖn cùc, ®iÖn cùc tÝch ®iÖn lín nhÊt, gãc a gi÷a th¹ch anh vµ ®iÖn cùc ban ®Çu cã gi¸ trÞ max-øng víi gi¸ trÞ 0 cña thang ®o. +Khi chiÕu x¹, x¶y ra hiÖn t­îng ion ho¸ chÊt khÝ trong buång ®o, ®iÖn tÝch trªn b¶n cùc gi¶m dÇn, lùc ®Èy gi÷a sîi th¹ch anh vµ vµ ®iÖn cùc gi¶m, gãc a v× thÕ gi¶m, vÞ trÝ sîi th¹ch anh khi ®ã øng víi gÝa trÞ ®o ®­îc. +Th­êng d¶i ®o n»m trong d¶i (0¸200 mR) hay (0¸2mSv). -­u nh­îc ®iÓm: +DÔ bÞ ¶nh h­ëng bëi ®é Èm, bôi, va ch¹m (®øt th¹ch anh). A.1.2.2.Bót ®o liÒu b»ng buång ion ho¸ kiÓu tô ®iÖn: -CÊu t¹o: K- A+ K1 K2 Uo -Ho¹t ®éng: +Ban ®Çu K1,K2 më. +§ãng K1 ®Ó n¹p ®iÖn cho b¶n tô mét ®iÖn thÕ ban ®Çu +Ng¾t kho¸ K1 +§­a buång ion ho¸ vµo tr­êng bøc x¹ +§­a buång ion ho¸ khái tr­êng bøc x¹ vµ ®ãng kho¸ K2® cã dßng ch¹y qua ®iÖn kÕ® x¸c ®Þnh ®­îc dßng® ®äc ®­îc liÒu +Cã thÓ thay ®æi ®é nh¹y b»ng thay ®æi U, C. -¦u nh­îc ®iÓm: A.1.2.3.§o suÊt liÒu b»ng buång ion ho¸ ë chÕ ®é dßng: -CÊu t¹o: K- >> A+ U0 -Ho¹t ®éng: +dùa trªn nguyªn lÝ: i(t)=k.P(t). +Mçi khi ®o liÒu: ®ãng m¹ch A.1.2.4.§o suÊt liÒu chiÕu x¹ b»ng èng ®Õm Geiger-Muller: -CÊu t¹o: C K- K A+ Cu, Al R -Ho¹t ®éng: +§iÖn ¸p ®Æt vµo hai b¶n cùc n»m ë khu vùc IV cña h×nh vÏ. Khi ®ã, mçi bøc x¹ ion ho¸ riªng lÎ sÏ t¹o ra mét th¸c lò ion vµ mét xung dßng rÊt lín. Biªn ®é cña c¸c xung nµy gièng nhau bÊt kÓ n¨ng l­îng truyÒn ban ®Çu lµ bao nhiªu, vµ ®­îc x¸c ®Þnh bëi hÖ ngoµi nhiÒu h¬n lµ hÖ ®Õm. +Präi bx=mkm.Eg.Ng. trong ®ã: Präi bx: SuÊt liÒu räi bøc x¹ mkm: hÖ sè truyÒn n¨ng l­îng cña bøc x¹ trong kh«ng khÝ S : diÖn tÝch hiÖu dông cña mÆt c¾t èng ®Õm. Ng : sè l­îng tö tíi èng ®Õm/ 1 ®¬n vÞ thêi gian Eg : N¨ng l­îng cña l­îng tö (gamma, roentgen). +Sè xung ®Õm/1 ®¬n vÞ thêi gian =n=tèc ®é ®Õm xung n=eg.Ng +§é nh¹y ®o suÊt liÒu räi cña èng G-M: §iÖn ¸p Dßng ion a b I II III IV V 10-6 I: Vïng t¸i hîp ion II: Buång ion ho¸ III: èng ®Õm tØ lÖ IV: èng ®Õm G-M V : Vïng phãng ®iÖn H×nh vÏ: C¸c vung ®iÖn ¸p ®Æc tr­ng cña ®Çu dß ion ho¸ khÝ -¦u nh­îc ®iÓm: +¦u ®iÓm: rÎ, m¹ch t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n, bÒn, nªn ®­îc sö dông réng r·i, kinh tÕ, an toµn. +Nh­îc ®iÓm: ®é chÝnh x¸c kh«ng cao do hiÖu suÊt eg phô thuéc vµo n¨ng l­îng, ®Õn mét møc nµo ®ã e gi¶m. A.2. X¸c ®Þnh liÒu l­îng bøc x¹ dùa trªn c¬ së hiÖu øng ph¸t quang: A.2.1. C¬ së vËt lÝ: Cã mét sè chÊt cã cÊu tróc tinh thÓ cã kh¶ n¨ng ph¸t quang khi bÞ chiÕu x¹ bëi c¸c bøc x¹ ion ho¸. Sù ph¸t quang cña chÊt ®ã khi bÞ chiÕu x¹ cã thÓ r¬i vµo mét trong hai tr­êng hîp sau: -Tøc thêi ngay khi vËt liÖu bÞ chiÕu x¹. Ngõng chiÕu x¹ lµ chÊm døt. nphoton(t) = k.DE.()= ki.P()@ki.P(t) (v× trÔ ng¾n nªn ) -Sau khi bÞ chiÕu x¹ vµ cã kÝch thÝch phô.