Đo liều khuếch tán trong phòng CT 64 lát sử dụng mô hình acrylic và liều kế bán dẫn

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 3 * 2018<br /> <br /> <br /> ĐO LIỀU KHUẾCH TÁN TRONG PHÒNG CT 64 LÁT<br /> SỬ DỤNG MÔ HÌNH ACRYLIC VÀ LIỀU KẾ BÁN DẪN<br /> Lê Hải Hạnh Tiên*,**, Cheng-Hsun Lin*, Lung -Kwang Pan*<br /> <br /> TÓMTẮT<br /> Mục đích: Đánh giá liều khuếch tán cho thân nhân bệnh nhân trong chụp cắt lớp vi tính (CT) ngực thường<br /> quy không thuốc ở những vị trí khác nhau xung quanh gantry. Đồng thời đánh giá mức độ liều tia suy giảm khi<br /> sử dụng áo chì.<br /> Dụng cụ và phương pháp: Mô hình acrylic để mô tả thân nhân bệnh nhân được đặt ở 4 vị trí quanh máy<br /> CT: phía trước gantry và 300 so với đường trung tâm; phía trước gantry ở 450 so với đường trung tâm; phía sau<br /> gantry và 300 so với đường trung tâm; phía sau gantry và 450 so với đường trung tâm. Cả 4 điểm được đo nằm<br /> phía bên trái gantry máy và cách xa trung điểm của bệnh nhân lần lượt là 80cm. Liều kế bán dẫn được gắn vào<br /> bệnh nhân ở độ cao ngang bằng với bàn CT để đo liều hấp thụ ở da. Có 2 tình huống được áp dụng: có và không<br /> sử dụng áo chì (0.05mm) cho mô hình thân nhân. Protocol chụp CT ngực thường quy ở một viện - trường được<br /> áp dụng với 120kVp, độ dài trường quét 320mm nhưng thay đổi Dose Length Product (DLP) từ 378mGy*cm tới<br /> 629.9mGy*cm.<br /> Kết quả: Liều khuếch tán ở phía trước gantry cao hơn ở phía sau trong cả 2 tình huống, tuy nhiên giá trị p<br /> value không luôn bé hơn 0.05 với mọi giá trị DLP. Liều tia ở 450 cao hơn ở 300 cả trước và sau gantry, nhưng p<br /> value cũng thay đổi không luôn nhỏ hơn 0.05 với các DLP khác nhau. Dùng áo chì có thể giảm liều tia xuống còn<br /> 6.8% liều ban đầu.<br /> Kết luận: Thân nhân có thể đứng ở vị trí 300 hoặc 450 cùng khoảng cách so với trung tâm, trước hoặc sau<br /> gantry đều chấp nhận được do sự khác biệt về liều khuếch tán tại hai vị trí này không đáng kể. Sử dụng áo chì có<br /> thể giảm đa phần liều tia cho thân nhân, vì vậy được khuyến khích áp dụng trong thực hành lâm sàng.<br /> Từ khóa: chụp cắt lớp vi tính, mô hình acrylic, liều kế bán dẫn, liều tia khuếch tán.<br /> ABSTRACT<br /> MEASUREMENT OF SCATTER RADIATION IN 64-SLICE CT SCAN ROOM USING ACRYLIC<br /> PHANTOM AND SEMICONDUCTOR DOSIMETER<br /> Le Hai Hanh Tien, Cheng-Hsun Lin, Lung-Kwang Pan<br /> * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Supplement Vol. 22 - No 3- 2018: 358 - 365<br /> <br /> Objective: The purpose of this study was to evaluate scatter radiation dose of family member of patient<br /> during routine chest CT at different positions around the gantry and to investigate the degree of dose reduction for<br /> them when using lead apron.<br /> Materials and Methods: Acrylic phantom that simulated family member was put at 4 positions around the<br /> gantry: in front of gantry and 300 from isocenter, in front of gantry and 450 from isocenter, in the back of gantry<br /> and 300 from isocenter, in the back of gantry and 450 from isocenter. All 4 measurement points were in the left side<br /> of the CT couch and 80cm away from patient isocenter. Semiconductor was attached to the phantom at the height<br /> equal to CT table to evaluate Entrance Skin Dose. There were 2 scenarios were implied: with and without wearing<br /> lead apron (0.5mm Pb). Routine chest CT protocol was applied at a teaching hospital with constant kVp (120) and<br /> <br /> <br /> * Đại học Khoa học và Công nghệ Đài Trung **Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch<br /> Tác giả liên lạc: ThS. Lê Hải Hạnh Tiên ĐT: 01244852715 Email: lehaihanhtien@gmail.com<br /> 358 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Trường Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch năm 2018<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 3 * 2018 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> scan length (320mm) but changing Dose Length Product (DLP) from 378mGy*cm to 629.9mGy*cm in 2<br /> increments.