i


MC LC
DANH MC CC K HIU, VIT TT v
DANH MC CC Đ TH, HNH V vii
M ĐU 1
CHƯƠNG 1. AN TON BC X TRONG Y T 2
1.1. Khái niệm về phóng xạ 2
1.1.1. Định nghĩa 2
1.1.2. Độ phóng xạ 2
1.1.3. Đơn vị 2
1.1.4. Nồng độ phóng xạ 2
1.2. Liều hấp thụ 3
1.2.1. Định nghĩa 3
1.2.2. Đơn vị 3
1.2.3. Tính chất 4
1.2.4. Suất liều hấp thụ 4
1.3. Liều chiếu 4
1.3.1. Định nghĩa 4
1.3.2. Đơn vị 4
1.3.3. Suất liều chiếu 5
1.3.4. Mối liên hệ giữa liều chiếu và liều hấp thụ trong không khí 6
1.4. Mối liên hệ giữa suất liều chiếu và cường độ bức xạ 6
1.5. Liều hiệu dụng 8
1.5.1. Trọng số phóng xạ 8

ii

1.5.2. Liều hấp thụ trung bình trong cơ quan hoặc tổ chức 9
1.5.3. Liều tương đương 10
1.5.4. Liều hiệu dụng 11
1.5.5. Liều tương đương tích lũy của mô hoặc cơ quan 12
1.5.6. Liều hiệu dụng tích lũy 13
1.5.7. Liều tương đương tập thể 13
1.5.8. Liều hiệu dụng tập thể 13
1.5.9. Kerma 13
1.5.10. Các đại lượng liên quan khác dùng trong kiểm soát phóng xạ cá nhân và
phóng xạ môi trưng 14
1.6. Những yếu tố nh hưng trong điều tr chiếu trong bng ngun h 15
1.6.1. Xạ trị chiếu trong 15
1.6.2. Bn chất của tia phóng xạ 15
1.6.3. Năng lượng của bức xạ 15
1.6.4. S hấp thụ chuyển hóa và thi thuốc phóng xạ trong cơ thể 16
1.6.5. Đặc điểm của tế bào tổ chức của ngưi bệnh 16
1.6.6. Các đồng vị phóng xạ nguồn h dng cho điều trị chiếu trong 17
1.7. Cc phương thức điều tr chiếu trong bng đng v phng xạ ngun h 18
1.7.1. Điều trị chuyển hóa 18
1.7.2. Điều trị bệnh máu bng đồng vị phóng xạ da trên cơ s tính nhạy cm phóng
xạ của tế bào bệnh cao hơn tế bào lành. 19
1.7.3. Điều trị bệnh da trên cơ s ái tính của một số tế bào tổ chức bệnh vi đồng vị
phóng xạ cao hơn tế bào lành 19
1.7.4. Da trên đặc điểm tăng sinh mạch máu  tổ chức ung thư 20


iii


1.7.5. Đưa các đồng vị phóng xạ dạng keo, hạt vào các khoang cơ thể 20
1.7.6. Điều trị bng k thuật min dịch phóng xạ RIT (Radio Immuno Therapy) 20
1.7.7. Phương thức đặt nguồn cố định 21
1.8. Cch thức đưa liều vào bệnh nhân 21
1.8.1. Liệu pháp thông thưng 21
1.8.2. Máy xạ trị áp sát suất liều cao 22
1.9. Liều tn đng 24
1.9.1. Liều tồn đọng 24
1.9.2. Liều tồn đọng trong cơ thể 24
1.9.3. Thông số trao đổi chất của một số đồng vị 29
1.10. Ưu nhược điểm của xạ tr trong 32
1.10.1. Ưu điểm 32
1.10.2. Nhược điểm 32
CHƯƠNG 2. CH Ư ƠNG TRNH MCNP5 36
2.1. Dữ liệu hạt nhân và phn ứng của MCNP 35
2.1.1. Các thư viện dữ liệu được sử dụng 35
2.1.2. Các bng số liệu 35
2.2. Cấu trúc của MCNP 36
2.3. Thực thi MCNP5 37
2.3.1. Các bưc thc hiện bài toán mô phng 37
2.3.2. Giao diện MCNP5 39
2.3.3. Các loại tally đánh giá 39
CHƯƠNG 3. ĐNH GI PHÂN BỐ SUẤT LIỀU TỪ NGUN X TR TRONG
SỬ DNG CHƯƠNG TRNH MCNP5 41


iv

3.1. Mô hnh bài ton 41
3.1.1. Phantom 41

3.1.2. Nguồn sử dụng 42
3.1.3. Tính toán suất liều hấp thụ trong MCNP5 43
3.2. Kết qu và tho luận 46
3.2.1. Mức liều gii hạn cho phép 46
3.2.2. Nguồn dạng hình cầu 46
3.2.3. Nguồn dạng hình trụ 48
PH LC 55



v

DANH MC CC K HIU, VIT TT
C(t)
Hoạt độ phóng xạ
ch
D
Liều chiếu
ht
D
Liều hấp thụ
DET Detector
I
Cưng độ bức xạ
LLI Lower Large Intestine
P Suất liều chiếu
ht
P
Suất liều hấp thụ
PTN Phng thí nghiệm

