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

LÊ THỊ BÍCH HỒNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM OLINDA ĐỂ TÍNH LIỀU

TRONG Y HỌC HẠT NHÂN

Chuyên ngành:

Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao

Mã số: 60 44 05

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN ĐÔNG SƠN

Thành phố Hồ Chí Minh – 2011

0BLỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất nhiều

của các thầy cô, gia đình và bạn bè. Đó là nguồn động lực lớn cho tôi hoàn thành khóa học.

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Đông Sơn, thầy là người đã trực tiếp hướng dẫn,

động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này.

Tôi xin cảm ơn các thầy cô đã giảng dạy tôi tận tình trong suốt thời gian qua, các thầy cô trong

hội đồng phản biện đã dành thời gian đọc và góp ý cho luận văn được hoàn chỉnh hơn.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh và ủng hộ tôi.

1BMỤC LỤC

3TLỜI CẢM ƠN3T .......................................................................................................................... 2

3TMỤC LỤC3T ................................................................................................................................ 3

3TDANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT3T ............................................................... 5

3TMỞ ĐẦU3T .................................................................................................................................. 1

3TCHƯƠNG 1: PHƯƠNG PHÁP MIRD TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG TRONG Y HỌC

HẠT NHÂN3T .............................................................................................................................. 4

3T1.1.Nguyên lý đánh dấu phóng xạ3T ................................................................................................................. 4

3T1.2.Phương pháp MIRD tính liều chiếu trong3T ................................................................................................ 5

3T1.2.1.Các khái niệm cơ bản3T ....................................................................................................................... 6

3T1.2.2.Phương pháp MIRD cơ bản3T ............................................................................................................ 12

3T1.3.Nguồn dữ liệu tính liều chiếu trong3T ....................................................................................................... 18

3T1.3.1.Tỉ lệ hấp thụ riêng và giá trị S3T ........................................................................................................ 19

3T1.3.2.Hoạt độ tích lũy3T ............................................................................................................................. 19

3T1.3.2.1.Các thiết bị ghi đo 3T ..................................................................................................................... 21

3T1.3.2.2.Phương pháp tính hoạt độ tích lũy3T ............................................................................................. 21

3TCHƯƠNG 2: PHẦN MỀM OLINDA/EXM TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG TRONG Y

HỌC HẠT NHÂN [35,36]3T.......................................................................................................26

3T2.1.Giới thiệu chung3T .................................................................................................................................... 26

3T2.2.Sử dụng chương trình OLINDA3T ............................................................................................................ 27

3T2.3. Các tính năng của OLINDA3T ................................................................................................................. 28

3T2.4. Phương pháp tính liều trong OLINDA3T .................................................................................................. 35

3T2.5.Đầu ra của OLINDA3T ............................................................................................................................. 48

3T2.6. Sử dụng các file có sẵn trong OLINDA3T ................................................................................................ 49

3TCHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM OLINDA ĐỂ TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG VỚI

18

DƯỢC CHẤT PHÓNG XẠ P

PF-FDG3T ....................................................................................50

18

3T3.1.Đặc điểm dược chất phóng xạ P

PF-FDG [14,48,49]3T ................................................................................ 50

18

3T3.2.Dữ liệu động học của P

PF-FDG [13,14,24]3T ............................................................................................ 51

3T3.2.1. Dữ liệu động học FDG từ nghiên cứu của T. Hays (Mĩ) [13,14]3T .................................................... 51

3T3.2.2.Dữ liệu động học từ nghiên cứu của Mejia (Nhật Bản) [24]3T............................................................ 58

18

3T3.3.Tính liều hấp thụ P

PF-FDG bằng OLINDA3T............................................................................................. 66

3T3.3.1.Tính liều từ dữ liệu động học của T. Hays (Mĩ)3T .............................................................................. 66

3T3.3.1.1.So sánh kết quả tính liều bằng OLINDA với các nguồn khác3T ..................................................... 66

3T3.3.1.2.Đánh giá đóng góp của beta và photon tới tổng liều3T ................................................................... 70

3T3.3.1.3.So sánh liều hiệu dụng trong chẩn đoán YHHH dùng FDG với chẩn đoán CT và X quang3T ........ 73

3T3.3.2.Tính liều từ dữ liệu động học của Nhật Bản (Mejia)3T ....................................................................... 74

3T3.3.2.1.Vai trò của việc hiệu chỉnh khối lượng trong tính liều bằng OLINDA phù hợp với từng đối tượng bệnh nhân3T ............................................................................................................................................. 74

3T3.3.2.2.Tính liều hấp thụ cho đối tượng bệnh nhân Châu Âu - Châu Mĩ, Nhật Bản và Việt Nam3T............ 78

3T3.3.3.Tính liều từ dữ liệu động học của ICRP3T ......................................................................................... 86

3TKẾT LUẬN3T .............................................................................................................................91

3TTÀI LIỆU THAM KHẢO3T ......................................................................................................93

3TPHỤ LỤC3T ................................................................................................................................97

2BDANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

A

Hoạt độ phóng xạ

Hoạt độ tích luỹ

A% D

Liều hấp thụ

Suất liều hấp thụ

D&

DF

Hệ số liều

E

Năng lượng

Tỉ lệ hoạt độ hấp thụ

f

Liều tương đương

HRT

Hằng số tỉ lệ

k

Khối lượng cơ quan

m

N

Số hạt nhân phân rã trong cơ quan nguồn

S

Giá trị S

SAF

Tỉ lệ hấp thụ riêng

SEE

Năng lượng hấp thụ hiệu dụng

φ

Tỉ lệ hấp thụ riêng

ϕ

Tỉ lệ hấp thụ

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

Thời gian bán rã sinh học

T Rb

Thời gian bán rã vật lý

T Rp

Thời gian bán rã hiệu dụng

T Re

Hằng số bán rã sinh học

Hằng số bán rã vật lý

Hằng số bán rã hiệu dụng

λe

Trọng số bức xạ

RW

Trọng số mô

WT

Các kí hiệu

CT

Các chữ viết tắt

Computed Tomography

DCPX

Dược Chất Phóng Xạ

ĐVPX

Đồng Vị Phóng Xạ

EDE

Effective Dose Equivalent

ED

Effective Dose

18

FDG

PF-FDG)

GI

Fluorodeoxyglucose (P

Gastrointestinal tract

IAEA

International Atomic Energy Agency

ICRP

International Commission on Radiological Protection

LET

Linear Energy Transfer

MIRD

Medical International Radiation Dose

PET

Positron Emission Tomography

RIDIC

Radiation Internal Dose Information Center

YHHN

Y Học Hạt Nhân

3BMỞ ĐẦU

Y học hạt nhân là chuyên ngành nghiên cứu, ứng dụng các đồng vị phóng xạ trong chẩn đoán và

điều trị bệnh. Nó phát triển cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật đặc biệt là vật lý hạt nhân, bắt

nguồn từ sự kiện Becquerel phát hiện ra hiện tượng phóng xạ năm 1896, Pierre và Marie Curie tách

được hai chất phóng xạ tự nhiên Radium và Polonium vào năm 1898, sau đó là việc tạo ra các đồng vị

phóng xạ nhân tạo từ khoảng 1940 đã tạo tiền đề cho việc chẩn đoán và điều trị bằng đồng vị phóng xạ

dựa trên nguyên lý đánh dấu Hesevy [3,40]: “cơ thể sống không có khả năng phân biệt các đồng vị của

cùng một nguyên tố nên khi đưa vào cơ thể sống các đồng vị khác nhau của cùng một nguyên tố thì

chúng tham gia vào các phản ứng sinh học và chịu sự chuyển hóa như nhau”.

Hơn nửa thế kỉ phát triển, Y học hạt nhân đã chứng minh được hiệu quả, độ an toàn và lợi ích

kinh tế của nó. Trên thế giới, mỗi ngày có hàng ngàn bệnh nhân được điều trị bằng đồng vị phóng xạ

với tỷ lệ thành công cao so với các phương pháp khác. Đóng góp của Y học hạt nhân trong chẩn đoán

là rất đáng kể với con số 40 ngàn bệnh nhân mỗi ngày [26], và đang có xu hướng tăng lên khá nhiều

cùng với sự tiến bộ của các kĩ thuật ghi đo SPECT, PET hay liên kết giữa SPECT/CT và PET/CT.

Ở nước ta, Y học hạt nhân hình thành và phát triển bắt đầu từ những năm 1960 với việc thành lập

“Đơn vị nghiên cứu phóng xạ” tại bệnh viện Bạch Mai và “Khoa phóng xạ y học” tại học viện Quân y.