(bæ sung). KÝch thÝch phô nµy cã thÓ lµ nhiÖt hoÆc ¸nh s¸ng. nphoton=k2.DE=k3.D Trong c¸c chÊt nµy, c¸c ®iÖn tö n»m trong gi¶i n¨ng l­îng (energy band). Gi¶i n¨ng l­îng cao nhÊt b×nh th­êng chøa c¸c ®iÖn tö gäi lµ gi¶i ho¸ trÞ (valence band). NÕu mét ®iÖn tö ®­îc bøc x¹ truyÒn n¨ng l­îng th× nã cã thÓ nh¶y tõ d¶i ho¸ trÞ qua gi¶i cÊm (fobbiden band) vµo gi¶i dÉn (conduction band) hoÆc gi¶i exciton. Chç mµ ®iÖn tö ®Ó l¹i trong gi¶i ho¸ trÞ gäi lµ lç trèng (hole). Lç trèng cã tÝnh chÊt nh­ mét ion d­¬ng. Tuy nhiªn, cã thÓ x¶y sù b¾t ®iÖn tö vµo trong gi¶i cÊm nÕu trong cÊu tróc tinh thÓ cã nh÷ng khuyÕt tËt hoÆc lÉn t¹p chÊt Nh­ vËy, sau khi bÞ bøc x¹ truyÒn n¨ng l­îng, ®iÖn tö cã thÓ nh¶y vµo mét trong ba gi¶i n¨ng l­îng (dÉn, exciton, cÊm). Khi ®iÖn tö trë l¹i gi¶i ho¸ trÞ, hiÖu ®é chªnh lÖch møc n¨ng l­îng ®­îc ph¸t ra d­íi d¹ng bøc x¹ huúnh quang, th­êng lµ mét photon ¸nh s¸ng nh×n thÊy ®­îc, ta cã hiÖn t­îng ph¸t quang tøc thêi. Trong tr­êng hîp ®iÖn tö n»m trong d¶i cÊm (bÞ bÉy), cÇn ph¶i cung cÊp n¨ng l­îng ®Ó ®iÖn tö cã thÓ tho¸t khái bÉy, nh¶y lªn gi¶i exciton tr­íc khi nh¶y xuèng d¶i ho¸ trÞ. Khi ®ã ta cã hiÖn t­îng ph¸t quang sau chiÕu x¹. N¨ng l­îng ®Ó gi¶i phãng c¸c ®iÖn tö nµy cã thÓ ®­îc cung cÊp b»ng t¨ng nhiÖt ®é hoÆc chiÕu quang. e- Lç trèng e- e- Gi¶i dÉn Gi¶i exciton Gi¶i cÊm Gi¶i ho¸ trÞ BÞ kÝch thÝch H×nh vÏ: Sù ion ho¸ , kÝch thÝch, bÉy ®iÖn tö. A.2.2.X¸c ®Þnh liÒu hÊp thô b»ng ph­¬ng ph¸p huúnh quang: -Ph­¬ng ph¸p nhiÖt huúnh quang ( TLD): +S¬ ®å nguyªn lÝ: >> 1 > 2 èng nh©n quang ®iÖn Phßng thÝ nghiÖm ®o liÒu 1 Nguån nhiÖt +Ho¹t ®éng: detector nhiÖt huúnh quang sö dông hiÖu øng bÉy ®iÖn tö. VËt liªu ®­îc chän ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÖn tö bÞ b¾t do bÞ chiÕu x¹ ion ho¸ sÏ bÒn ë nhiÖt ®é th­êng. Sau khi ®­îc chiÕu x¹, chÊt ®ã ®­îc nung nãng ®Õn nhiÖt ®é thÝch h¬p (kho¶ng C), c¸c ®iÖn tö bÞ bÉy sÏ ®­îc gi¶i phãng vµ quay trë l¹i gi¶i ho¸ trÞ ®ång thêi ph¸t ra mét l­îng tö ¸nh s¸ng. Nh­ vËy, nÕu chÊt ®ã ®­îc nung nãng trong bãng tèi víi mét èng nh©n quang ®iÖn th× l­îng ¸nh s¸ng ph¸t ra cã thÓ ®o ®­îc vµ tØ lÖ víi liÒu bøc x¹ mµ detector ®· nhËn. ChÊt liÖu dïng phæ biÕn ë ®©y lµ LiF (flouride lithium). +øng dông: sö dông réng r·i trong ®o liÒu bøc x¹ c¸ nh©n -Ph­¬ng ph¸p quang huúnh quang : +S¬ ®å nguyªn lÝ: >> Phßng thÝ nghiÖm ®o liÒu 1 > 2 5 1 Nguån s¸ng kich thÝch bæ xung +øng dông: sö dông réng r·i trong ®o liÒu c¸ nh©n nh­ng ®¾t tiÒn. A.2.3.X¸c ®Þnh suÊt liÒu hÊp thô b»ng ph­¬ng ph¸p nhÊp nh¸y: -S¬ ®å nguyªn lÝ: > 2 1 >> èng nh©n quang ChÊt nhÊp nh¸y -Ho¹t ®éng: §Çu dß nhÊp nh¸y dùa trªn hiÖu øng ph¸t c¸c bøc x¹ huúnh quang khi mét ®iÖn tö chuyÓn tõ tr¹ng th¸i kÝch thÝch vÒ vÒ gi¶i ho¸ trÞ. VËt liÖu ®­îc chän ph¶i ®¶m b¶o qu¸ tr×nh nµy x¶y ra rÊt nhanh (0,1ms). ¸nh s¸ng nhÊp nh¸y ®­îc thu vµo èng nh©n quang ®iÖn biÕn ®æi ¸nh s¸ng thµnh c¸c xung ®iÖn, c¸c xung nµy ®­îc sÏ ®­îc khuÕch ®¹i lªn. Biªn ®é mçi xung tØ lÖ víi n¨ng l­îng truyÒn cho tinh thÓ bëi mét h¹t bøc x¹ ion ho¸. -§iÓm