RBE Relative biological effectiveness
T Thi gian bán thi sinh học
ULI Upper Large Intestine
SI Small Intestine
γ
Hệ số truyền năng lượng

Hệ số suy gim tuyến tính

Khối lượng riêng
RIT Radio Immuno Therapy


vi

DANH MC CC BNG
Bng 1.1. Mối liên hệ giữa các đơn vị của nồng độ phóng xạ 3
Bng 1.2. Mối liên hệ giữa liều chiếu và liều hấp thụ trong một số chất 6
Bng 1.3. Trọng số phóng xạ của một vài loại bức xạ (ICRP-1990) 9
Bng 1.4. Các trọng số mô đặc trưng cho các mô trong cơ thể WT 11
Bng 1.5. Liều cc đại cho php vi một số cơ quan trong cơ thể 12
Bng 1.6. Kí hiệu một số hng số các cơ quan 25
Bng 1.7. Hng số một số cơ quan tiêu hoá 26
Bng 1.8. Hệ số hấp thu của ruột non đối vi một số đồng vị 27
Bng 1.9. Thể tích (cm
3
) một số bộ phận trong cơ thể ngưi theo tuổi 30
Bng 1.10. Khối lượng một số cơ quan trong cơ thể ngưi trưng thành 32
Bng 2.1. Các loại tally 41
Bng 2.2. Các đại lượng tương ứng của tally 41

Bng 3.1. Các mức năng lượng gamma của tecneti
99m
Tc 44
Bng 3.2. Các mức năng lượng gamma của Xenon
133
Xe 44
Bng 3.3. Giá trị liều gii hạn của các cơ quan 47
Bng 3.4. Giá trị liều tích lũy trong 4h từ nguồn hình cầu tại các cơ quan (Gy) 48
Bng 3.5. Giá trị liều tích lũy của các cơ quan bị nh hưng vi nguồn xạ dạng cầu (Gy)
49
Bng 3.6. Giá trị liều tích lũy trong 4h từ nguồn hình trụ tại các cơ quan (Gy) 50
Bng 3.7. So sánh giá trị liều tích lũy tại các cơ quan bị nh hưng vi nguồn dạng trụ
(Gy) 51


vii

DANH MC CC Đ TH, HNH V

Hnh 1.1. Máy suất liều cao 23
Hnh 2.1. Giao diện Visual Editor 40
Hnh 3.1. Phantom ngưi theo MIRD-5 được v bng MCNP5 42
Hnh 3.2. Sơ đồ mức năng lượng phát beta của nguồn xạ trị 43
Hnh 3.3. Mô hình các cell phổi và cơ quan xung quanh v bng MCNP5 46
Hnh 3.4. Phân bố liều tích lũy trong cơ quan đối vi nguồn xạ dạng hình cầu 49
Hnh 3.5. Phân bố liều tích lũy trong cơ quan đối vi nguồn xạ dạng hình trụ 51
Hnh 3.6. Khoanh vng liều nh hưng lên mô và vng lân cận 51
Hnh 3.7. Phân bố liều 3D đối vi nguồn hình trụ (a) và hình cầu (b) 52



1

M ĐU
Ngày nay, công nghệ hạt nhân có rất nhiều ứng dụng trong y học, công nghiệp và
nhà máy điện hạt nhân. Trong đó, ứng dụng hạt nhân vào y học đ đạt được nhiều thành
tu quan trọng. Đối vi y học, trưc đây để chữa các căn bệnh ung thư là không đơn gin.
Từ khi áp dụng công nghệ hạt nhân vào y học thì có thể chữa trị cho các bệnh nhân ung thư
vi t lệ thành công tương đối. Bên cạnh các thành tu khoa học do áp dụng các đồng vị
phóng xạ trong xạ trị, nh hưng của bức xạ ion hoá lên các mô hay cơ quan lành là điều
quan tâm. Để góp phần đánh giá nh hưng của bức xạ lên cơ quan trong cơ thể trong quá
trình điều trị, tác gi xây dng bài toán đánh giá phân bố suất liều từ nguồn đồng vị phóng
xạ trong điều trị xạ trị trong lên cơ quan xung quanh, đánh giá kh năng nh hưng đến cơ
quan lành, đến nhân viên điều trị, đến ngưi nuôi bệnh,…
Thêm vào đó, chng ta cần phi nghiên cứu thật k nh hưng của phương pháp
điều trị xạ trị lên ngưi bệnh trưc khi áp dụng chính thức lên cơ thể con ngưi. Điều này
nhm để hạn chế tối đa các rủi ro trong quá trình điều trị. Gii pháp cho những vấn đề nêu
trên cũng chính là mục đích của khoá luận này.
Trong khoá luận này tác gi tập trung nghiên cứu đánh giá phân bố suất liều từ nguồn
đồng vị
99m
Tc và
133
Xe sử dụng trong quá trình xạ trị lên các cơ quan lân cận trong cơ thể,
đánh giá mức độ an toàn cho ngưi bệnh cng vi nhân viên y tế chăm sóc và ngưi nuôi
bệnh.
Nội dung khoá luận này gồm có ba chương:
- Chương 1: An toàn bức xạ trong y tế.
- Chương 2: Chương trình mô phng MCNP5.
- Chương 3: Đánh giá phân bố suất liều từ nguồn xạ trị trong bng mô phng
MCNP5.