Đến nay chúng ta đưa vào hoạt động lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cung cấp dược chất phóng xạ, đồng

thời có thêm khoa Y học hạt nhân của bệnh viện Chợ Rẫy và khoảng 20 cơ sở trong cả nước thực hiện

chẩn đoán cho khoảng 500 nghìn bệnh nhân [5,52], và điều trị cho hàng ngàn bệnh nhân bị các bệnh về

tuyến giáp, ung thư và khối u mỗi năm. Chúng ta có nhiều thuận lợi là được hỗ trợ từ các nước phát

triển cùng với tiến bộ của khoa học kĩ thuật, nên ngành Y học hạt nhân phát triển nhanh chóng. Tuy

nhiên những trở ngại chúng ta gặp phải là không nhỏ. Đó là nguồn dược chất phóng xạ không đủ cung

cấp trong nước nên phải nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao, vận chuyển và bảo quản khó khăn,

điều kiện để đảm bảo an toàn phóng xạ chưa đáp ứng đủ, hạn chế về nguồn tài chính, nguồn nhân lực

cũng như thiếu cơ sở có tính đồng bộ để thực hiện hết chức năng của ngành Y học hạt nhân [2].

Mục tiêu của Y học hạt nhân trong chẩn đoán là dùng đồng vị phóng xạ với vai trò là chất đánh

dấu để thăm dò, đánh giá hoạt động chức năng của các cơ quan trong cơ thể, từ đó phát hiện bệnh lý

mà không gây tác hại nào lên bệnh nhân. Còn trong điều trị, ta phải dùng liều phóng xạ tương đối lớn

dựa trên tác dụng tiêu diệt tế bào của bức xạ lên cơ thể sống để làm thay đổi chức năng hay hủy diệt tổ

chức bệnh. Tuy nhiên, tổ chức lành cũng có thể bị ảnh hưởng gây tổn hại đáng kể đến bệnh nhân nếu

việc tính toán liều không chính xác. Do đó cần tính liều cung cấp cho bệnh nhân sao cho tất cả các tổ

chức trong cơ thể tác hại không đáng kể trong chẩn đoán và các tổ chức lành không bị ảnh hưởng

nghiêm trọng khi điều trị mà vẫn đạt được hiệu quả tối ưu.

Hiện nay phương pháp tính liều chiếu trong MIRD được sử dụng bởi Ủy Ban Quốc Tế về An

Toàn Phóng Xạ ICRP là phương pháp được đánh giá cao và ngày càng phổ biến. Bên cạnh đó những

phần mềm tính liều được phát triển để giảm thiểu thời gian và độ phức tạp trong tính toán liều như

MIRDOSE, OLINDA/EXM. Trong đó OLINDA là phần mềm được tổ chức Quản lý thuốc và thực

phẩm FDA khuyến cáo sử dụng để tham khảo giá trị liều chiếu trong, từ đó đưa ra quyết định cung cấp

liều phù hợp với bệnh nhân trong chẩn đoán và điều trị. Phần mềm này hiện nay được sử dụng rộng rãi

vì những tiện ích của nó như thời gian tính liều nhanh, nhiều đồng vị phóng xạ và mô hình được đưa

vào, đồng thời cho kết quả tính liều với khá phù hợp với phần mềm tính liều MIRDOSE, đồng thời

khắc phục một số hạn chế của MIRDOSE [35].

Một vấn đề đặt ra cho nhân viên Vật lý khi tham gia vào Y học hạt nhân là tìm hiểu, áp dụng, cải

tiến các phương pháp tính liều một cách khoa học, chính xác và phù hợp với từng đối tượng bệnh nhân.

Điều này hết sức cần thiết vì việc áp dụng Y học hạt nhân trong chẩn đoán, điều trị ở Việt Nam và thế

giới còn nhiều hạn chế, vì nhiều lý do như chi phí, công sức và độ phức tạp trong việc tính liều chiếu

trong nên việc cấp liều cho bệnh nhân là theo hoạt độ cố định, mà không tính riêng cho từng trường

hợp. Điều đó sẽ dẫn tới tình trạng bệnh nhân có thể nhận một liều lớn hơn cần thiết gây ra những tổn

hại không đáng có cho các mô lành và những hậu quả lâu dài cho sức khỏe của bệnh nhân. Hoặc bệnh

nhân có thể nhận một liều thấp hơn cần thiết không mang lại hiệu quả tốt nhất trong điều trị và chẩn

đoán dẫn tới nhiều hệ lụy.

Trong điều kiện có thể, luận văn sẽ tìm hiểu và ứng dụng phần mềm OLINDA để tính liều trong

18

PF-FDG trong chẩn đoán và theo dõi tiến triển của bệnh

chẩn đoán, điều trị bằng đồng vị phóng xạ sao cho chính xác và khả thi nhất với đối tượng là bệnh nhân

Việt Nam, cụ thể là tính liều với dược chất P

ung thư – một căn bệnh đe dọa mọi quốc gia, mọi đối tượng và là nguyên nhân gây tử vong cao thứ hai

trong nhóm bệnh không lây nhiễm.

Từ mục tiêu trên, nội dung của luận văn sẽ bao gồm 3 chương. Chương 1 trình bày cơ sở lý

thuyết, bao gồm những vấn đề như nguyên lý sử dụng đồng vị phóng xạ và phương pháp MIRD tính

liều chiếu trong Y học hạt nhân, đó là các kiến thức cơ bản để khảo sát chương 2 và 3. Chương 2 sẽ tìm

hiểu phần mềm tính liều chiếu trong OLINDA/EXM với các chức năng, mô hình, giao diện và cách sử

18

PF-FDG vào cơ thể bệnh nhân để chẩn đoán và theo dõi tiến triển

dụng. Chương cuối cùng – chương 3, sẽ trình bày ứng dụng của phần mềm OLINDA tính liều chiếu

trong khi tiêm dược chất phóng xạ P

của bệnh ung thư với dữ liệu động học từ các nghiên cứu của Mĩ và Nhật Bản, từ đó hiệu chỉnh liều

cho đối tượng là người Việt Nam.

4BCHƯƠNG 1: PHƯƠNG PHÁP MIRD TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG TRONG Y HỌC HẠT NHÂN

Chương này giới thiệu nguyên lý đánh dấu phóng xạ sử dụng trong YHHN; phương pháp MIRD

tính liều chiếu trong, cách xác định hệ số hấp thụ riêng và giá trị S, đồng thời tìm hiểu các kĩ thuật ghi

10B1.1.Nguyên lý đánh dấu phóng xạ

đo và phương pháp xác định hoạt độ tích lũy.

YHHN là một chuyên ngành của y học bao gồm việc sử dụng các đồng vị phóng xạ để chẩn

đoán, điều trị bệnh và nghiên cứu y học. Việc ứng dụng các đồng vị phóng xạ này chủ yếu dựa trên hai

kĩ thuật cơ bản: kĩ thuật đánh dấu phóng xạ và dùng bức xạ phát ra từ đồng vị phóng xạ để tạo ra các

hiệu ứng sinh học mong muốn lên tổ chức sống.

Kĩ thuật trên dựa trên nguyên lý đánh dấu Hevesy [3,40]: “cơ thể sống không có khả năng phân

biệt các đồng vị của cùng một nguyên tố nên khi đưa vào cơ thể sống các đồng vị khác nhau của cùng

một nguyên tố thì chúng tham gia vào các phản ứng sinh học và chịu sự chuyển hóa như nhau”. Vì vậy

khi biết một nguyên tố hóa học hay một chất nào đó tham gia vào quá trình chuyển hóa ở một tổ chức

hoặc cơ quan nào đó cần chẩn đoán, điều trị, có thể dùng đồng vị của nguyên tố hóa học đó hoặc chất

đó được đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ và đưa vào cơ thể. Chất này sẽ di chuyển tới và tập trung tại

vị trí cần chẩn đoán, điều trị.

Các ĐVPX rất ít khi dùng dưới dạng nguyên tố mà phần lớn ở dưới dạng hợp chất hữu cơ hoặc vô

cơ. Dược chất phóng xạ là những hợp chất đánh dấu hạt nhân phóng xạ được điều chế dưới dạng thuốc

uống hoặc tiêm dùng trong chẩn đoán và điều trị. Như vậy DCPX gồm hai thành phần: dược chất dùng

để đánh dấu và nhân phóng xạ.

Việc đưa DCPX vào trong cơ thể bệnh nhân có thể thực hiện bằng hai cách:

Tiêm vào tĩnh mạch hay cho uống DCPX. Do quá trình chuyển hóa trong cơ thể, DCPX sẽ tập

trung tại cơ quan đích.

Tiêm trực tiếp vào các hốc trong cơ thể (khớp xương, hốc trong phổi,…). Dược chất phóng xạ sẽ

nằm trong các hốc đó và không tan vào máu, tức không tham gia vào quá trình trao đổi chất.

DCPX có đầy đủ tính chất và yêu cầu của một loại dược chất thông thường ngoài đặc tính phóng

xạ của nó.