kh¸c biÖt cña ph­¬ng ph¸p nµy víi hai ph­¬ng ph¸p trªn lµ ®o tøc thêi. A.2.3. Ph­¬ng ph¸p ®o liÒu bøc x¹ b»ng phim ¶nh (nhò t­¬ng ¶nh): Líp nhò t­¬ng ¶nh (AgBr) §Õ Vá bäc Líp bao trong suèt máng -CÊu t¹o phim ¶nh: -Nguyªn lÝ t¹o ¶nh: Bøc x¹ ion ho¸ t¸c ®éng lªn phim ¶nh. D­íi t¸c dông cña photon ¸nh s¸ng kÝch thÝch, mét sè ph©n tö AgBr trong nh÷ng h¹t b¹c bromua bÞ ph©n tÝch thµnh b¹c vµ brom theo c¬ chÕ chÕ: AgBr + +hf® Ag+ C¸c h¹t b¹c nguyªn tö nµy trë thµnh gäi lµ c¸c t©m ¶nh Èn. Khi cho vµo trong thuèc hiÖn h×nh, toµn bé h¹t b¹c bromua cã chøa ph©n tö bÞ ph©n li bÞ ph©n tÝch ho¸ häc t¹o thµnh b¹c kim lo¹i b¸m trªn vá nhùa. §©y lµ qu¸ tr×nh khuÕch ®¹i sè nguyªn tö b¹c lªn lÇn. Nh÷ng h¹t b¹c bromua kh«ng chøa nh÷ng nh÷ng ph©n tö ®· bÞ ph©n li sÏ kh«ng bÞ thuèc hiÖn h×nh t¸c dông. Sau khi tr¸ng phim, phim ®· ®ù¬c ®Þnh h×nh hay æn ®Þnh b»ng c¸ch röa trong dung dÞch Thiosulphite (hypo) Natri, qu¸ tr×nh nµy sÏ tÈy ®i mäi ph©n tö AgBr kh«ng bÞ ph©n li. Phim ®­îc ®äc b»ng c¸ch cho chïm s¸ng ®i qua vµ ®o mËt ®é quang häc cña nã. MËt ®é quang häc ®o ®­îc sÏ ®­îc chuyÓn thµnh liÒu bøc x¹ qua mét ®­êng cong chuÈn (calibration) thiÕt lËp b»ng c¸ch räi mét sè phim víi liÒu ®· biÕt vµ x©y dùng ®å thÞ liÒu- mËt ®é quang häc. I0 I L S0 S Lg D Phim S= Lg S: MËt ®é quang häc A.2.4. X¸c ®Þnh liÒu l­îng bøc x¹ b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c: -§Çu dß b¸n dÉn: Dùa trªn sù thay ®æi ®é dÉn ®iÖn cña chÊt b¸n dÉn(vd: CdS) do hiÖu øng ion ho¸. -®Çu dß t¹o dÊu vÕt t­¬ng t¸c -®Çu dß ® Dt ( thay ®æi nhiÖt ®é, nhiÖt l­îng) B. §o liÒu c¸ nh©n: Cã ba lo¹i chñ yÕu sau: -§o liÒu c¸ nh©n b»ng phim: cã thÓ l­u gi÷ th«ng tin c¸ nh©n suèt c¶ cuéc ®êi -§o liÒu b»ng dông cô b¸n dÉn -§o liÒu b»ng nhiÖt huúnh quang. Ngµy nay c¸c ph­¬ng ph¸p huúnh quang ®­îc sö dông ngµy cµnh réng r·i, ®Æc biÖt lµ nhiÖt huúnh quang, v× gän, nhÑ, cã thÓ t¸ch rêi qu¸ tr×nh chiÕu x¹, bÞ chiÕu x¹, hiÓn thÞ kÕt qu¶. Lo¹i dông cô ®o liÒu c¸ nh©n §¹i l­îng ®o Lo¹i bøc x¹ ®o ®­îc D¶i liÒu ®o ®­îc Møc qu¶n lÝ, kiÓm tra liÒu Phim -MËt ®é quang -Sè vÕt -Gamma -Roentgen -N¬tron nhanh -N¬tron nhiÖt 0,5mGy1Gy 0,2mSv0,5Sv 0,2mSv0,2Sv TËp trung Néi bé Buång ion ho¸ nhá §iÖn tÝch -Gamma -Roentgen -N¬tron 0,2mGy2mGy Néi bé NhiÖt huúnh quang C­êng ®é ¸nh s¸ng -Gamma,roentgen -Beta,n¬tron 0,1mGy10Gy -tËp trung -néi bé Quang huúnh quang C­êng ®é ¸nh s¸ng a, b, Roentgen N¬tron 0,5mGy10Gy 0,1mSv2mSv Néi bé T¹o vÕt Sè vÕt -N¬tron nhiÖt -N¬tron nhanh - N¬tron trung gian 0,01mSv100mSv mSv1000Sv TËp trung Néi bé B¶ng tæng kÕt: Mét sè lo¹i dông cô ®o liÒu c¸ nh©n phæ biÕn nhÊt C. M¸y c¶nh b¸o bøc x¹ h¹t nh©n: -Nguyªn lÝ: Bøc x¹ h¹t nh©n Bøc x¹ h·m §Çu dß bøc x¹ Xö lÝ tÝn hiÖu HiÓn thÞ kÕt qu¶ > >> ¸nh s¸ng ¢m thanh +Víi m¸y b¸o ®éng khi suÊt liÒu v­ît qu¸ giíi h¹n: I (liªn quan ®Õn suÊt liÒu P(t)) t t B¸o ®éng +Víi m¸y