2

CHƯƠNG 1. AN TON BC X TRONG Y T
1.1. Khi niệm về phng xạ
1.1.1. Đnh nghĩa
Phóng xạ là quá trình một hạt nhân nguyên tử thay đổi trạng thái hoặc thay đổi bậc
số nguyên tử hoặc số khối của hạt nhân. Khi chỉ có s thay đổi trạng thái xy ra, hạt nhân
s phát tia gamma mà không biến thành hạt nhân khác, khi bậc số nguyên tử thay đổi s
biến hạt nhân này thành hạt nhân của nguyên tử khác; khi chỉ có số khối thay đổi, hạt nhân
này s biến thành đồng vị khác của nó.
1.1.2. Độ phng xạ
Độ phóng xạ của nguồn phóng xạ là số hạt nhân của nguồn bị phân rã trong một đơn
vị thi gian, hay nói cách khác, là tốc độ phân rã hạt nhân của nguồn.

dN
C(t)
dt

(1.1)
 đây dN là số hạt nhân bị biến đổi trong khong thi gian dt, C(t) là độ phóng xạ của
nguồn tại thi điểm t.
1.1.3. Đơn v
Đơn vị của độ phóng xạ là phân r trên giây (pr/s) hoặc Bq, đơn vị thưng dng
ngoại hệ là Curi (Ci).
10
1Ci 3,7.10 Bq

1.1.4. Nng độ phng xạ

Nồng độ phóng xạ là độ phóng xạ được tính trên đơn vị thể tích. Đơn vị của nồng
độ phóng xạ trong chất khí và chất lng là Ci/l và emano vi:
1 emano = 10
-10
Ci/l= 220 pr/min.l


3

Nồng độ của đồng vị phóng xạ trong chất lng hoặc chất khí thưng được đặc trưng
bi nồng độ phóng xạ của nó (Ci/l). Trong vật rắn nồng độ của đồng vị phóng xạ thưng
được biểu din bi độ phóng xạ trên đơn vị khối lượng (độ phóng xạ riêng). Độ phóng xạ
riêng được xác định theo các đơn vị Ci/g, kCi/g, hoặc Bq/g và nó cn được gọi là hàm
lượng của đồng vị phóng xạ trong vật rắn. Bng 1.1 cho mối liên hệ giữa các đơn vị của
nồng độ phóng xạ.
Bng 1.1. Mối liên hệ giữa các đơn vị của nồng độ phóng xạ
[2]

Cần phi chia
µCi/cm
3

Ci/l
pr/min.m
3

µCi/cm
3

pr/min.l

Với hệ số
10
-3

10
3

4,5.10
-13

2,22.10
12

0,45.10
-9

Để nhận được
Ci/l
µCi/cm
3

µCi/cm
3

pr/min.m
3

µCi/cm
3


1.2. Liều hấp thụ
1.2.1. Đnh nghĩa
Liều hấp thụ là năng lượng bị hấp thụ trên đơn vị khối lượng của đối tượng bị chiếu
xạ. Theo định nghĩa ta có:

ht
E
D
m



(1.2)
trong đó,
E(J)
là năng lượng của bức xạ mất đi do s ion hóa trong đối tượng bị chiếu
xạ,
m(kg)
là khối lượng của đối tượng bị chiếu xạ.
1.2.2. Đơn v
Đơn vị của liều hấp thụ là J/kg hoặc erg/g.
Đơn vị ngoại hệ là rad: 1rad =100 erg/g.
Ngày nay ngưi ta thưng dng đơn vị Gray (Gy): 1 Gy =100 rad


4

1.2.3. Tính chất
Giá trị liều hấp thụ bức xạ phụ thuộc vào tính chất của bức xạ và môi trưng hấp
thụ. S hấp thụ năng lượng của môi trưng đối vi tia bức xạ là do tương tác của bức xạ

vi electron của nguyên tử vật chất. Do đó năng lượng hấp thụ trong một đơn vị khối lượng
phụ thuộc vào năng lượng liên kết của các electron vi hạt nhân nguyên tử và vào số nguyên
tử có trong một đơn vị khối lượng của môi trưng vật chất hấp thụ, nó không phụ thuộc
vào trạng thái kết tụ của vật chất.
1.2.4. Suất liều hấp thụ
Suất liều hấp thụ là liều hấp thụ tính trong một đơn vị thi gian

ht
ht
D
P
t



(1.3)
trong đó,
ht
D
là liều hấp thụ trong khong thi gian
t
. Đơn vị của nó là W/kg hoặc rad/s
hoặc Gy/s. Nếu suất liều hấp thụ là một hàm của thi gian, khi đó liều hấp thụ s được tính
thông qua công thức:

t
ht ht
0
D P .dt


(1.4)
1.3. Liều chiếu
1.3.1. Đnh nghĩa
Liều chiếu của tia X và tia gamma, ký hiệu là D
ch
là phần năng lượng của nó mất đi
để biến đổi thành động năng của hạt mang điện trong một đơn vị khối lượng của không khí,
khí quyển  điều kiện tiêu chuẩn.