Đặc điểm của một DCPX lý tưởng:

Vô khuẩn, không gây sốt

Cấu trúc ít bị phân hủy do thời gian và do pha chế

Được hấp thụ hoàn toàn, nhanh chóng và chỉ riêng cơ quan đích

Nhanh chóng và hoàn toàn đào thải ra khỏi cơ thể

Có đặc tính vật lý phù hợp với chỉ tiêu và kĩ thuật ghi đo

Tiện sử dụng và độ an toàn cao, tính kinh tế cao

Được cung cấp thuận lợi, nhanh chóng, nồng độ ít thay đổi.

Khi đưa dược chất phóng xạ vào cơ thể, bức xạ do nó phát là một con dao hai lưỡi. Một mặt nó

gây ra những hiệu ứng sinh học mong muốn lên tổ chức sống như tiêu diệt các tổ chức bệnh lý trong cơ

thể khi điều trị; hay hấp thụ mạnh trong cơ quan cần chẩn đoán, trải qua quá trình sinh hóa để xác định

cơ quan đó có bị rối loạn chức năng hay không. Mặt khác nó gây ra những ảnh hưởng nhất định lên các

tổ chức lành và gây ra những hiệu ứng lâu dài làm tổn hại sức khỏe của bệnh nhân. Do đó cần có

phương pháp xác định liều cấp cho bệnh nhân, đặc biệt là liều hấp thụ để vừa đảm bảo hiệu quả chẩn

đoán, điều trị, vừa đảm bảo an toàn cho bệnh nhân. Liều hấp thụ gây bởi nguồn đặt bên trong cơ thể

11B1.2.Phương pháp MIRD tính liều chiếu trong

được gọi là liều chiếu trong (internal dose).

Hiện nay việc tính liều chiếu trong trong YHHN chủ yếu sử dụng các kĩ thuật, phương trình và

các nguồn dữ liệu được phát triển bởi Ủy ban MIRD (Medical Internal Radiation Dose) của Mỹ [32,

33].

MIRD sử dụng hệ thống các kí hiệu và đại lượng để tính liều hấp thụ trong cơ quan bia từ phân rã

phóng xạ trong cơ quan nguồn. Những tính toán này phụ thuộc:

Năng lượng phát ra trong mỗi phân rã phóng xạ

Khối lượng của các cơ quan

Chu kì phân rã vật lý và sinh học

Mô hình toán học chuẩn (phantom) và mô hình sinh – động học chuẩn

Phần mềm máy tính, trước đây là MIRDOSE, hiện giờ dùng OLINDA

Bảng tính liều ứng với một đơn vị hoạt độ ban đầu của các DCPX khác nhau

Để đảm bảo an toàn trong sử dụng dược chất phóng xạ đưa vào cơ thể, điều cần thiết là cần xác

định liều hấp thụ mà bệnh nhân nhận được bao nhiêu. Nó không được đo trực tiếp mà được tính toán từ

những giả định và những quy trình chuẩn, dựa trên các phantom (vật giả người) hay các mô hình toán

học mô tả cơ thể người.

Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu những khái niệm cơ bản, phương trình cơ bản và các kỹ thuật sử

22B1.2.1.Các khái niệm cơ bản

dụng trong phương pháp MIRD.

Phương pháp MIRD được sử dụng để tính liều hấp thụ của vùng hay cơ quan nhận bức xạ từ cơ

quan hoặc vùng phát bức xạ. Vùng hay cơ quan nhận bức xạ được gọi là vùng bia hay cơ quan bia, kí

hiệu rRk R, gọi tắt là bia. Vùng hay cơ quan phát bức xạ được gọi là vùng nguồn hay cơ quan nguồn, kí

hiệu rRh R, gọi tắt là nguồn [31]. Bia và nguồn có thể là hai cơ quan riêng biệt và cũng có thể trùng nhau.

Các DCPX được đưa vào cơ thể người qua đường chích hay uống, đến tập trung tại các cơ quan và phát

bức xạ. Mục đích của việc tính liều là xác định liều hấp thụ tại các cơ quan bia khi biết sự phân bố

DCPX tại các cơ quan nguồn.

Dạng hình học của các cơ quan bia và cơ quan nguồn được mô phỏng bằng mô hình giải phẫu

chuẩn gọi là phantom MIRD.

Hình 1.1. Hình ảnh bên ngoài của phantom MIRD [32]

Liều hấp thụ tại bia phụ thuộc vào các tính chất của bức xạ như năng lượng, khối lượng, điện tích

và quan trọng nhất là quãng chạy trong mô. Để đơn giản, bức xạ được chia làm 2 loại [32]:

Loại bức xạ xuyên thấu là những bức xạ có khả năng đi được quãng đường dài trước khi tương tác

và mất năng lượng, nghĩa là có quãng chạy dài. Những bức xạ được xem là bức xạ xuyên thấu là

photon có năng lượng lớn hơn 10 keV.

Loại bức xạ không xuyên thấu là những bức xạ bị suy giảm dễ dàng, năng lượng của nó bị hấp thụ

ở khoảng cách ngắn so với nơi nó phát ra, nghĩa là có quãng chạy ngắn. Loại này gồm bức xạ alpha,

bêta, electron và photon năng lượng nhỏ hơn 10 keV.

Bảng 1.1. Tính chất của các bức xạ phát ra từ dược chất phóng xạ [39]

Loại bức xạ Khối Quãng Điệ Loại

lượng n tích năng lượng chạy trong mô

tương đối mềm

µm

7,400 +2 4- α

+ βP

P

8MeV 1 +1 mm

- βP

<2MeV 1 -1 mm

<2MeV Electron biến hoán 1 -1 mm

<2MeV Electron auger 1 -1 mm

<50Ke Tia X 0 0 mm đến V cm Tia gamma 0 0

<80Ke cm đến m V

<2MeV

Bảng 1.2. Những kí hiệu, đại lượng và đơn vị sử dụng trong MIRD [39]

Kí Đại lượng Đơn vị thường Đơn vị trong

hiệu dùng hệ SI

A

Hoạt độ phóng xạ Ci Bq

Hoạt độ tích lũy Ci-h Bq-s

A%

Liều hấp thụ rad (100erg/s) Gy (1J/kg) D

D&

Suất liều hấp thụ rad/s Gy/s

H Liều tương đương Rem Sv

H&

Suất liều tương đương rem/s Sv/s

Liều trung bình trên một đơn vị Gy/Bq-s S rad/ Ci hµ −

hoạt độ tích lũy

Năng lượng trung bình trên một kg-Gy/Bq-s g-rad/ Ci hµ −

τ

đơn vị hoạt độ tích lũy

h

Thời gian lưu trú s

iE

eV Năng lượng ứng với hạt i J (cả eV)

in

Tần suất phát hạt i

Tỷ lệ hấp thụ

ϕ

-1

-1 gP

Tỷ lệ hấp thụ riêng kgP

φ

g

m

kg

Khối lượng cơ quan

s

h

*T

Thời gian bán rã

-1 hP

-1 sP

λ∗

Hằng số phân rã

- T và λ có thể là thời gian bán rã và hằng số phân rã vật lý, sinh học hoặc hiệu dụng.

Ý nghĩa của một số đại lượng:

Hoạt độ phóng xạ A là đại lượng đặc trưng cho mỗi loại hạt nhân về tốc độ phân rã.

t

2

t

)

A t dt ( )

Hoạt độ tích lũy A% tại một cơ quan nguồn trong khoảng thời gian từ tR1 R đến tR2 R được xác định bởi:

% A t ( 1

2

= ∫

t 1

(1.1)

Hoạt độ tích lũy là tổng số phân rã xảy ra trong khoảng thời gian từ t R1 R đến tR2 Rtrong cơ quan

nguồn mà ta quan tâm. Nó tương ứng với phần diện tích dưới đường cong diễn tả hoạt độ A(t) theo thời

gian.

Với tR1 R, tR2 R là thời điểm bắt đầu và kết thúc của khoảng thời gian quan tâm.

Hình 1.2. Đường cong hoạt độ thời gian [31]

Hoạt độ tích lũy là đại lượng phụ thuộc quá trình trao đổi chất của cơ thể và đặc điểm của đồng vị

phóng xạ, tức phụ thuộc vào cả hai yếu tố vật lý và sinh học.

Liều hấp thụ D là lượng năng lượng được hấp thụ từ bức xạ ion hóa trong một đơn vị khối lượng

vật chất :

D = E/m (1.2)

Trong đó, E là năng lượng hấp thụ trong khối vật chất quan tâm, m là khối lượng của khối vật

chất đó.

PGy.

-2 Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị rad: 1 rad = 10 P

Đơn vị liều hấp thụ trong hệ SI là gray (Gy): 1Gy = 1J/kg

Suất liều hấp thụ D&là liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian. Đơn vị là Gy/s hay rad/s.

Liều tương đương H gây bởi một loại bức xạ lên cơ thể sống là tích số giữa liều hấp thụ và một

hệ số đặc trưng cho loại bức xạ đó, hệ số này không có đơn vị và được gọi là hệ số chất lượng W RRR .