c¶nh b¸o b¶o mËt: C¶nh b¸o M¸y c¶nh b¸o I -yªu cÇu: +Nh¹y víi sù thay ®æi cña P(t) +Ph¶n ¸nh kÞp thêi sù thay ®æi suÊt liÒu theo thêi gian ®Ó ph¸t ra tÝn hiÖu b¸o ®éng. +Khi nguån chiÕu x¹ chuyÓn tr¹ng th¸i lµm viÖc (®Ó lµm viÖc hoÆc ®Ó kÕt thóc) th× m¸y c¶nh b¸o ph¶i ®¸p øng ngay tøc kh¾c. +Cã sù rß phãng x¹ : c¶nh b¸o +B¶o mËt: cã sù cè-c¶nh b¸o D. M¸y kiÓm tra m«i tr­êng bøc x¹: -M«i tr­êng ®­îc kiÓm so¸t th­êng xuyªn: M¸y kiÓm so¸t ho¹t ®éng liªn tôc -M«i tr­êng kiÓm tra: Khi nµo kiÓm tra míi ho¹t ®éng (m¸y x¸ch tay) -§¬n vÞ ®o: Bq/s; Bq/h th«ng th­êng m¸y kiÓm tra m«i tr­êng mGy/h. -M¸y cã thÓ hiÓn thÞ kÕt qu¶ b»ng sè, mµu s¾c, kim chØ, ©m thanh E. ChuÈn dông cô ®o liÒu l­îng bøc x¹: -ChuÈn dông cô ®i liÒu bøc x¹ lµ mét c«ng viÖc hÕt søc quan träng, ®Ó cã thÓ ®o chÝnh x¸c liÒu bøc x¹ trªn c¬ së ®ã cã ®¸nh gi¸ ®óng hiÖn tr¹ng m«i tr­êng bøc x¹ ®ã. -CÇn l­u ý c¸c ®iÓm sau: +Mçi mét lo¹i dông cô ®o bøc x¹ cã c¸ch chuÈn kh¸c nhau. ChuÈn quèc tÕ ChuÈn quèc gia ChuÈn cÊp 1 ChuÈn cÊp 2 ChuÈn cÊp 2 ChuÈn cÊp 2 ChuÈn cÊp 3 ChuÈn cÊp 3 … … +C¸c chuÈn m¸y liÒu bøc x¹ ®­îc ®­a ra bëi c¬ quan n¨ng l­îng nguyªn tö quèc tÕ IAEA ( International Commission on Radilogical Units and Measurements) PhÇn 4: Mét sè thiÕt bÞ chÈn ®o¸n b»ng ph­¬ng ph¸p h¹t nh©n. A. §Çu dß bøc x¹ trong thiÕt bÞ chÈn ®o¸n: A.1. S¬ l­îc vÒ vai trß cña ®Çu dß bøc x¹: -Ph­¬ng ph¸p chÈn ®o¸n b»ng bøc x¹ kinh ®iÓn nhÊt lµ bøc x¹ sãng Roentgen víi ®Çu dß lµ film. -Mét trong nh÷ng øng dông réng r·i nhÊt trong y häc h¹t nh©n lµ ®Çu do nhÊp nh¸y. A.2. §Çu dß nhÊp nh¸y: -chÊt nhÊp nh¸y chñ yÕu ph¸t ra photon -èng nh©n quang ®iÖn lµ èng thuû tinh, bªn trong lµ ch©n kh«ng, ®¸y mÆt trong ®­îc phñ mét líp kim lo¹i hay hîp kim (quang K) +Vai trß cña quang K: BiÕn ®æi tÝn hiÖu. Cô thÓ lµ nÕu tÝn hiÖu ë (bøc x¹) cã n¨ng l­îng ®ñ lín , sÏ lµm gi¶i phãng ®iÖn tö ë K. +D1 , D2, ..Dn: Lµ c¸c ®iÖn cùc phô cã nhiÖm vô thu e- tõ K, vµ thùc hiÖn nh©n ®iÖn tö lªn gÊp nhiÒu lÇn tr­íc khi tíi Anot. ChÊt nhÊp nh¸y +  - K- A+ èng nh©n quang ®iÖn e- M« h×nh ®Çu dß nhÊp nh¸y Khu vùc lµm viÖc -HÖ sè nh©n ®iÖn: ph¶i lµm viÖc trong khu vùc hÖ sè nh©n M kh«ng phô thuéc vµo U M U -Mét sè tinh thÓ nhÊp nh¸y v« c¬: NsI (®­îc ho¹t ho¸ bëi Tl): +®é dµi chíp nhÊp nh¸y 0,23.10-6s +hiÖu suÊt nhÊp nh¸y 8-12% +dïng ®Ó ghi nhËn bøc x¹ g §a tinh thÓ ZnS (Ag ho¹t ho¸) +hiÖu suÊt biÕn ®æi nhÊp nh¸y 28% +dïng ®Ó ghi nhËn bøc x¹ a Ngoµi ra cßn dïng CsI (Tl). B. ThiÕt bÞ ®o ®é phãng x¹ cña mÉu chøa trong èng nghiÖm (INVITRO): -CÊu t¹o: §o mÉu miÔn dÞch häc phãng x¹ (RIA) -Nguyªn lÝ: Tù ®éng chuyÓn mÉu ®o XL PC C.ThiÕt bÞ ®o phãng x¹ cña c¸c bé phËn ®ang ë trong c¬ thÓ sèng (INVIVO): C.1. M¸y ®o ®é tËp trung ®ång vÞ phãng x¹ trong c¸c phÇn cña c¬ thÓ: Sù nhiÔm bÈn phãng x¹ cña c¬ thÓ do: +nhiÔm bÈn phãng x¹ trªn bÒ mÆt hay cßn gäi lµ nhiÔm x¹ bÒ mÆt. +nhiÔm bÈn phãng x¹ bªn trong c¬ thÓ. M¸y ®o nhiÔm x¹ bªn trong c¬ thÓ: -CÊu t¹o ®Çu dß: Pb TiÒn khuÕch ®¹i (K@1) èng nh©n quang ®iÖn PMT ChÊt nhÊpnh¸y Ph©n tÝch 1 kªnh S §Õm HiÓn thÞ KQ §Çu ngùc d¹ dµy, thËn 1 2 3 4 5 6 PC -C¸ch ®o: HV (high voltage) Eg N Kªnh 1 +trong khi ®o, chØ ®o nh÷ng bé phËn cÇn quan t©m ®Ó gi¶m sè l­îng ®Çu dß. +Tr­íc tiªn, cÇn ph¶i tiªm vµo bÖnh nh©n mét lo¹i ®ång vÞ t­¬ng øng víi chÊt phãng x¹ cÇn kiÓm tra .4-6 phót ®Çu: ®ång vÞ phãng x¹ tõ m¸u tíi m« mÒm .tõ 6 phót trë ®i: thËn bµi tiÕt. +Ta cã kÕt qu¶ ®i ®­îc nh­ sau: N (xung/phót) Suy thËn (viªm cÇu thËn, viªm bÓ thËn) Qu¸ tr×nh x©m nhËp chÊt phãng x¹ vµo thËn 6 T(phót) Chç ®Æt kh«ng cã thËn Kh«ng bµi tiÕt ®­îc (u, viªm, loÐt nÆng) M¸y ®o nhiÔm x¹ trªn bÒ mÆt: Gåm cã 2 lo¹i: M¸y cè ®Þnh vµ x¸ch tay -M¸y cè ®Þnh: Th­êng dïng cho c¸c lß ph¶n øng, phßng thÝ nghiÖm phãng x¹, n¬i pha chÕ dung dÞch cã ®ång vÞ phãng x¹… -M¸y x¸ch tay: sö dông linh ho¹t -S¬ ®å nguyªn lÝ: èng Ion ho¸ S §Õm HiÓn thÞ -§Ó ®o tinh: dïng vËt hót bÈn phãng x¹ tõ bÒ mÆt cÇn ®o, sau ®ã ®­a vµo m¸y ph©n tÝch phæ bøc x¹ . B¬m hót +§o a: MCA §Çu dß a(b¸n dÉn) MÉu ®o HiÓn thÞ +§o g : Buång Pb b¶o vÖ MCA MÉu ®o §Çu dß:+nhÊp nh¸y:kh«ng ®¾t tiÒn, ®é nh¹y tèt, ph©n gi¶i NL thÊp h¬n lo¹i b¸n dÉn +b¸n dÉn:®é ph©n gi¶i NL tèt, ®é nh¹y kÐm, ®¾t tiÒn HiÓn thÞ L­u ý: ®Ó t¨ng tÝnh an toµn th× ngoµi buång ch× b¶o vÖ cÇn cã bé c¶m trïng phïng Eg N Kh«ng cã c¶m trïng phïng cã c¶m trïng phïng C.2. M¸y quÐt Gamma: -M¸y quÐt Gamma ®¬n gi¶n nhÊt lµ mét ®Çu dß quÐt. Sù quÐt nµy ®i theo mét lÞch tr×nh. Tèc ®é dÞch chuyÓn cµng chËm cµng chÝnh x¸c. -S¬ ®å nguyªn lÝ: MCA HiÓn thÞ KiÓm so¸t ®ång bé Sè xung: N±d (th¨ng gi¸ng thèng kª-d:sai sè thèng kª). d = d% = C.3. M¸y ¶nh Gamma (Gamma Camera): -M¸y ¶nh gamma cho h×nh ¶nh hai chiÒu. -C¸ch ®o: Nguån ChÊt nhÊp nh¸y (NaI(Tl)- dµy 1cm) §Çu dß nh¹y víi Photon -C¸c hiÖu øng t­¬ng t¸c cã thÓ cã cña tia Gamma: +hiÖu øng quang ®iÖn +t¸n x¹ Compton +t¹o cÆp -Phæ ë ®Çu dß: Eg t¸n x¹ Compton ®Ønh hÊp thô toµn phÇn D. Mét sè thiÕt bÞ chÈn ®o¸n b»ng ph­¬ng ph¸p h¹t nh©n kh¸c : D.1. Chôp ¶nh c¾t líp sö dông ph¸t x¹ tõng l­îng tö : (SPECT- Single Proton Emission Computed Tomography) D.2. Chôp ¶nh c¾t líp nhê ph¸t x¹ Pozitron: (PET-Positon Emission Tomography) -Nguån phãng x¹: 11C, 15O, 18P. -Nguyªn lÝ: +Ph¸t hiÖn nhê hiÖu øng t¹o cÆp (e++e-). +§Çu dß ®Æt ®èi diÖn nhau, quay xung quanh ng­êi bÖnh +Hai xung tÝn hiÖu D1, D2 ®­îc ghi nhËn ph¶i “trïng phïng” nhau vÒ mÆt thêi gian. +Hai xung tÝn hiÖu ra cã n¨ng l­îng 511 KeV. +§Ó cã ®­îc nhiÒu ®iÓm, cÇn sö dông nhiÒu cÆp ®Çu dß ®èi diÖn vµ quay quanh bÖnh nh©n. D.3. Chôp ¶nh c¾t líp víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh (Computed Tomography Scanner) Lµ b­íc ph¸t triÓn cña chôp X quang truyÒn thèng kÕt hîp kÜ thuËt m¸y tÝnh hiÖn ®¹i C¸c chïm