<br /> Results: Scatter doses in front of gantry were higher than in the back of gantry in both scenarios, however p<br /> values were not always less than 0.05 with changing DLPs. Doses at 450 from isocenter were higher than at 300<br /> for both in the back and front of gantry, but p value when comparing doses among those measurement points also<br /> were not less than 0.05 with different DLPs. Using protective apron can reduce original dose to 6.8%.<br /> Conclusion: standing at 300 or at 450 from patient isocenter at the same distance were acceptable due to<br /> insignificant different doses between them. Wearing lead apron can reduce secondary radiation significantly,<br /> therefore it is strongly recommended in clinical application.<br /> Keywords: Computed tomography, acrylic phantom, semiconductor dosimeter, scatter radiation.<br /> GIỚITHIỆU Đã có một số nghiên cứu về liều tia khuếch<br /> tán trong phòng CT(6,9,10,11). Tuy nhiên những<br /> Nhiều cải tiến đã được ứng dụng trong lĩnh<br /> nghiên cứu này có hạn chế nhất định về<br /> vực kỹ thuật hình ảnh y học nhằm nâng cao giá<br /> phương pháp đo và mô hình: nghiên cứu của<br /> trị chẩn đoán đồng thời giảm thiểu nguy cơ cho<br /> Van Every B và Pretty RJ (1992)(9) sử dụng mô<br /> bệnh nhân. Một trong những bước tiến quan<br /> hình có đặc tính hấp thụ tia không phù hợp<br /> trọng nhất là việc phát minh ra máy chụp cắt lớp<br /> với con người; nghiên cứu của H Wallace<br /> vi tính (CT scan) vào năm 1970 - phương tiện mô<br /> (2012)(10) và David John Platten (2014)(6) không<br /> tả hình ảnh 3D đầu tiên của các cấu trúc bên<br /> sử dụng mô hình khi đo liều khuếch tán;<br /> trong cơ thể. Tuy nhiên, CT sử dụng tia X để ghi<br /> nghiên cứu của H. Zutz* and B. Alikhani<br /> nhận hình ảnh cơ thể. Tia X là một loại bức xạ<br /> (2015)(11) chỉ đo tại 2 vị trí bên cạnh gantry và<br /> ion hóa có khả năng gây ra tác động lên các cơ<br /> cũng không sử dụng mô hình cho thân nhân.<br /> quan và hệ cơ quan bệnh nhân và cả những ai<br /> Nghiên cứu của chúng tôi được tiến hành<br /> hiện diện trong phòng CT trong quá trình chụp.<br /> nhằm khắc phục nhược điểm của các nghiên<br /> Liều tia dùng trong CT cao gấp nhiều lần so với<br /> cứu trước, đồng thời đánh giá mức độ suy<br /> X quang thường quy và được báo cáo là phương<br /> giảm liều tia khi sử dụng áo chì.<br /> tiện gây ra 50% tổng liều phơi nhiễm cho người<br /> dân Đài Loan(8). Hơn thế nữa, với ứng dụng Dụng cụ và phương pháp<br /> tuyệt vời trong chẩn đoán, chỉ định chụp CT Dụng cụ<br /> ngày càng gia tăng theo thời gian kể từ khi được Máy cắt lớp vi tính<br /> giới thiệu. Lo lắng về nguy cơ do tia bức xạ ion<br /> Máy CT Brilliance Phillips 64 lát (USA) tại<br /> hóa gây ra, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành<br /> một viện-trường ở Đài Loan được dùng để tiến<br /> và chiến dịch giảm liều cho bệnh nhân được<br /> hành thí nghiệm. Đây là máy thế hệ thứ 3 với<br /> khởi phát(2,4,7). Tuy nhiên vấn đề liều khuếch tán<br /> đường kính lòng gantry là 700mm. Khoảng cách<br /> cho thân nhân bệnh nhân hiện diện trong quá<br /> tiêu điểm tới đầu dò là 1040mm và khoảng cách<br /> trình chụp để hỗ trợ người bệnh trong một số<br /> từ tiêu điểm tới điểm trung tâm là 570mm. Máy<br /> trường hợp đặc biệt vẫn chưa có nhiều báo cáo<br /> CT được trang bị nhiều chế độ lọc với mức độ<br /> rõ ràng. Trong những trường hợp như vậy, bệnh<br /> nhiễu và độ phân giải khác nhau.