1.3.2. Đơn v
Đơn vị của liều chiếu là Coulomb trên kilogam (C/kg).
Đơn vị ngoại hệ là Roentgen (R) vi:


5

1 C/kg = 3876 R.
C/kg là liều chiếu của tia X và gamma trong đó s phát xạ hạt gắn liền vi bức xạ
này gây ra trong một kilogam không khí khô  điều kiện tiêu chuẩn (0
o
C, 760 mmHg), các
ion mang điện tích 1 Coulomb điện tích mỗi dấu.
Roentgen là liều chiếu của tia X và gamma trong đó s phát xạ hạt gắn liền vi bức
xạ này gây ra trong 1 cm
3
(0,001293 g) không khí khô  điều kiện tiêu chuẩn, tạo ra các ion
mang lượng điện 1 CGSE điện tích mỗi dấu. Một điều cần chú ý khi gamma lọt vào trong
1 cm
3
không khí khô, nó s gây ra trong các electron thứ cấp, các electron này tạo ra các

electron bên trong cũng như  bên ngoài khối không khí này. Do đó, khi định nghĩa liều
chiếu theo Roentgen ta phi đm bo điều kiện cân bng electron, nghĩa là tổng năng lượng
của các electron mang ra khi thể tích nghiên cứu phi bng vi tổng năng lượng của các
electron mang vào trong thể tích này. Từ những điều trình bày trên ta có:
ch
ΔQ
D=
Δt
(1.5)
 đây,
ch
D
là liều chiếu của tia X hoặc gamma,
Q(C)
là điện tích xuất hiện do s ion hóa
không khí trong một khối thể tích và
m(kg)
là khối lượng không khí trong thể tích này.
1.3.3. Suất liều chiếu
Suất liều chiếu là liều chiếu tính trong một đơn vị thi gian.
ch
ΔD
P=
Δt
(1.6)
Ở đây, P là suất liều chiếu,
ch
D
là liều chiếu của tia X hoặc tia gamma,
t

là khong thi
gian để có được liều chiếu trên. Đơn vị của nó là A/kg hoặc R/s.
Các hệ số chuyển đổi đơn vị:
1R= 7,06.10
10
eV/cm
3
= 5,57.10
13
eV/g =87,7 erg/g =0,114 erg/cm
3



6

1.3.4. Mối liên hệ giữa liều chiếu và liều hấp thụ trong không khí
Chng ta có liều hấp thụ D
ht
tính theo rad (1 rad=100 erg/g) và liều chiếu của bức
xạ tia X hoặc tia gamma D
ch
tính theo Roentgen (R) (1 R=87,7 erg/g) (không khí) =0,877
rad = 0,00877 Gy.
Đối vi không khí mối liên hệ giữa liều chiếu và liều hấp thụ như sau:
ht
ch
D
0,877
D



Ta thấy rng đối vi không khí, trong những điều kiện cân bng electron, vi liều
chiếu 1 R s tương ứng vi liều hấp thụ bng 0,877 rad. Đối vi các chất khác, tính toán
tương t ta có được kết qu trong bng 1.2 sau:
Bng 1.2. Mối liên hệ giữa liều chiếu và liều hấp thụ trong một số chất
[2]

Năng lượng
Mô xương
Mô mỡ
Không khí
10 keV
100 keV
1 MeV
1 rad = 5 R
1 rad = 1,7 R
1 rad = 0,82 R
1 rad = 0,5 R
1 rad = 0,88 R
1 rad = 1,05 R
1 rad =1,14 R cho
mọi năng lượng

1.4. Mối liên hệ giữa suất liều chiếu và cường độ bức xạ
Thông thưng để đo liều chiếu hoặc suất liều chiếu ta dng liều kế. Trong nhu cầu thc
tế chng ta cần phi thiết lập mối liên hệ giữa liều chiếu và cưng độ bức xạ. Ta sử dụng
công thức:

0

3
γ erg
P = ΔI = I γ ( )
μ cm .s
(1.7)
hoặc chuyển qua Roentgen trên giây:


7

0
γ
P = I (R/s)
0,114
. (1.8)
Trong đó I
0
là cưng độ bức xạ trưc khi bị hấp thụ,
γ
là hệ số truyền năng lượng và
μ
là
hệ số suy gim tuyến tính.
Mối liên hệ giữa mật độ dng và nguồn:
7
2
C.3,7.10
J =
4πR
số gamma/(cm

2
.s) (1.9)
Nếu lượng tử gamma có năng lượng E thì cưng độ bức xạ là:
I = J.E (MeV/cm
2
.s) (1.10)
Nếu phổ có nhiều năng lượng vi xác suất n
i
thì ta thay năng lượng E bng:
ii
i
E = n E


Khi đó thay I vào biểu thức (1.7) ta có được:
7 -19
i i i
2
3,7.10 .1,6.10 .3600.C.( E n γ)
P =
4π.0,114.R

(R/h) (1.11)
Nếu ta định nghĩa suất liều chiếu được tính theo công thức:
γ
2
C
P = K . (R/h)
R
(1.12)

Khi đó
K

như sau:

7 -19
2
i i i
γ
i
3,7.10 .1,6.10 .3600.( E n γ)
R.cm
K = ( )
4π.0,114 h.mC

(1.13)


8

Đương lượng gamma:
Vì ta có 1 mgRa trong điều kiện cân bng có độ phóng xạ là 1 mCi nên ta có thể tính
độ phóng xạ của các đồng vị khác thông qua khối lượng Radi. Gi sử suất liều chiếu gây ra
bi
Ra
C
(mCi) hoặc m (mgRa)  khong cách R là
Ra
P
, nguồn phóng xạ X bất kì có độ phóng

xạ C
x
tạo ra tại chính điểm một suất liều chiếu
x
P
sao cho
x Ra
P = P
.
Khi đó:
γx
2
KC
P =
R

γRa Ra
Ra
2
KC
P =
R
(1.14)
Ta có:
x Ra
P = P
, do đó:
γRa
x
Ra γ

K
C
=
CK
=>
γ
x
γRa
K
m (mgRa) = C .
K
(1.15)
Khi đó độ phóng xạ C
x
(mCi) s tương ứng vi một đương lượng gamma bng mgđlRa. Do
đó để xác định đương lượng gamma theo mgđlRa của một hạt nhân phóng xạ bất kì X có
độ phóng xạ C
x
chng ta phi nhân giá trị của độ phóng xạ này vi tỉ số giữa hng số gamma
của hạt nhân phóng xạ X đ cho vi hng số gamma của Ra.
Mối quan hệ giữa suất liều hấp thụ bất k với suất liều hấp thụ trong không khí:
Sử dụng biểu thức (1.7) ta có thể xác định liều hấp thụ trong môi trưng bất kì vi
bậc số nguyên tử Z nếu biết được liều hấp thụ trong không khí. Thật vậy, đối vi không khí
kk kk
D = Itγ
cn đối vi môi trưng Z thì
zz
D = Itγ
. Khi đó:


z
z kk
kk
γ
D = .D
γ
(1.16)
1.5. Liều hiệu dụng
1.5.1. Trng số phng xạ
Khi hấp thụ bức xạ, mô sinh học bị tổn thương. Mức độ tổn thương phụ thuộc vào
số cặp ion tạo ra trong một đơn vị chiều dài qung đưng của hạt hay phụ thuộc vào s


9

truyền năng lượng ion hóa tuyến tính trên một đơn vị qung đưng của hạt bức xạ. Các loại
bức xạ khác nhau gây ra những tác động sinh học khác nhau. Để đánh giá mức độ nguy
hiểm của các loại bức xạ khác nhau, các tiểu bang đ đưa ra trọng số RBE. Năm 1990,
IAEA đ sử dụng trọng số phóng xạ (Radiation Weighting Factor) W
r
thay thế cho RBE,
đó chính là trọng số mà liều hấp thụ phi được nhân để tính đến s tổn hại sinh học gây ra
bi những loại bức xạ ion hóa khác nhau.
Bng 1.3. Trọng số phóng xạ của một vài loại bức xạ (ICRP-1990)
[9]

Loại và khong năng lượng của bức xạ
Trng số phng xạ W
r


Photon có tất c năng lượng
Electron và neutron có tất c năng lượng
Neutron có năng lượng:
 < 10 keV
 10 keV ti 100 KeV
 100 keV ti 2MeV
 MeV ti 20 MeV
 20 MeV
Hạt alpha, những mnh phân hạch, hạt nhân nặng
1
1

5
10
20
10
5
20

1.5.2. Liều hấp thụ trung bnh trong cơ quan hoặc tổ chức
Liều hấp thụ trung bình D
T
trong mô hoặc cơ quan đặc biệt T của cơ thể con ngưi
được cho bi:

T
T
T ht
TT
m

ε
1
D = D .dm=
mm

(1.17)
Trong đó:
T
m
là khối lượng của mô hoặc cơ quan.


10

ht
D
liều hấp thụ trong khối lượng vi phân dm.
T
ε
là năng lượng toàn phần truyền cho khối lượng
T
m
.
1.5.3. Liều tương đương
Thc nghiệm cho thấy hiệu ứng sinh học gây bi bức xạ không chỉ phụ thuộc vào
liều hấp thụ mà cn phụ thuộc vào loại bức xạ. Một đại lượng được dng là liều tương
đương: “tương đương” có nghĩa là giống nhau về tác dụng sinh học. Để so sánh tác dụng
sinh học của các loại bức xạ khác nhau, một bức xạ được chọn làm chuẩn là các tia X có
năng lượng 200 keV. Liều tương đương là liều hấp thụ trung bình trong mô hoặc trong cơ
quan T do bức xạ r, nhân vi hệ số trọng số phóng xạ tương ứng

r
W
của bức xạ. Liều tương
đương được tính bng đơn vị là rem.

r
1rem = 1rad.W


T,r r T,r
H = W.D

Suất liều tương đương:
T,r
T,r
dH
P =
dt

Trong đó:
T,r
D
là liều hấp thụ trong bình của bức xạ r trong mô hoặc cơ quan T.

Wr
là hệ số trọng số phóng xạ đối vi bức xạ r.
Nếu bức xạ gồm nhiều loại bức xạ vi những giá trị khác nhau có trọng số phóng xạ
r
W
thì liều tương đương được tính bi:

T r T,r
r
H = W .D

(1.18)
Đơn vị của liều tương đương là J/kg, rem hoặc Sievert (Sv) vi 1 Sv=100 rem.