(1.3) Đơn vị của H H = WRRR.D

trong hệ SI là sievert (Sv) hoặc rem: 1Sv = 100 rems.

Suất liều tương đương H&là liều tương đương hấp thụ trong một đơn vị thời gian. Đơn vị là Sv/s

hoặc rem/s

Năng lượng trung bình trên một đơn vị hoạt độ tích lũy ∆ : trong quá trình phân rã hạt nhân có

nhiều loại hạt được phát ra, tần suất phát mỗi loại hạt trên một phân rã là nRiR, với năng lượng trung bình

là ERiR, khi đó ta có:

R

R

∆ = i

k n E . i i

(1.4) Với k

E

là hệ số phụ thuộc đơn vị, trong hệ SI, k = 1.

n E .i i

= ∑

i

∆ =

k E .

Và (1.5)

i

∆ =∑

i

Suy ra

Liều trung bình trên một đơn vị hoạt độ tích lũy S là một đại lượng không phụ thuộc thời gian,

=

S

được xác định bởi:

∆∑ φ i i

i

(1.6)

Thời gian lưu trú τ của mỗi nhân phóng xạ ở một cơ quan nguồn được định nghĩa là tỉ số giữa

τ =

% A A 0

hoạt độ tích lũy tại cơ quan nguồn đó và hoạt độ ban đầu AR0 R :

(1.7)

Hoạt độ tích lũy trong cơ quan nguồn r Rh R bằng tích của hoạt độ ban đầu AR0 R và thời gian lưu trú τ,

tức bằng với hoạt độ tích lũy tới thời điểm τ khi AR0 R không bị suy giảm do quá trình phân rã vật lý hay

sinh học, nên τcòn được gọi là là thời gian sống hiệu dụng hay thời gian sống trung bình của hoạt độ

ban đầu AR0 R.

Vì hoạt độ tích lũy phụ thuộc hai yếu tố phân rã vật lý và phân rã sinh học nên thời gian lưu trú

cũng phụ thuộc hai yếu tố này.

Tỉ lệ hấp thụ ϕ đối với một cơ quan bia là tỉ số giữa phần năng lượng hấp thụ trong cơ quan bia

và toàn bộ năng lượng phát ra từ cơ quan nguồn.

Tỉ lệ hấp thụ riêngφ là hệ số hấp thụ trên một đơn vị khối lượng của cơ quan bia.

Chu kì bán rã T và hằng số phân rã λ : dược chất phóng xạ khi đưa vào cơ thể, ngoài quá trình

phân rã vật lý, còn có thể bị mang đi khỏi mô do quá trình trao đổi chất của cơ thể, nghĩa là bị phân rã

sinh học. Vì thế ta trong tính toán ta phải dùng hằng số phân rã hiệu dụng eλ , là tổng của hằng số phân

+

=

rã sinh học bλ , và hằng số phân rã vật lý pλ :

λ λ λ b p

e

(1.8)

=

+

1 T

1 T e

1 T b

p

Do đó chu kì bán hủy hiệu dụng TRe Rsẽ là:

=

T e

(1.9)

× T T +

p T

b T b

p

Hay

23B1.2.2.Phương pháp MIRD cơ bản

Với TRb Rlà chu kì bán rã sinh học và TRp R là chu kỳ bán rã vật lý.

Trong phương pháp MIRD, người ta giả thiết rằng sự phân bố dược chất phóng xạ trong cơ quan

nguồn là đồng nhất [39]. Các đồng vị phóng xạ tập trung trong cơ thể phát ra bức xạ đẳng hướng,

những vị trí gần nơi tập trung nhân phóng xạ sẽ nhận được liều cao hơn những vị trí xa.

Để tính liều hấp thụ ta dựa vào lượng dược chất phóng xạ cung cấp cho cơ thể bệnh nhân, loại

phóng xạ, đặc điểm nguồn và bia. Ta xét trường hợp đơn giản nhất, khi nguồn và bia trùng nhau và thể

tích bia lớn so với quãng chạy của bức xạ đủ để bia hấp thụ hết năng lượng bức xạ do nguồn phát ra.

Đầu tiên ta sẽ tính suất liều hấp thụ.

Suất liều hấp thụ

Vì suất liều hấp thụ là năng lượng hấp thụ trong một đơn vị thời gian của một đơn vị khối lượng

vật chất, nó thay đổi theo hoạt độ phóng xạ trong một đơn vị khối lượng của vật chất hấp thụ và năng

lượng phát ra do sự biến đổi hạt nhân. Chẳng hạn một mô có kích thước rất lớn, tất cả năng lượng phát

ra đều được hấp thụ, vì vậy nếu chúng ta xác định được năng lượng phát ra trong một đơn vị thời gian,

chúng ta sẽ biết được năng lượng hấp thụ trong một đơn vị thời gian.

'

=

Năng lượng phát xạ trong một đơn vị thời gian được tính bằng công thức:

pxE t

n E . t n

(1.10)

Trong đó ERpxR/t là năng lượng phát xạ trên một đơn vị thời gian

n/t là số phân rã hạt nhân trên một đơn vị thời gian

E = E’/n là năng lượng trên một phân rã

Vì hoạt độ phóng xạ là số dịch chuyển hạt nhân trên một đơn vị thời gian, nên công thức trên

=

A E .

được viết lại thành:

pxE t

(1.11)

Vì đang xét trường hợp năng lượng phát xạ được hấp thụ hết trong vật chất nên năng lượng hấp

=

k

.

E .

thụ bằng năng lượng phát xạ, suy ra suất liều hấp thụ:

A m

htE t m .

(1.12)

=& D k

.

.

E

Trong đó ERhtR/t.m chính là suất liều hấp thụ

A m

(1.13) Suy ra

Với k là hệ số tỉ lệ, có giá trị phụ thuộc vào đơn vị sử dụng. Ví dụ, để tính suất liều theo đơn vị

rad/h nếu A có đơn vị là μCi và m là g, E là MeV trên một phân rã, thì k sẽ có giá trị là 2,13 và được

1

Ci

s

rad 1

4

6

=

×

3, 7.10

E MeV

(

rad h

s µ Ci

3600 h

erg MeV

 & D  

  

  

  

 ) 1, 6.10  

 µ A  m g 

     

  

100

erg g

        

     

=

2,13.

E .

rad h

A m

 & D  

  

xác định như sau:

(1.14)

∆ =

=

k E .

Như đã biết ở trên, năng lượng trung bình phát ra trong mỗi phân rã là một hằng số, tích số k.E

i

∆∑

i

=

& D

∆ = .

được ký hiệu là Δ trong công thức của MIRD:

i

∆∑ .

A m

A m

i

(1.15) Suy ra

Công thức này được áp dụng trong trường hợp nguồn và bia trùng nhau và bia có kích thước đủ

lớn để có thể hấp thụ hết năng lượng do nguồn phát ra.

Từ công thức tính suất liều cho trường hợp đơn giản nguồn trùng bia, ta cần thiết lập một công

thức tính suất liều tổng quát hơn cho cả trường hợp nguồn và bia không trùng nhau hoặc khi nguồn và

bia trùng nhau nhưng thể tích của bia không đủ lớn để hấp thụ hết năng lượng bức xạ do nguồn phát ra.

Khi đó ta mở rộng công thức ở trên bằng cách bổ sung vào công thức một hệ số tỉ lệ hấp thụ ϕ - cho

biết tỉ lệ giữa phần năng lượng hấp thụ tại bia so với toàn bộ năng lượng phát ra từ nguồn.

)

∆ .

ϕ . (

)

(

)

Suất liều hấp thụ trong trường hợp này được xác định như sau:

& ( D r k

← = r h

r k

← = r h

ϕ . i

r k

i

r h

∑ .

i

A h m k

A h m k

(1.16)

)

(

)

Có thể biểu diễn qua hệ số tỉ lệ hấp thụ riêngφ:

& ( D r k

← = r h

A h

φ . i

r k

i

r h

∑ .

i

)

(1.17) Với

r←& ( D r k

h

là suất liều hấp thụ tại cơ quan bia rRk R từ cơ quan nguồn rRh R,

ARh R là hoạt độ tại cơ quan nguồn,

i∆ là năng lượng trung bình trên một phân rã của loại bức xạ thứ i,

ϕ

iR(rRk R←rRh R) là tỉ lệ hấp thụ đối với loại bức xạ thứ i,

R

φ

iR(rRk R←rRh R) là tỉ lệ hấp thụ riêng đối với loại bức xạ thứ i,

R

mRk R là khối lượng bia,

(rRk R ← rRh R) để chỉ rằng bức xạ từ nguồn rRh R đến bỏ năng lượng trong bia rRk R.

Thông tin về loại bức xạ và năng lượng phát ra từ các nhân phóng xạ dùng trong YHHN thường

được biết rất rõ, do đó ΔRiR thường được xem như đã biết, khối lượng của cơ quan bia mRk R có thể được đo

hay ước lượng dựa trên các phép chẩn đoán hình ảnh, hoạt độ ARh R trong các cơ quan nguồn cũng có thể

được xác định từ các phép chẩn đoán hình ảnh YHHN. Việc tính các hệ số tỉ lệ hấp thụ φRiR là một trong

những nhiệm vụ chính của phương pháp MIRD.