<br /> nhân không thể tuân theo hướng dẫn của nhân<br /> viên y tế - việc cần thiết để có hình ảnh tốt cung Mô hình Acrylic<br /> cấp cho chẩn đoán, tránh phải chụp lại làm tăng Tất cả mô hình trong thí nghiệm này được<br /> tiều tia. Do đó, sự hiện diện của người thân bên làm bởi giáo sư Pan-Lung, Kwan, Đại học<br /> cạnh là cần thiết vì đó là trách nhiệm của thân Khoa học và Công nghệ Đài Trung dựa theo<br /> nhân chứ không phải của nhân viên y tế. báo cáo 48 của Ủy ban quốc tế về đơn vị<br /> <br /> <br /> Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Trường Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch năm 2018 359<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 3 * 2018<br /> <br /> phóng xạ (ICRU) và đã được kiểm định đạt thiết kế cho phần ngực nên có một cấu trúc<br /> chuẩn(3,5). Có 2 loại mô hình: dạng gel để mô tả trái tim.<br /> (1) Mô phỏng bệnh nhân: Mô hình mô (2) Mô hình thân thân bệnh nhân: Một mô<br /> phỏng bệnh nhân trưởng thành nặng 70kg hình acrylic khác mô phỏng người trưởng<br /> được đặt trên bàn chụp CT. Mô hình được thành 70kg được đặt trên khay ở độ cao bằng<br /> độ cao của bàn chụp.<br /> Hình 1. 64 slices Brilliance Phillips CT scanner<br /> (USA)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Mô hình bệnh nhân Acrylic<br /> Liều kế bán dẫn<br /> Liều kế bán dẫn PDM-122, MYDOSE mini,<br /> Hitachi Aloka Medical, Ltd. Japan (1) được gắn<br /> vào mô hình thân nhân để đo liều tới da. Liều tối<br /> thiểu để phát hiện và suất liều lần lượt là 1µSv.<br /> Áo chì<br /> Áo chì 0.05mm bao phủ mô hình thân nhân<br /> được dùng ở 1 trong 2 tình huống mô phỏng. Hình 3. Mô hình được bao bọc áo chì<br /> Phương pháp<br /> Thiết kế điểm đo<br /> Mô hình thân nhân được đặt quanh gantry ở<br /> <br /> <br /> 360 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Trường Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch năm 2018<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 3 * 2018 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> 4 điểm: Minimum Detectable Level (MDL) của DLP<br /> được tính toán từ phương trình hồi quy tuyến<br /> Trước gantry ở 300 từ trung tâm<br /> tính.<br /> Trước gantry ở 450 từ trung tâm<br /> Sau gantry ở 300 từ trung tâm<br /> Sau gantry ở 450 từ trung tâm<br /> Cả 4 điểm được đo nằm bên trái gantry và<br /> cách trung tâm 80cm. Mỗi điểm được đo 3 lần và<br /> lấy giá trị trung bình.<br /> Tình huống mô phỏng<br /> Có 2 tình huống được dàn dựng: có và<br /> không có sử dụng áo chì cho mô hình thân nhân<br /> bệnh nhân. Tại mỗi vị trí đều đo 3 lần cho cả 2<br /> tình huống. Hình 4. Sơ đồ các điểm đo<br /> Thiết lập protocol KẾTQUẢ<br /> Protocol chụp phổi thường quy được áp Liều tia đo ở khoảng cách 80cm so với trung<br /> dụng: 120kVp, trường quét 320mm, thay đổi giá tâm khi không sử dụng áo chì<br /> trị DLP từ 378mGy*cm tới 629.9mGy*cm. Hình 5 mô tả liều tia khuếch tán đo được ở<br /> Xử lý dữ liệu khoảng cách 80cm khi không sử dụng áo chì.<br /> Student’s pair t-test được dùng để so sánh<br /> liều ở 300 và 450.<br /> Phần mềm thống kê SPSS 22.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Liều tia khi không sử dụng áo chì<br /> Bảng 1 so sánh liều ở 300 và 450, trước và sau gantry, tuy nhiên p-value thay đổi tùy theo DLP<br /> gantry sử dụng phép kiểm student pair t-test. nên không thể khẳng định sự khác biệt về liều là<br /> Liều tia ở 450 cao hơn ở 300 cả trước và sau đáng kể.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Trường Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch năm 2018 361<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 3 * 2018<br /> <br /> <br /> Bảng 1. So sánh liều ở 300 và 450, không dùng áo chì<br /> DLP Back of gantry Front of gantry<br /> 0 0 0 0<br /> (mGy*cm) 30 (µSv) 45 (µSv) p-value 30 (µSv) 45 (µSv) p-value<br /> 378 96,33 120,33 4,51 0,017 128,33 2,3 141 3,61 0,013<br /> 504 133,33 9,07 160,33 10,79 0,114 168,33 11,02 193 1 0,053<br /> 629,9 185 2 196 1 0,011 233 4,58 255 3 0,032<br /> <br /> Ngoài ra, hình 5 cho thấy liều tia ở 300 phía này so với 3 vị trí khác đồng thời tính toán giá trị<br /> sau gantry thấp nhất trong 4 điểm đo vì vậy p-value. Kết quả được thể hiện ở bảng 2.