tia X (cã n¨ng l­îng kh«ng cao-mÒm) cã bÒ dµy tõ 1-10mm ®i qua c¬ thÓ bÖnh nh©n,th©m nhËp vµo hÖ thèng c¸c bé ph¸t hiÖn (Detector).C¸c tÝn hiÖu thu ®­îc sÏ ®­îc thu nhËn vµo hÖ thèng tÝch luü (DAS). Nguån Xquang vµ bé ph¸t hiÖn quay quanh c¬ thÓ gãc 3600 , liªn tôc thu nhËn tÝn hiÖu TÝn hiÖu sau thu nhËn ®­îc ®­a vµo bé nhí m¸y tÝnh,sö dông c¸c phÇn mÒm chuyªn dông x©y dùng ®­îc h×nh ¶nh líp c¾t HiÖn t¹i víi c«ng nghÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng vµ m¸y tÝnh ph¸t triÓn,cho phÐp gi¶m ®¸ng kÓ kÝch th­íc hÖ thèng , nhÊt lµ bé phËn xö lÝ tÝn hiÖu PhÇn 5: Qui tr×nh ®iÒu trÞ (x¹ trÞ) bÖnh u b­íu b»ng bøc x¹ Gamma. A. Nh÷ng c¬ së ®Ó lËp qui tr×nh ®iÒu trÞ: Cã ba nhãm qui t¾c: - Nhãm c¸c qui t¾c chung - Nhãm c¸c qui t¨c riªng - C¸c qui t¾c c¸ biÖt -Nhãm qui t¾c chung: xuÊt ph¸t tõ kiÕn thøc hiÓu biÕt vÒ bøc x¹ y häc h¹t nh©n ®Ó ®Ò ra mét nguyªn t¾c ®iÒu trÞ vèi mäi ng­êi bÖnh §ßi hái : +§Ó khèi u b­íc cÇn ®iÒu ®­îc chiÕu x¹ mét c¸ch ®ång ®Òu, ®ñ liÒu l­îng cÇn thiÕt ®Ó tiªu diÖt tÕ bµo ung th­. +C¸c tæ chøc tÕ bµo xung quanh khu vùc cÇn ®iÒu trÞ bÞ tæn th­¬ng Ýt nhÊt: - Qui t¾c riªng: Qui t¾c ®Ò ra ®Ó ®iÒu trÞ mét lo¹i bÖnh nµo ®ã xuÊt ph¸t tõ hiÓu biÕt hiÖn thêi. - Qui t¾c c¸ biÖt: Qui t¾c ®iÒu trÞ bÖnh u b­íu cho mét ng­êi bÖnh cô thÓ, xuÊt ph¸t tõ: + Giai ®o¹n ph¸t triÓn cña bÖnh. + ThÓ tr¹ng ng­êi bÖnh. + Ph­¬ng tiÖn hiÖn cã… B. Qui tr×nh ®iÒu trÞ : 1. X¸c ®Þnh ®­îc kiÓu ®iÒu trÞ: +TriÖt ®Ó: ch÷a khái. + Kh«ng triÖt ®Ó: kÐo dµi tuæi thä, c¶i thiÖn t×nh tr¹ng ng­êi bÖnh. 2. X¸c ®Þnh ph­¬ng ph¸p ®iÒu trÞ: +ChiÕu x¹. KÕt hîp c¸c ph­¬ng ph¸p +Can thiÖp phÉu thuËt. +TruyÒn ho¸ chÊt +Dïng hooc mon. +T©m lÝ. 3. X¸c ®Þnh chiÕn thuËt ®iÒu trÞ: +Dïng nguån g×. +LiÒu l­îng bao nhiªu. +Ph©n bè liÒu: Kh«ng gian. Thêi gian. 4. Qui tr×nh ®iÒu trÞ kÕt hîp víi c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c. PhÇn 6: C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®iÒu trÞ bÖnh u b­íu øng dông chÝnh cña phÐp x¹ trÞ lµ ®iÒu trÞ bÖnh ung th­. Môc ®Ých lµ cung cÊp nh÷ng liÒu cao ®Õn møc cã thÓ ®Ó tiªu diÖt c¸c m« bÖnh cña bÖnh nh©n mµ kh«ng g©y tæn th­¬ng qu¸ møc tíi c¸c m« khoÎ xung quanh. Cã hai lo¹i kÜ thuËt x¹ trÞ chÝnh lµ x¹ trÞ tõ xa vµ (teletherapy) vµ ®iÒu trÞ ¸p s¸t (brachytherapy). Thø tù §Æc ®iÎm Nguån th­êng dïng cho y tÕ §iÒu trÞ tõ xa Nguån chiÕu x¹ ®­îc ®Æt xa c¬ thÓ -Tia X -200kVp -Coban 60 §iÒu trÞ ¸p s¸t §Æt nguån phãng x¹ trªn bÒ mÆt, trong c¸c hèc, hoÆc cÊy vµo c¬ thÓ tuú tõng vÞ trÝ bÞ bÖnh -Ir-192 -Cs-137 Cã 3 nhãm thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®iÒu trÞ (®­îc ph©n lo¹i theo ®Æc ®iÓm cña nguån bøc x¹). -ThiÕt bÞ sö dông nguån ®ång vÞ phãng x¹, t­¬ng øng víi hai lo¹i: - §iÒu trÞ ¸p s¸t. - Sö dông nguån ®ång vÞ phãng x¹ ë c¸ch xa c¬ thÓ. -Sö dông dßng h¹t cã ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng víi vËn tèc cao: -Dïng chïm electron ®Ó chiÕu x¹. -Dïng bøc x¹ h·m. -Sö dông c¸c ph¶n øng h¹t nh©n PhÇn 7: An toµn trong bøc x¹ y tÕ. Nh÷ng øng dông cña bøc x¹ h¹t nh©n trong y häc ®· ®em l¹i nhiÒu thµnh tùu cho viÖc chÈn bÖnh vµ trÞ bÖnh cho con ng­êi. Tuy nhiªn, vÊn ®Ò nµo còng cã mÆt sau cña nã. Khoa häc h¹t nh©n tõ khi ra ®êi ®· mang l¹i cho con ng­êi nhiÒu thø (n¨ng l­îng nguyªn tö, y tÕ, nghiªn cøu thÕ giíi…) nh­ng còng g©y ra nhiÒu khæ ®au vÒ vò khÝ giÕt ng­êi hµng lo¹t vµ c¶ nh÷ng sù cè h¹t nh©n khñng khiÕp (sù kiÖn Herosima-Nagasaki vµ Trecnob­n…). §èi víi y häc h¹t nh©n còng vËy, viÖc bÊt cÈn hay kh«ng tu©n thñ c¸c qui ®Þnh ngÆt nghÌo trong qu¶n lÝ vµ sö dông nguån chiÕu x¹ ®Òu g©y lªn nh÷ng t¸c h¹i kh«ng l­êng tr­íc, mµ kh«ng ph¶i t¸c h¹i h¹i nµo còng ph¸t t¸c mét c¸ch tøc thêi vµ trùc tiÕp ( ®iÒu nµy cµng dÔ lµm cho ng­êi ta chñ quan h¬n !). A. Nh÷ng nguyªn t¾c b¶o vÖ an toµn bøc x¹ c¬ b¶n trong y tÕ: ViÖc kh¸m vµ vµ ®iÒu trÞ bÖnh b»ng b»ng bøc x¹ chØ ®­îc thùc hiÖn khi chóng mang l¹i lîi Ých lín h¬n c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c. T¹i bÊt k× n¬i nµo cã thÓ, mäi viÖc kh¸m vµ ®iÒu trÞ b»ng bøc x¹ ph¶i ®­îc tiÕn hµnh trong c¸c ®¬n vÞ ®Æc biÖt (khoa, phßng, ban..) chuyªn vÒ bøc x¹ hoÆc trong c¸c buång bÖnh chuyªn biÖt. LiÒu cho bÖnh nh©n ph¶i ®­îc gi¶m ®Õn møc thÊp nhÊt cã thÓ b»ng c¸ch dïng nh÷ng kÜ thuËt tèt nhÊt hiÖn cã vµ ph¶i thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p gi¶m ®Õn møc thÊp nhÊt cã thÓ liÒu trªn c¸c bé phËn kh¸c cña c¬ thÓ. CÇn thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p th«ng th­êng ®Ó gi¶m liÒu trªn c¬ quan sinh dôc. Lu«n lu«n ®Æc biÖt c©n nh¾c tr­íc sù chØ ®Þnh chiÕu x¹ cho phô n÷ cã mang vµ trÎ em Mäi phÐp chÈn trÞ sö dông bøc x¹ ph¶i ®­îc tiÕn hµnh theo c¸ch cho phÐp gi¶m ®Õn møc thÊp nhÊt liÒu bøc x¹ g©y cho nh÷ng ng­êi kh¸c. B. C¸c ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ chiÕu x¹ trong y tÕ: Trong y tÕ, c¸c nguån bøc x¹ cã thÓ g©y nguy h¹i cho c¬ thÓ lµ: bøc x¹ tia X, gamma, beta, n¬tron. C¸c bøc x¹ nµy cã thÓ ®i xuyªn tíi tËn c¸c c¬ quan nhËy c¶m cña c¬ thÓ. Bøc x¹ alpha th­êng kh«ng ®­îc coi lµ lµ nguån chiÕu x¹ g©y nguy h¹i v× chóng kh«ng thÓ xuyªn qua ®­îc c¸c líp ngoµi da. C¸c ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ chiÕu x¹ ngoµi c¬ thÓ lµ: Thêi gian: LiÒu tÝch luü trong c¬ thÓ tØ lÖ víi thêi gian mµ ng­êi ®ã cã mÆt trong khu vùc bÞ chiÕu x¹. V× thÕ cÇn gi¶m thêi gian cã mÆt trong khu vùc ®ã. Kho¶ng c¸ch: T¨ng kho¶ng c¸ch mét c¸ch hîp lÝ gi÷a c¬ thÓ vµ nguån ph¸t x¹, v× víi mét nguån chiÕu x¹ ®­îc coi lµ chÊt ®iÓm th× th«ng l­îng bøc x¹ (t­¬ng øng víi suÊt liÒu) ë mét kho¶ng c¸ch r sÏ tØ lÖ víi b×nh ph­¬ng khoµng c¸ch ®ã P ~ Che ch¾n: §©y lµ ph­¬ng ph¸p phæ dông h¬n c¶ v× nã t¹o ra ®­îc mét ®iÒu kiÖn an toµn “cè ®Þnh” (trong khi