11

1.5.4. Liều hiệu dụng
Trong một số trưng hợp cần phi xác định liều đối vi từng bộ phận hay cơ quan T
của cơ thể thì ICRP đ đề nghị các hệ số trọng số mô. Các mô khác nhau nhận cng một
liều tương đương như nhau thì tổn thương sinh học cũng khác nhau. Nghĩa là cng một liều
tác dụng lên các mô khác nhau, thì gây ra các tổn thương khác nhau. Để đặc trưng cho tính
chất này của từng mô hoặc từng cơ quan, ngưi ta đưa vào đại lượng đặc trưng gọi là trọng
số mô
T
W
. Bng (1.4) trình bày trọng số mô cho các cơ quan trong cơ thể.
Bng 1.4. Các trọng số mô đặc trưng cho các mô trong cơ thể
T
W

[3]
Cơ quan hoặc mô
T
W

Cơ quan sinh dục

Tủy xương
Ruột
Phổi
Dạ dày
Bàng quang
Vú
Gan
Thc qun
Tuyến giáp
Da
Mặt xương
Các cơ quan khác
0,20
0,12
0,12
0,12
0,12
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,01
0,01
0,05
Các trọng số mô
T
W
trong bng (1.4) đ được xác định đối vi một tập hợp dân chng có số
nam bng số nữ và phổ của tuổi tương đối rộng.



12

Liều hiệu dụng là tổng của những liều tương đương  các mô hay cơ quan, mỗi một liều
được nhân vi hệ số trọng lượng của tổ chức tương ứng.
TT
E = W .H

(1.19)
Ở đây, H
T
là liều tương đương trong mô hoặc cơ quan T và W
T
là trọng số mô được cho
trong bng 1.4 Từ định nghĩa của liều tương đương, ta có:
T r T,r r T T,r
E = W (W .D ) = W .(W D )

(1.20)
Ở đây
T,r
D
là liều hấp thụ trung bình trong mô hoặc cơ quan T, đối vi bức xạ r. Đơn vị của
liều hiệu dụng là J/kg hoặc Sievert (Sv). Bng 1.5 liều cho php đối vi một số cơ quan
trong cơ thể.
Bng 1.5. Liều cc đại cho php vi một số cơ quan trong cơ thể
[3]

Cơ quan

Nhân viên (loại A)
Người dân (loại C)
Rem/năm
Rem/13 tuần
Rem/năm
Tu, xương
5
3
0,5
Da, xương, tuyến giáp
30
15
3,0
Tay, chân
75
38
7,5
Các bộ phận khác
15
8
1,5

1.5.5. Liều tương đương tích lũy của mô hoặc cơ quan
Bức xạ ion hoá chiếu vào mô hoặc cơ quan bên trong cơ thể dẫn đến s tích lũy năng
lượng trong mô. S tích lũy năng lượng phụ thuộc vào thi gian chiếu. Nếu để ý đến s phụ
thuộc theo thi gian thì liều tương đương tích lũy được tính bng cách tích phân theo thi
gian của suất liều tương đương.
Thi gian tích phân được tính 50 năm vi ngưi ln và 70 năm đối vi trẻ em:



13

T T,r
H(τ) = P (t)dt

(1.21)
1.5.6. Liều hiệu dụng tích lũy
Tương t ta có liều tích lũy cho cơ thể lấy (lấy tổng các mô):

T T T
H(τ) = W H (τ)

(1.22)
1.5.7. Liều tương đương tập thể
Dân chúng bị chiếu xạ có thể chia ra thành nhiều nhóm. Gọi
i
N
là số ngưi trong
nhóm dân chúng thứ i.
T,i
H
là liều tương đương trung bình của mô T mà nhóm dân chúng
thứ i nhận. Vậy liều tương đương tích lũy của mô T mà tất c các nhóm dân chúng nhận
được:
T,i i
S(τ) = H .N

(1.23)
1.5.8. Liều hiệu dụng tập thể
Muốn đo s chiếu xạ dân chúng thì phi tính liều hiệu dụng tập thể. Nếu gọi N

i
là số
ngưi trong nhóm dân chúng thứ i và E
i
là liều hiệu dụng trung bình của một ngưi trong
nhóm dân chúng thứ i chịu thì liều hiệu dụng tập thể được tính bi:
ii
r
S = EN

(1.24)
1.5.9. Kerma
Đối vi các bức xạ không ion hóa trc tiếp như gamma ngưi ta còn dùng một đại
lượng có tên là Kerma. Kerma là tổng tất c các động năng ban đầu của các hạt tích điện
được gii phóng bi bức xạ trong một thể tích xác định của vật chất chia cho khối lượng
vật chất chứa trong thể tích đó.
Kerma và liều hấp thụ có thứ nguyên giống nhau (năng lượng chia cho khối lượng).
Trong một môi trưng kích thưc đủ ln thì kerma và liều hấp thụ có giá trị như nhau.