Tỉ lệ hấp thụ và tỉ lệ hấp thụ riêng ứng với từng mức năng lượng của từng loại bức xạ và ứng với

cặp nguồn bia xác định được tính và cho ở bảng dữ liệu của MIRD5 [32]. Đối với bức xạ không xuyên

thấu, tất cả năng lượng được xem như hấp thụ hết trong cơ quan chứa nguồn và không gây ảnh hưởng

1φ= , khi nguồn và bia

0φ= . Đối với bức xạ xuyên thấu, chỉ một phần năng lượng bức xạ từ cơ quan

tới các cơ quan khác, nên tỉ lệ hấp thụ tại bia khi nguồn và bia trùng nhau là

không trùng nhau là

nguồn được hấp thụ trong cơ quan bia, một phần sẽ thoát ra khỏi cơ thể, nên tỉ lệ hấp thụ sẽ nằm trong

khoảng từ 0 đến 1.

(

)

Hình 1.3. Tính hấp thụ trong mô khác nhau giữa photon và electron, alpha [39]

φ∆ . i i

r k

r h

i

(

)

là hằng số, Đối với đồng vị phóng xạ cho trước và cặp nguồn – bia cho trước thì

φ∆ . i i

r k

r h

i

)

(

)

)

khi đó ta đặt S = , và công thức tính suất liều hấp thụ có thể viết gọn hơn:

& ( D r k

← = r h

A h

φ . i

r k

i

← = r h

A S r . ( k

h

r h

∑ .

i

(1.18)

Đa số các trường hợp liều hấp thụ mà một cơ quan bia nhận được là do năng lượng bức xạ từ một

=

)

(

)

số cơ quan nguồn phát tới. Khi có nhiều nguồn h phát bức xạ tới bia ta có công thức tổng quát:

& ( D r k

φ . i

r k

i

r h

∑ ∑ A . h

h

i

=

)

)

& ( D r k

A S r . ( k

h

r h

(1.19)

h

Hay (1.20)

Đây là hai công thức dùng để xác định suất liều hấp thụ tại cơ quan bia kr do năng lượng từ một

hA và tỉ lệ hấp thụ riêng φ hay hệ số S.

số cơ quan nguồn chiếu tới khi biết hoạt độ phóng xạ tại nguồn

Sau khi xác định được suất liều hấp thụ, ta đi thiết lập công thức tính liều hấp thụ.

Liều hấp thụ

Nếu hoạt độ của nguồn không đổi trong suốt thời gian mà ta quan tâm, liều hấp thụ có thể được

=

×& D D t

tính:

(1.21)

Với t là thời gian tình liều. Nếu suất liều có đơn vị là rad/h, thời gian có đơn vị là h, thì liều hấp

thụ sẽ có đơn vị là rad.

Nếu hoạt độ của nguồn thay đổi, liều hấp thụ sẽ được tính bằng cách lấy tích phân suất liều hấp

D

D t dt ( )

thụ theo thời gian:

= ∫ &

0

(1.22)

=

=

(

.

D

( ) A t h

φ . i

r k

i

). r dt h

( ). A t S dt h

i

h

0

0

(1.23)

D S

( ). A t dt

h

= ∑∫

h

0

Thường thì S không thay đổi trong khoảng thời gian quan tâm, nên:

A t dt ( ).

(1.24)

= ∫% A

0

Đồng thời ta có (1.25)

Vì tích phân của một đường cong liên tục sẽ bằng diện tích của phần dưới cong, nên hoạt độ tích lũy A%có thể được tính trực tiếp bằng việc đo phần diện tích phía dưới đường cong hoạt độ theo thời gian. Tích phân này cũng có thể được tính xấp xỉ bằng phương pháp hình thang hay bằng một đường

cong làm khớp khác.

Phương trình liều hấp thụ tại cơ quan bia k do nhận được bức xạ phát ra từ tất cả các cơ quan

=

)

)

( D r k

. ( A S r k

h

r h

nguồn h có thể được viết là:

∑ %

h

(1.26)

Khi xác định được liều hấp thụ ước lượng cho các cơ quan và liều cần thiết để chẩn đoán hoặc

điều trị, ta tính được lượng dược chất phóng xạ (hoạt độ ban đầu AR0 R) cần cung cấp sao cho đạt được

hiệu quả sử dụng dược chất phóng xạ cao nhất mà vẫn đảm bảo an toàn phóng xạ cho bệnh nhân.

Thời gian lưu trú của một đồng vị phóng xạ trong cơ quan nguồn có thể được dùng để thay thế

τ =

% hA A 0

cho hoạt độ tích lũy khi tính liều hấp thụ cho cơ quan bia.

(1.27)

Thời gian lưu trú phụ thuộc vào cả phân rã vật lý và phân rã sinh học. Khi sử dụng đại lượng này,

công thức tính liều hấp thụ trở thành:

=

)

)

D r ( k k

S r ( k

r h

A 0

∑ τ h

h

(1.28)

=

=

)

D k

. ( S r k

r h

Có thể tính liều hấp thụ trên một đơn vị hoạt độ ban đầu cung cấp cho bệnh nhân:

∑ τ h

h

D k A 0

(1.29)

Liều tương đương và liều hiệu dụng

Liều tương đương H là tích số giữa liều hấp thụ D trong mô và một hệ số đặc trưng cho loại bức

=

H W D

.R

xạ đó được gọi là hệ số chất lượng,WRR R :

(1.30)

=

H Sv W D Gy

(

(

)

.

)

R

Đơn vị của liều tương đương trong hệ SI là Sievert (Sv):

(1.31)

= H rem W D rad

(

)

(

.

)

R

Ngoài ra người ta cũng thường dùng đơn vị rem (1Sv = 100rem):

(1.32)

Liều tương đương được dùng khi khi một cơ quan hay một mô riêng rẽ bị chiếu xạ. Khi chịu cùng

một liều tương đương, các cơ quan và mô khác nhau trong cơ thể có thể chịu những mức độ tổn thương

khác nhau, do đó độ nhạy bức xạ sẽ khác nhau. Độ nhạy này được đặc trưng bởi một hệ số gọi là trọng

số mô, WRT R.

ED

W H .T

T

= ∑

T

Trong trường hợp toàn thân bị chiếu, người ta dùng liều hiệu dụng:

(1.33)

Liều hiệu dụng và liều tương đương có cùng thứ nguyên với liều hấp thụ nhưng người ta dùng

12B1.3.Nguồn dữ liệu tính liều chiếu trong

đơn vị Sievert để tránh nhầm lẫn.

Từ công thức tổng quát tính liều hấp thụ MIRD, ta thấy liều hấp thụ phụ thuộc vào hai yếu tố: yếu

tố động học và yếu tố vật lý. Do đó để tính liều hấp thụ cần xác định đầy đủ hai yếu tố này:

Yếu tố động học, đây là yếu tố phụ thuộc thời gian, được thể hiện trong đại lượng hoạt độ tích lũy

hoặc thời gian lưu trú. Yếu tố này phụ thuộc vào đặc điểm của quá trình tích tụ và phân rã hoạt độ

phóng xạ trong vùng nguồn, nghĩa là phụ thuộc vào thời gian bán rã vật lý và thời gian bán hủy sinh

học.

Yếu tố vật lý, đây là yếu tố độc lập thời gian, thể hiện trong giá trị S. Yếu tố này phụ thuộc vào

loại bức xạ và năng lượng bức xạ phát ra; kích cỡ, hình dạng và khoảng cách của vùng nguồn và bia;

24B1.3.1.Tỉ lệ hấp thụ riêng và giá trị S

thành phần cấu tạo của môi trường hấp thụ và môi trường trung gian.

Để tính tỉ lệ hấp thụ riêng φ hay giá trị S, người ta sử dụng ba kĩ thuật chính: các code vận chuyển

Monte Carlo, kĩ thuật tính tổng nhân liều tại một điểm và kĩ thuật xác định giá trị S voxel. Áp dụng các

kĩ thuật tính này MIRD đã đưa ra các bảng giá trị cho φ và S (MIRD5 và MIRD11) [32,33] .

Tuy nhiên hạn chế của giá trị S là chỉ cho phép tính liều trung bình của một cơ quan bia trên một

đơn vị hoạt độ tích lũy của nhân phóng xạ phân bố đồng đều trong một cơ quan nguồn. Khi nguồn

không được xem là phân bố đồng đều thì những đánh giá này chỉ gần đúng. Ngoài ra, những giá trị tính

toán của S cho ở bảng dữ liệu của MIRD11 [33] là đối với các cơ quan của của một người có khối

lượng 70 kg. Đối với trường hợp khối lượng khác thì cần phải có cách tính thích hợp, gọi là kỹ thuật

tính theo tỉ lệ (scaling). Kĩ thuật này sẽ được sử dụng trong chương trình OLINDA sẽ trình bày ở

chương sau.