<br /> chúng tôi tính phần trăm liều suy giảm của vị trí<br /> Bảng 2 So sánh liều tại vị trí 300 phía sau gantry với các vị trí khác<br /> DLP=378 mGy*cm DLP=504mGy*cm DLP=629,9mGy*cm<br /> % reduction p-value % reduction p-value % reduction p-value<br /> 0 0<br /> 30 back - 45 back 19,94 0,017 16,84 0,114 5,61 0,011<br /> 0 0<br /> 30 back- 30 front 24,94 0,004 20,79 0,067 20,6 0,003<br /> 0 0<br /> 30 back - 45 front 31,68 0,003 30,92 0,07 27,45 0,000<br /> Bảng 2 cho thấy với DLP=378 mGy*cm và Tương tự, liều tia trong tình huống thứ 2 ở<br /> 629.9 mGy*cm, sự khác biệt là đáng kể. Tuy 80cm được mô tả trong figure 3.2. Ở tình<br /> nhiên với DLP=504 mGy*cm, sự khác biệt huống này liều tia cũng cao nhất ở vị trí 450<br /> không có ý nghĩa. Do đó không thể kết luận phía trước gantry và thấp nhất ở 300 phía sau<br /> liều tia ở 300 thấp hơn các vị trí khác. gantry.<br /> Liều tia đo ở khoảng cách 80cm so với trung Sử dụng pair-student t test để so sánh liều<br /> tâm khi sử dụng áo chì tia ở 300 phía sau gantry với các vị trí còn lại.<br /> Kết quả thể hiện ở bảng 3.<br /> Bảng 3. So sánh liều tia ở 300 phía sau gantry với các vị trí khác (sử dụng áo chì)<br /> DLP=378 mGy*cm DLP=504mGy*cm DLP=629,9mGy*cm<br /> % reduction p-value % reduction p-value % reduction p-value<br /> 0 0<br /> 30 back - 45 back 26 0,184 25,71 0,511 6,52 0,729<br /> 0 0<br /> 30 back- 30 front 22,73 0,3 35 0,184 15,69 0,319<br /> 0 0<br /> 30 back - 45 front 48,48 0,067 36,59 0,013 23,21 0,385<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 6. Liều tia khi sử dụng áo chì<br /> Mặc dù liều tia ở 300 phía sau gantry là về liều giữa 300 phía sau gantry và 450 phía<br /> thấp nhất, tuy nhiên p value thể hiện sự khác trước gantry là lớn nhất, nhưng theo bảng<br /> biệt không đáng kể với liều tia tại các điểm đo 3.2.1 thì p value > 0.05 với mọi giá trị của DLP,<br /> khác tại mọi giá trị DLP. Ngoài ra, sự khác biệt vì vậy chúng tôi không cần tiếp tục so sánh<br /> <br /> <br /> 362 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Trường Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch năm 2018<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 3 * 2018 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> liều tại 300 với 450 ở hai phía của gantry. Nhìn Bảng 3 và bảng 4 so sánh sự khác biệt về<br /> chung, liều khuếch tán giảm mạnh khi sử liều trong 2 tình huống có và không sử dụng<br /> dụng áo chì nên sự khác biệt giữa các điểm đo áo chì ở 300 và 450. Trong mọi trường hợp, p<br /> trở nên không đáng kể. value < 0.05 thể hiện khác biệt đáng kể khi sử<br /> So sánh liều tia giữa 2 tình huống dụng áo chì.<br /> Bảng 4. Sánh sánh liều tia ở 300 trong 2 tình huống<br /> DLP Dose in the back of gantry Dose in front of gantry<br /> (mGy*cm) no lead (µSv) Lead (µSv) p value no lead (µSv) Lead (µSv) p value<br /> 378 96,33 1,15 5,667 2,31 0,000 128,33 2,31 7,33 0,58 0,000<br /> 504 133,333 9,07 8,667 3,21 0,003 168,33 11,02 13,33 3,21 0,002<br /> 629,9 185 2 14,33 3,06 0,000 233 4,58 17 1 0,000<br /> <br /> Bảng 5. So sánh liều tia ở 450 trong 2 tình huống<br /> DLP Dose in the back of gantry Dose in front of gantry<br /> (mGy*cm) no lead (µSv) Lead (µSv) p value no lead (µSv) Lead (µSv) p value<br /> 378 120,33 4,51 7,667 2,08 0,001 141 3,61 11 1 0,000<br /> 504 160,33 10,78 11,667 0,002 193 1 13,667 2,31 0,000<br /> 629,9 196 1 15,333 2,08 0,000 255 3 18,667 3,79 0,000<br /> <br /> BÀNLUẬN giá trị DLP tối thiểu