14

1.5.10. Cc đại lượng liên quan khc dùng trong kiểm sot phng xạ c nhân và phng
xạ môi trường
Nhm mục đích kiểm soát thưng xuyên phóng xạ môi trưng và cá nhân ngưi ta
xây dng một hình nộm chuẩn (Phantom). Đó là khối cầu chuẩn của ICRU
[4]
: Một khối
cầu đưng kính 30 cm làm bng vật liệu tương đương mô có khối lượng riêng
3

g
ρ =
cm
và
có thành phần về khối lượng là 76,2 % Oxy; 11,1 % Hydro và 2,6 % Nitơ.
 C ba đai lượng thường được nghiên cứu:
- Liều tương đương môi trường
Liều tương đương môi trưng tại một điểm trong trưng bức xạ là liều tương đương
gây ra trong khối cầu chuẩn  một độ sâu d tính từ bề mặt khối cầu. Trưng bức xạ được
gi sử là trưng đẳng hưng đồng nhất. Đơn vị đo là Sievert (Sv) hoặc được tính bng
J/kg, d được tính bng cm. Đối vi các bức xạ đâm xuyên mạnh thưng xét ti đại lượng
d = 10 cm. Đối vi các bức xạ đâm xuyên yếu thì các độ sâu 0,07 mm đối vi da 3 mm đối
vi thủy tinh thể của mắt được xem xét.
- Liều tương đương đnh hướng
Đó là liều tương đương gây ra trong khối cầu chuẩn  một độ sâu d theo hưng

.
Hưng

được xác định trong từng trưng hợp cụ thể. Cũng tương t như đối vi liều
tương đương môi trưng các đại lượng đâm xuyên mạnh d=10 cm, đâm xuyên yếu d= 0,07
mm và vi da d= 3 mm được nghiên cứu sử dụng.
- Liều tương đương c nhân
Liều cá nhân tương đương là liều tương đương gây ra trong mô mềm  độ sâu d và
tại một điểm xác định trên cơ thể ngưi. Cũng giống như liều môi trưng, ngưi ta sử dụng
các độ sâu 10 cm, 0,07 mm và 3 mm để đo liều tương đương cá nhân và môi trưng. Các
đầu dò ghi bức xạ hạt nhân phi làm bng các vật liệu tương đương mô. Để áp dụng cho
các loại bức xạ ion hóa khác, ngưi ta dùng khái niệm tương đương vật lý của Roentgen,
REP (Roentgen Equivalent Physical). Đó là liều lượng của bất cứ loại tia nào (photon hay



15

hạt vi mô) làm cho 1g vật chất hấp thụ được một giá trị năng lượng như của chm photon
gây ra tức là 87,7 erg cho không khí  điều kiện tiêu chuẩn hoặc 97,4 erg cho nưc.
1.6. Những yếu tố nh hưng trong điều tr chiếu trong bng ngun h
1.6.1. Xạ tr chiếu trong
Xạ trị chiếu trong là phương thức điều trị bng cách đưa vào cơ thể một đồng vị
phóng xạ nguồn h dưi dạng thuốc (thuốc phóng xạ) qua đưng uống, đưng tiêm hoặc
truyền qua động mạch – tĩnh mạch. Khi vào cơ thể các hạt nhân phóng xạ s phát huy các
hiệu qu điều trị theo nhiều cách khác nhau.
1.6.2. Bn chất của tia phng xạ
Các bức xạ ion hoá dưi dạng sóng hoặc dạng hạt có kh năng ion hóa không giống
nhau nên hiệu ứng sinh học do chng gây ra cũng không giống nhau các hạt nhân khác nhau
s phát ra các tia phóng xạ khác nhau như tia

, tia

, tia


Bức xạ

có tác dụng ion hóa và phá hủy mạnh song hầu như không dng trong y
học, ngoài ra các đồng vị phóng xạ nhân tạo sử dụng điều trị chiếu trong đều không phát
tia

.
Bức xạ


bn chất là sóng điện từ giống như tia X, có kh năng đâm xuyên ln, có
qung chạy dài trong tổ chức tế bào nên tác dụng chọn lọc km, không phát huy tốt lợi ích
trong điều trị chiếu trong mà thưng làm nguồn cho chiếu xạ ngoài.
Bức xạ

mà bn chất là chm electron có qung chạy một vài milimet trong tổ chức
tế bào nên có tác dụng chọn lọc cao ít gây tác hại đến các tổ chức cơ quan lành lân cận tránh
được tác dụng ngoài ý muốn do đó các đồng vị phóng xạ phát tia

được sử dụng chính cho
các biện pháp điều trị chiếu trong.
1.6.3. Năng lượng của bức xạ
Trên cơ thể sinh vật, đối vi mỗi mô cấu trc, hiệu ứng sinh học của một loại tia
phóng xạ nhất định gây nên trên tổ chức đó tỉ lệ vi năng lượng của bức xạ hay nói cách


16

khác tỉ lệ vi năng lượng bức xạ được hấp thụ tại tổ chức đó chính là liều hấp thụ kí hiệu
là rad ngày nay ngưi ta sử dụng đơn vị mi là Gy = 100 rad.
1.6.4. Sự hấp thụ chuyển ha và thi thuốc phng xạ trong cơ thể
Ngoài những thuộc tính vật lý như năng lượng tia, thi gian bán r, hiệu qu điều trị
của một đồng vị phóng xạ cn ty thuộc vào s chuyển hóa của nó trong cơ thể. Điều này
được quy định bi đưng vào - s hấp thụ - chuyển hóa và thi trừ đồng vị phóng xạ đó ra
khi các cơ quan hoặc ra ngoài cơ thể.
S đào thi đồng vị phóng xạ ra khi cơ quan hoặc cơ thể là khác nhau ty theo dạng
hợp chất hoặc đồng vị phóng xạ sử dụng. Có những chất đào thi nhanh qua đưng tiết niệu
hoặc đưng mật tiêu hóa như
131
I ngược lại có những chất giữ lại lâu trong cơ thể như