Khi áp dụng các giá trị S của MIRD, cần chú ý những tính toán này được thiết lập dựa trên một

phantom chuẩn đại diện cho một người duy nhất, nên một bệnh nhân cụ thể nào cũng có sự khác biệt ít

25B1.3.2.Hoạt độ tích lũy

nhiều so với phantom. Do đó cần có sự hiệu chỉnh để tính liều chính xác hơn.

Lựa chọn dữ liệu đầu vào có chất lượng cho mô hình động học của dược chất phóng xạ là rất quan

trọng vì nó quyết định đến tính xác của việc tính liều chiếu trong.

Dữ liệu nghiên cứu động học thường lấy từ hai nguồn:

Những nghiên cứu trên động vật

Những nghiên cứu trên con người

Để thiết kế và thực hiện tốt một nghiên cứu động học, cần thu thập những dữ liệu chính xác và

đầy đủ, đồng thời trình bày dữ liệu theo những đơn vị thích hợp. Dữ liệu cơ bản cần thiết đó là: tỷ lệ

hoạt độ ban đầu trong những cơ quan nguồn quan trọng và các mẫu chất bài tiết (phân/nước tiểu).

Những dữ liệu này được thu thập từ những nghiên cứu động vật và con người. Trong cả hai nghiên cứu

trên cần phải lấy đủ mẫu để đặc trưng cho việc phân phối và tích tụ dược chất phóng xạ trong cơ thể.

Nghiên cứu động vật

Trong một nghiên cứu động vật, dược chất phóng xạ được đưa vào một số động vật, mà sau đó

sẽ chết ở những thời điểm khác nhau, các cơ quan hấp thụ dược chất phóng xạ và được tính hoạt độ

(hoặc được ghi hình). Một phương pháp của phép ngoại suy từ dữ liệu động vật ra con người là phương

pháp % kg/g của Kirschner và đồng sự [35]. Trong phương pháp này, dữ liệu cần xác định trong các cơ

quan bộ phận là % hoạt độ tiêm trong mỗi gam mô, và phải biết khối lượng toàn cơ thể của động vật.

Sau đó ngoại suy ra cho con người tương ứng với khối lượng các cơ quan và khối lượng toàn cơ thể

g

=

)

( x kg

x

t

con người, như sau:

% g

cq kg

% cq

cq

t

  

  

  

  

n

n

   

   

   

   

v

(1.34)

Với cq là cơ quan, gRcq R là khối lượng cơ quan tính theo g, kgRt R là khối lượng toàn thân tính theo kg,

v ứng với động vật , n ứng với con người [35].

Nghiên cứu con người

Trong các nghiên cứu con người, dữ liệu được thu thập từ thiết bị ghi hình định lượng như

Gamma Camera, PET, SPECT sử dụng trong YHHN.

Ngay khi cung cấp dược chất phóng xạ vào cơ thể phải thực hiện đo lường hoạt độ trong vùng

nguồn máy ghi đo. Kết quả thu được của đường cong hoạt độ đối với mỗi vùng nguồn có thể được

phân tích bằng những kĩ thuật khác nhau để xác định hoạt độ tích lũy hay thời gian lưu trú của dược

chất phóng xạ ở vùng nguồn.

Quá trình này ngoài việc sử dụng các thiết bị ghi đo còn phải kết hợp với một số phương pháp để

tính hoạt độ tích lũy.

31B1.3.2.1.Các thiết bị ghi đo

Các thiết bị ghi đo sử dụng trong YHHN gồm các thiết bị ghi hình và không ghi hình, các thiết bị

này nhằm cung cấp dữ liệu hoạt độ trong vùng nguồn và hình ảnh phân bố của vùng nguồn, tùy mục

đích sử dụng để lựa chọn máy ghi đo phù hợp.

Các máy đo không ghi hình như buồng ion hóa, ống đếm Geiger – Muller, detector nhấp nháy

NaI. Các máy ghi hình định lượng như máy ghi hình nhấp nháy Gamma Camera, máy ghi hình cắt lớp

phát xạ đơn photon SPECT, máy ghi hình cắt lớp phát xạ positron PET [7,40,28]. Sau đây chúng ta tìm

hiểu một số kĩ thuật ghi hình định lượng:

Ghi hình nhấp nháy Gamma Camera: là phương pháp ghi hình phẳng thông thường nhất dùng

để định lượng hoạt độ phóng xạ là ghi hình ở hai phía đối diện nhau kết hợp với dữ liệu truyền qua đối

tượng và một hệ số chuẩn hệ thống. Phương pháp này chính xác nhất đối với sự phân bố DCPX trong

một vùng hoặc trong những vùng phân biệt, không chồng lên nhau. Để xác định hoạt độ tuyệt đối cần

phải xác định những vùng quan tâm tương ứng của các vùng nguồn và phải phân biệt chúng với những

vùng lân cận hoặc hoạt độ phông.

Ghi hình cắt lớp phát xạ đơn photon SPECT: trong ghi ảnh phẳng, hoạt độ tích lũy ở những

vùng nằm sau hay những vùng nằm trước vùng quan tâm cũng như sự phân bố không đồng nhất của

phông nền có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo. Phép ghi hình cắt lớp SPECT cho phép

khắc phục nhược điểm này. Kĩ thuật ghi ảnh SPECT có thể xác định độ tập trung hoạt độ ở các vùng

khác nhau trong cơ thể. Mặc dù có một vài nguyên nhân làm cho độ chính xác bị hạn chế, nhưng nói

chung kĩ thuật SPECT là ưu việt hơn so với việc ghi cặp ảnh phẳng trong việc phân biệt hoạt độ trong

vùng nguồn và trong các vùng lân cận.

Ghi hình cắt lớp phát xạ positron PET: định lượng thường chính xác hơn SPECT, chủ yếu là do

có thể hiệu chỉnh suy giảm dễ hơn. PET còn được dùng để đo hoạt độ của những nguồn phát positron,

nhằm mô phỏng những nhân phóng xạ khác có số nguyên tử cùng loại để phục vụ cho việc đánh giá

32B1.3.2.2.Phương pháp tính hoạt độ tích lũy

liều với giả định rằng các đồng vị thì có cùng hoạt động sinh động học.

Phải thu thập một hệ các phép đo đặc trưng cho quá trình tích tụ và bài tiết. sau đó phân tích các

phép đo này để xây dựng một mô hình động học khả thi – dùng để ước lượng hoạt độ tích lũy à cho

từng khu vực nguồn quan trọng. Các phương pháp phân tích để xác định à như [35]:

Tích phân trực tiếp

Có thể lấy tích phân trực tiếp những giá trị đo lường hoạt độ thực bằng một số phương pháp, nó

không cho nhiều thông tin nhưng cho phép tính τ dễ dàng hơn. Phương pháp thông thường được sử

dụng đó là phương pháp hình thang.

Phân tích bình phương tối thiểu

Đường cong đặc trưng cho dữ liệu được biểu diễn bằng các biểu thức toán học mà có thể được

lấy tích phân trực tiếp. Cách tiếp cận phổ biến nhất là biểu diễn một tập các dữ liệu bằng các số hạng

mũ, các số hạng mũ này có thể dễ dàng lấy tích phân. Nói chung, phương pháp tiếp cận này là để giảm

thiểu tổng khoảng cách giữa các điểm dữ liệu bằng các đường cong đã được làm khớp. Đường cong

ta

tb

tc

+

+

=)(

tA

Ae

Be

Ce

này sẽ có dạng:

(1.35)

=

+

+

dt

tA )(

Lấy tích phân biểu thức trên với cận từ không đến vô cùng, ta được hoạt độ tích lũy:

A a

B b

C c

0

(1.36)

Mô hình buồng [8,29,35]

Để tìm hiểu đặc điểm và hoạt động của một cơ thể sống, có thể mô tả cơ thể như một nhóm các

buồng liên kết với nhau qua hệ số tốc độ chuyển hóa. Tính à của mỗi buồng là đi giải một hệ phương

trình vi phân mô tả sự chuyển hóa của chất đánh dấu giữa các buồng và sự đào thải của nó khỏi cơ thể.

Đường cong hoạt độ theo thời gian là tổng của các số hạng mũ, nhưng không thu được bằng phương

pháp bình phương tối thiểu ứng với mỗi buồng mà bằng cách thay đổi hệ số tốc độ chuyển hóa giữa các

buồng cho đến khi dữ liệu khớp với mô hình.