hai ph­¬ng ph¸p trªn phô thuéc nhiÒu vµo tr¸ch nhiÖm lµm viÖc cña nh©n viªn bøc x¹). H×nh vÏ: Minh ho¹ vËt liÖu che ch¾n cña c¸c lo¹i bøc x¹ C. Nguyªn t¾c kiÓm so¸t sù nhiÔm bÈn phãng x¹: -H¹n chÕ tèi ®a l­îng ho¹t ®é phãng x¹ ph¶i sö dông -Bao gi÷ (contain) c¸c chÊt phãng x¹, th­êng víi Ýt nhÊt hai líp ng¨n chÆn. -Tu©n thñ c¸c qui t¾c an toµn vÒ mÆc quÇn ¸o b¶o vÖ, röa vµ kiÓm x¹ c¸c ph­¬ng tiÖn… D. HÖ thèng liÒu giíi h¹n ICRP ( International Commission on Radiologycal Protection) lµ uû ban quèc tÕ b¶o vÖ bøc x¹, ®­îc thµnh lËp tõ n¨m 1928. Tõ khi thµnh lËp, ICRP ®­îc quèc tÕ c«ng nhËn lµ tæ chøc cã tr¸ch nhiÖm khuyÕn c¸o vÒ møc giíi h¹n liÒu chiÕu bøc x¹ ion ho¸. Môc tiªu cña b¶o vÖ bøc x¹, theo ICRP, lµ: +Ng¨n ngõa c¸c hiÖu øng tÊt nhiªn +H¹n chÕ x¸c suÊt x¶y ra hiÖu øng ngÉu nhiªn ®Õn møc cho phÐp Cã ba yªu cÇu: +Kh«ng chÊp nhËn bÊt cø c«ng viÖc chiÕu x¹ nµo mµ nã kh«ng mang l¹i lîi Ých rßng d­¬ng +LiÒu chiÕu x¹ ph¶i gi÷ cµng thÊp cµng tèt mét c¸ch hîp lÝ cã tÝnh ®Õn c¸c yÕu tè kinh tÕ vµ x· héi +LiÒu t­¬ng ®­¬ng víi mçi c¸ nh©n kh«ng ®­îc v­ît qu¸ c¸c giíi h¹n liÒu do ICRP khuyÕn c¸o (Nguyªn lÝ ALARA). PhÇn 8: Tæng kÕt 1.Nh÷ng kiÕn thøc thu ®­îc cña b¶n th©n khi kÕt thóc m«n häc -HiÓu ®­îc nguån gèc, b¶n chÊt, kh¶ n¨ng t­¬ng t¸c víi m«i tr­êng cña c¸c lo¹i bøc x¹ ion ho¸ dïng trong y tÕ -HiÓu ®­îc c¸c t¸c ®éng sinh häc cña bøc x¹ ion ho¸ víi c¬ thÓ -N¾m ®­îc nguyªn lÝ c¬ b¶n cña c¸c thiÕt bÞ ph¸t hiÖn, ®o bøc x¹ còng nh­ c¸c thiÕt bÞ x¹ chÈn, x¹ trÞ th«ng dông. -N¾m ®­îc c¸c qui tr×nh c¬ b¶n trong trong ®iÒu trÞ (x¹ trÞ) bÖnh u b­íu. -NhËn thøc vÒ an toµn bøc x¹ y tÕ. 2.Liªn hÖ thùc tiÔn y häc h¹t nh©n vµ kÜ thuËt x¹ trÞ ë ViÖt Nam (nhËn thøc chñ quan) -ThiÕt bÞ cò. Cßn sö dông nh÷ng thiÕt bÞ qu¸ cò kh«ng ®¶m b¶o hiÖu qu¶ ®iÒu trÞ còng nh­ an toµn y tÕ. -Cã cËp nhËt ®­îc c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ tiªn tiÕn cña thÕ giíi nh­ng kh«ng ®¹i trµ. Nh­ vËy viÖc ¸p dông cho ®«ng ®¶o nh©n d©n cßn h¹n chÕ -NhËn thøc vÒ an toµn chiÕu x¹ nh×n chung ch­a cao. 3.NhËn ®Þnh vÒ thµnh tùu vµ h­íng ph¸t triÓn cña chÈn trÞ bÖnh b»ng chiÕu x¹ (nhËn thøc chñ quan) -c«ng nghÖ gia tèc míi -n©ng cao tÝnh chÝnh x¸c trong viÖc x¸c ®Þnh vµ xö lÝ chiÕu tia -c¸c c«ng nghÖ , thiÕt bÞ ®iÒu trÞ s©u vµ thñ thuËt -gi¶m thiÓu nh÷ng t¸c ®éng kh«ng cã lîi cho ng­êi bÖnh vµ b¸c sÜ -thay thÕ dÇn c¸c m¸y ph¸t x¹ dïng nguån phãng x¹ (VD:Coban60) b»ng m¸y gia tèc -øng dông m¸y tÝnh trong xö lÝ ®iÒu khiÓn vµ sè ho¸ th«ng tin d÷ liÖu Tµi liÖu tham kh¶o: -Bµi gi¶ng an toµn y tÕ (an toµn bøc x¹, an toµn ®iÖn) Hoµng Ngäc Liªn-NguyÔn §øc ThuËn-NguyÔn Th¸i Hµ Tr­êng §H BK Hµ Néi -Radiation Protection Jacob Shaprio Havard University Press, Cambridge, Massachusetts, 1972 -Modern Physics Frank J. Blatt-1992 (Th­ viÖn KHKT) -S¸ch gi¸o khoa VËt LÝ 12 D­¬ng Träng B¸i (chñ biªn) - - -