Stronti (
89
Sr) được giữ  xương,
198
Au được giữ  hệ liên vng nội bộ. Thi gian cần thiết
để cơ thể thi ra 50 % lượng của một chất khi cơ thể qua quá trình sinh học bình thưng
được gọi là thi gian bán thi sinh học (T).
Trong thc hành lâm sàng ngưi ta cho bệnh nhân dng một liều thăm d chức năng
rồi ghi, đo đồ thị thay đổi hoạt tính phóng xạ theo thi gian  nhiều thi điểm của cơ quan
cần theo di để xác định thi gian bán r hiệu ứng của một đồng vị phóng xạ.
1.6.5. Đặc điểm của tế bào tổ chức của người bệnh
Trưc tiên đó là độ nhạy cm phóng xạ của tế bào tổ chức bệnh lý. Độ nhạy cm
phụ thuộc vào loại tế bào, giai đoạn sinh trưng, mức độ biệt hóa và hoàn chỉnh cấu trc
của nó. Trên thc tế thấy rng mức độ đáp ứng điều trị của mỗi cá thể khác nhau d dng
một liều điều trị như nhau và rất khó để xác định mức độ nhạy cm phóng xạ của tế bào tổ
chức.
Cơ thể ngưi là một khối thống nhất cho nên tình trạng sức khe chung của toàn
thân, của tuần hoàn, dinh dưng cũng nh hưng đến hiệu qu điều trị.
Ngoài ra cn có các yếu tố khác như oxy, hàm lượng nưc trong mô tổ chức nh
hưng đến hiệu ứng sinh học của bức xạ cho nên cũng nh hưng đến hiệu qu điều trị. Bi


17

vậy để tăng hiệu qu điều trị ngưi ta tìm biện pháp tăng nhiệt độ, nồng độ oxy, hàm lượng
nưc tại vị trí cần chiếu xạ.
Đối vi điều trị chiếu trong, điều quan trọng là phi tính toán liều lượng thích hợp
và tìm cách để cho đồng vị tập trung cao  các tế bào, tổ chức bệnh lý, đồng thi hạn chế
liều chiếu  mức chấp nhận được trên toàn cơ thể tránh các các dụng ngoài ý muốn.
Liều điều trị thay đổi ty theo hiệu qu điều trị cần có và phụ thuộc vào loại tế bào

tổ chức bệnh. Ví dụ nếu điều trị bệnh bưu tuyến giáp độc lan ta thì chỉ cần 5 đến 10 mCi
nguồn
131
I là đủ làm cho bưu tuyến giáp nh lại, đưa hoạt động chức năng tr về bình
thưng, song để điều trị ung thư tuyến giáp cần liều cao hơn nhiều vào khong 50-250 mCi
nguồn
131
I để hủy hoàn toàn tổ chức tuyến giáp cn lại sau mổ và tiêu diệt các tế bào ung
thư tại chỗ hoặc di căn.
1.6.6. Cc đng v phng xạ ngun h dùng cho điều tr chiếu trong
Ngay sau khi ông bà Piere và Maria Curie phát hiện ra
226
Ra  đầu thế kỉ XX chất
đồng vị phóng xạ thiên nhiên này đ được sm đem áp dụng điều trị bệnh ung thư nhưng
chỉ  dạng nguồn chiếu ngoài hoặc áp sát. Đến khong từ năm 1940 khi con ngưi sn xuất
được chất đồng vị phóng xạ thì việc ứng dụng các đồng vị nhân tạo trong y học mi thc
s n rộ. Theo thi gian công nghệ hạt nhân ngày càng phát triển tạo ra nhiều loại hạt nhân
phóng xạ mi, cng vi s phát triển của công nghệ sinh học, hóa dược phóng xạ nhiều
dược chất phóng xạ mi ra đi vi phạm vi ứng dụng và hiệu qu của nó ngày càng được
phát huy. Cho đến nay hầu như tất c các đồng vị phóng xạ nguồn h trong y học hạt nhân
nói chung và cho điều trị chiếu xạ trong nói riêng là các đồng vị phóng xạ nhân tạo. Các
đồng vị phóng xạ dng cho điều trị chiếu trong có thể phát tia
β
đơn thuần như
32
P hoặc là
phát c tia
β
và gamma như
131

I. Ở đây
β
là chủ yếu chính tạo nên hiệu qu điều trị [10].
Các đồng vị phóng xạ dng cho điều trị thưng là dạng hợp chất. Đó có thể là hợp
chất vô cơ như Natri Iodua NaI cũng có thể là dạng hợp chất hữu cơ như
131
I gắn Acide bo
trong thành phần của Lipocide. Đây là các thuốc phóng xạ (dược chất phóng xạ) được điều