Một mô hình buồng bao gồm một số buồng giới hạn ứng với tốc độ chuyển hóa vật chất giữa các

buồng. Hình sau là một mô hình buồng cụ thể gồm 4 buồng, mỗi buồng được đại diện bằng một hình

tròn. Sự chuyển hóa của vật chất giữa các buồng được biểu diễn bằng mũi tên, có thể hai buồng trao

đổi qua lại với nhau như buồng 1 và buồng 2, hay buồng 2 và buồng 3; cũng có thể các buồng trao đổi

một chiều với nhau như giữa buồng 1 và buồng 3, hay buồng 3 và buồng 4; buồng 1 với môi trường

bên ngoài.

λ21

1

2

λ12

λ32

λ23

λ01

λ13

4

3

λ43

Hình 1.4. Mô hình buồng gồm các buồng khác nhau, mỗi buồng được đại diện bằng một hình tròn

[29]

Mô hình buồng được mô tả bằng một hệ các phương trình vi phân. Mỗi phương trình mô tả tốc độ

chuyển hóa của các hạt trong một buồng, nó là một hàm theo thời gian. Chẳng hạn với mô hình buồng

1

= −

+

+

.

.

.

f

.

f

λ 01

f 1

λ 21

f 1

λ 12

2

λ 13

3

df dt

đang xét, ta có một hệ phương trình vi phân:

(1.37)

= +

+

.

.

f

.

f

.

f

λ 21

f 1

λ 12

2

λ 32

2

λ 23

3

df 2 dt

= +

.

f

.

f

.

f

.

f

λ 32

2

λ 13

3

λ 23

3

λ 43

3

df 3 dt

(1.38)

λ= + 43

f 3.

df 4 dt

(1.39)

(1.40)

Trong đó:

fRi R(i= 1, 2, 3,…) đặc trưng cho lượng chất đánh dấu trong buồng thứ i, nó là hàm theo thời gian

fRiR(t), thường được xem là tỉ lệ của lượng chất đánh dấu ban đầu.

-1 buồng thứ i sang buồng thứ j trong một đơn vị thời gian, có đơn vị là sP

P.

λRijR là hệ số tỉ lệ đặc trưng cho tốc độ chuyển hóa, nó là tỉ lệ chất đánh dấu được chuyển hóa từ

λR0jR là hệ số tỉ lệ đặc trưng cho tốc độ chuyển hóa bên ngoài mô hình.

Như vậy λRijR.fRiR đặc trưng cho lượng chất đánh dấu được chuyển từ buồng thứ j sang buồng thứ i tại

thời điểm t.

=

+

f

f

f

.

.

+ − ...

.

.

...

λ i1

f 1

λ i2

2

λ 2

λ 1 i

i

i

i

Từ trường hợp trên, có thể đưa ra một phương trình tổng quát:

df i dt

(1.41)

(i = 1, 2, 3…, n)

Hệ phương trình vi phân trên phụ thuộc vào điều kiện ban đầu f RiR(0), là lượng chất đánh dấu trong

mỗi buồng tại thời điểm ban đầu đặc trưng cho động học của chất đánh dấu trong mô hình. Ví dụ trên

ứng với điều kiện ban đầu fR1 R(0)=1, f R2 R(0)=0, fR3 R(0)=0, fR4 R(0)=0. Giải hệ phương trình vi phân trên ta được

fR1 R(t), fR2 R(t), …, fRn R(t), các đại lượng này là hàm phụ thuộc thời gian, xác định lượng chất đánh dấu trong

mỗi buồng.

Giả sử quá trình động học giữa các buồng là tuyến tính, nghĩa là lượng chất đánh dấu di chuyển ra

ngoài buồng bằng một phần không đổi chất đánh dấu chứa trong buồng đó. Giải hệ phương trình vi

phân trên tìm được fRiR(t) là hàm gồm n số hạng mũ:

n

t

j

f

( ) t

f eλ

i

ij

= ∑

=

j

1

(1.42)

Với λ RjR là hằng số phân rã sinh học và fRijR là hệ số hằng số.

Nếu là chất đánh dấu nhân phóng xạ, hệ phương trình vi phân trên có thể được viết theo số hạng

t

=

f

t ( )

f

t e λ ( ).

i

i

hoạt độ bằng cách thêm vào yếu tố phân rã vật lý. Khi đó ta thu được phương trình:

(1.43)

Với λ là hằng số phân rã vật lý.

% * f (t ,t ) i 1 2

Phương trình trên được sử dụng để tính hoạt độ tích lũy trong buồng thứ i bằng cách lấy

=

(0,

∞ = )

% f

f

( ). t dt

( ). t e

dtλ .t

f

i

i

i

0

0

tích phân hàm số trên theo t, cận từ tR1 R đến tR2 R, nếu cận từ 0 đến ∞ ta có:

(1.44)

Trong chương này chúng ta đã tìm hiểu về nguyên lý đánh dấu phóng xạ và phương pháp MIRD

tính liều chiếu trong trong Y học hạt nhân với các kĩ thuật và phương pháp xác định tỉ lệ hấp thụ, giá trị

S cũng như hoạt độ tích lũy. Một công cụ khá hữu hiệu để tính liều chiếu trong dựa trên phương

MIRD, đó là phần mềm OLINDA/EXM. Sau đây luận văn sẽ tìm hiểu về phần mềm này.

5BCHƯƠNG 2: PHẦN MỀM OLINDA/EXM TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG TRONG Y HỌC HẠT NHÂN [35,36]

Có một số phần mềm đã được phát triển để tính liều chiếu trong. Trước đây phần mềm được sử

dụng rộng rãi nhất là MIRDOSE, nhưng hiện nay phần mềm này đã không được lưu hành nữa do một

số hạn chế và đã được thay thế bởi phần mềm OLINDA (đánh giá liều chiếu trong ở mức cơ quan –

13B2.1.Giới thiệu chung

Organ Level Internal Dose Assessment) của đại học Vanderbilt.

OLINDA 1.0 là phần mềm tính liều chiếu trong trong YHHN, viết bằng ngôn ngữ lập trình Java

phát triển từ phần mềm tính liều MIRDOSE. Nhiều tính năng của MIRDOSE được viết lại trong code này

và đồng thời thêm vào một số tính năng quan trọng như:

Một số mô hình mới về các cơ quan như tuyến tiền liệt, khoang phúc mạc, đầu/não và thận.

Mô hình xương và tủy được phát triển để điều trị chính xác hơn cho vùng năng lượng electron thấp.

Nhiều nuclide hơn so với MIRDOSE, khoảng trên 800 so với 240 có sẵn trong MIRDOSE, vì thế

mô hình liều phát anpha được thêm vào.

Chức năng hiệu chỉnh hàm mũ phức tạp để người sử dụng hiệu chỉnh dữ liệu sinh - động học cũng

được thêm vào.

Chức năng hiệu chỉnh khối lượng cơ quan và trọng số bức xạ cũng được bổ sung. Nếu khối lượng

một cơ quan thay đổi, đóng góp của hạt anpha, bêta và electron cấu thành liều sẽ tỷ lệ tuyến tính với khối

lượng cơ quan, còn photon tỷ lệ với căn bậc ba của khối lượng cơ quan.

OLINDA sử dụng để tính liều chiếu trong trong YHHN, dùng các phantom cho phép tính liều cho

các cá nhân trong các độ tuổi khác nhau, với các kích cỡ khác nhau, đồng thời cho cả phụ nữ ở những giai

đoạn khác nhau của thai kì.

Ngoài ra OLINDA còn tính các giá trị DF – giống như giá trị S trong MIRD cho tất cả các nguồn bia

ứng với phantom và nuclide được chọn, để người sử dụng có thể thực hiện các tính toán khác hay kiểm tra

các tính toán mà OLINDA thực hiện.

Chương trình này không có thư viện dữ liệu động học cho được chất phóng xạ trong YHHN. Người

sử dụng phải tính toán những giá trị hoặc dò tìm trong sách, tài liệu.

Những hạn chế của code OLINDA/EXM

Để liều ước lượng tính bằng OLINDA chính xác thì dữ liệu động học phải được nghiên cứu cẩn

thận, chính xác trước khi sử dụng trong y học và các mục đích khác.

Một số giả định quan trọng và hạn chế của OLINDA:

Chất phóng xạ con không liên quan đến chất phóng xạ mẹ trong bất cứ dữ liệu phân rã nào, nghĩa

là liều ước lượng cho một nhân phóng xạ không bao gồm nhân con. Sự đóng góp của nhân con vào

tổng liều phải được tính riêng.

Liều ước lượng tính từ code này không được sử dụng để đánh giá rủi ro cho một bệnh nhân riêng

biệt mà được áp dụng cho phantom chuẩn đại diện cho người Châu Âu – Châu Mĩ.

Trong mô hình cầu, sự nội suy tuyến tính giữa các khối lượng hình cầu nhưng không liên quan

đến kích thước của chúng, do đó có thể không đưa ra một kết quả chính xác cho những kích thước hình

14B2.2.Sử dụng chương trình OLINDA

cầu trung gian.

Sử dụng code OLINDA để tính liều, thực hiện các bước sau:

Chọn một đồng vị phóng xạ

Chọn một hay nhiều phantom

Nhập một tập các giá trị số phân rã (trên môt đơn vị hoạt độ ban đầu) để tính liều ước lượng.

Để tránh nhầm lẫn trong quá trình nhập dữ liệu, đầu vào của OLINDA được chia làm ba form riêng:

Một form chọn đồng vị phóng xạ

Một form để chọn mô hình

Một form để nhập dữ liệu động học

Để nhập một tập các dữ liệu động học, sử dụng form thứ tư. Ngoài ra OLINDA còn có chức năng

‘Help’ đưa ra những chỉ dẫn ngắn gọn cho việc sử dụng.

Nếu người sử dụng cẩu thả trong quá trình nhập dữ liệu, chương trình sẽ ngừng hoạt động và thông

báo cho người sử dụng biết dữ liệu đang bị lỗi hoặc cần nhập thêm thông tin bị thiếu nào.

Hai trường hợp chương trình sẽ dừng hoạt động và yêu cầu người sử dụng kiểm tra lại dữ liệu khả

nghi đã nhập vào:

Trường hợp 1: Nếu thời gian lưu trú nhập vào vượt quá 1,443.TRpR, người sử dụng sẽ được thông báo

nên tiếp tục chạy chương trình hay dừng. Nếu hợp lệ, nghĩa là tổng thời gian lưu trú có thể lớn hơn giá trị

1,443.TRpR đơn giản là do lỗi làm tròn, thì chương trình sẽ tiếp tục nếu người sử dụng muốn.

Trường hợp 2: Nếu tổng tỷ lệ của hoạt độ ban đầu đi qua đường tiêu hóa và đường tiết niệu vượt quá

1,0. Ví dụ, khi sử dụng mô hình đường tiêu hóa, nhập tỉ lệ hoạt độ 1,0 vào dạ dày và tỉ lệ hấp thụ từ ruột

non vào máu là 0,4, tỉ lệ hoạt độ 0,6 sẽ tiếp tục đi qua đường tiêu hóa, nếu nhập tỉ lệ hoạt độ lớn hơn 0,4

vào mô hình bàng quang (chỉ có tỉ lệ hoạt độ nhỏ hơn 0,4 trong máu sẽ được bài tiết qua bàng quang), thì

người sử dụng sẽ được cảnh báo để kiểm tra lại dữ liệu.

Sau khi dữ liệu đầu vào thích hợp được chọn, ấn nút DOSEs để tính liều, hoặc DFs để tính các giá trị

DF. Liều ước lượng trong hệ SI và các đơn vị khác được cho dưới dạng bảng, bao gồm sự đóng góp liều

của hạt anpha, bêta, electron, photon cho tất cả các cơ quan bia. Đồng thời hiển thị đóng góp của các cơ

quan bia đến liều hiệu dụng ED và liều hiệu dụng tương đương EDE. Những dữ liệu động học nhập vào

15B2.3. Các tính năng của OLINDA

cũng được hiển thị.

Input Form Tabs – thay đổi giữa các form Nuclide Input – chọn nuclide Models Input – chọn một hay nhiều mô hình Kinetics Input – định thông số động học cho cơ quan nguồn Help Form – gọi trợ giúp về chức năng của Olinda

Main Info Box - hướng dẫn chung, hiển thị tên nuclide and mô hình được chọn

Retrieve Case: lấy lại các file đã lưu

DFs: sau khi chọn nuclide, mô hình, bấm nút này để thu được bảng giá trị DF

Save Case: bất cứ lúc nào cũng có thể lưu dữ liệu đầu vào để sau đó có thể sửa đổi và tái sử dụng

Calculate Doses: sau khi chọn nuclide, mô hình và nhập dữ liệu động học, bấm vào đây để tính liều ước lượng

Exit: thoát khỏi chương trình

OLINDA Literature : danh sách các tài liệu mô tả kĩ thuật của code Olinda

About OLINDA: mô tả ngắn gọn phần mềm và nguồn gốc của cái tên Olinda

Giao diện chính

Hình 2.1. Giao diện chính của chương trình OLINDA

Click vào một đồng vị muốn chọn trong danh sách

Click vào một nguyên tố muốn chọn trong danh sách

Form chọn nuclide

Hình 2.2. Form chọn nuclide

Special Organ Phantoms – dùng với nuclide được chọn, sẽ cho kết quả trực tiếp, với đầu vào riêng của dữ liệu động học chỉ ứng với mô hình được chọn. Bấm nút này, một hộp thoại mới sẽ xuất hiện.

Whole Body Phantoms – dùng với nuclide được chọn, và dữ liệu động từ Kinetics Input Form. Có thể chọn một hoặc nhiều phantom

Ví dụ này cho mô hình tuyến tiền liệt, những form đầu vào khác tương tự. Nuclide được biết rồi, chỉ nhập số phân rã cho tuyến tiền liệt và bấm nút tính liều. Chú ý, trong ví dụ này nhập số phân rã/A0, sẽ cho kết quả tính DF, theo đơn vị mGy/MBq

Form chọn mô hình

Hình 2.3. Form chọn mô hình

General Information Box – một số chú thích ngắn gọn

Get setup file – gọi lại file .stp đã lưu trước đó

Voiding Bladder Model – gọi mô hình bàng quang động học.

ICRP GI Model – gọi mô hình ICRP GI

Fractions and Half-times – Xác định số phân rã cho một cơ quan bằng cách chỉ rõ tỷ lệ hoạt độ ban đầu và thời gian bán rã sinh học hoặc thời gian bán rã hiệu dụng.

Fit data to Model – gọi code EXM để hiệu chỉnh dữ liệu sinh - động học

Show me some examples – mở một cửa sổ hiển thị một số ví dụ tính số phân rã

Number of Disintegrations in the Organs – số phân rã trong mỗi cơ quan nguồn được nhập vào bằng tay, hoặc tính bằng chương trình, từ module ‘Fit data to Model’, ‘ICRP GI Model’, hay ‘Voiding Bladder Model’

Form nhập dữ liệu động học

Hình 2.4. Form nhập dữ liệu động học

Bảng kết quả – liều ước lượng cơ quan và liều hiệu dụng. Dữ liệu mô hình đầu vào và những giả định cũng hiển thị.

Thoát

Trở lại Main Input Form. Dữ liệu đã nhập trước đó vẫn được ghi nhớ.

Có thể hiệu chỉnh khối lượng cơ quan và trọng số bức xạ.

Nếu chọn nhiều hơn một phantom thì xem kết quả từng phantom bằng cách bấm Next hay Previous phantom .

Chuyển đổi từ mCi sang MBq

Phân phối của các cơ quan nguồn tới tổng liều của các cơ quan bia được hiển thị ở cửa sổ này.

Có thể nhân kết quả tính liều theo mSv/MBq, với hoạt độ ban đầu theo MBq, sẽ được mSv/hoạt độ ban đầu cho một nghiên cứu, giá trị tính theo rem/mCi cũng được nhân.

Kết quả tính liều

Hình 2.5. Giao diện kết quả tính liều.

Nếu chọn nhiều hơn một phantom, chọn Next hay Previous phantom để hiệu chỉnh lần lượt.

Người sử dụng có thể nhập giá trị hiệu chỉnh khối lượng cơ quan hoặc trọng số bức xạ.

Quay trở lại Doses Output Form.

Khối lượng tất cả các cơ quan được đưa về mặc định.

Nút này cho phép tất cả các cơ quan trong phantom bằng một giá trị xác định. Giá trị này được nhập vào ô trống kế bên.

Hiệu chỉnh dữ liệu đầu vào

Hình 2.6. Giao diện hiệu chỉnh dữ liệu đầu vào.

Thoát

Quay trở lại Main Input Form. Dữ liệu đã nhập trước đó vẫn được ghi nhớ.

Nếu chọn nhiều hơn một phantom, chọn Next hay Previous phantom để xem kết quả.

Kết quả DF

16B2.4. Phương pháp tính liều trong OLINDA

Hình 2.7. Giao diện kết quả tính giá trị DF

~ k A

ϕ i i

∑ n E i

i

D =

m

Phương trình tính liều hấp thụ trong cơ quan bia có dạng:

(2.1)

D = liều hấp thụ trong một cơ quan bia (rad hoặc Gy)

à = hoạt độ tích lũy (tổng của tất cả quá trình biến đổi hạt nhân) trong cơ quan nguồn

(µCi-hr hoặc MBq-s)

n = số bức xạ phát ra với năng lượng E trong quá trình biến đổi hạt nhân

E = năng lượng ứng với mỗi bức xạ (MeV)

ϕ = tỷ lệ hấp thụ (tỷ lệ năng lượng bức xạ được hấp thụ trong cơ quan bia)

m = khối lượng của vùng bia (g hoặc kg)

k = hệ số tỷ lệ (rad-g/µCi-hr-MeV hoặc Gy-kg/MBq-sec-MeV)

Một ví dụ về tính hệ số tỷ lệ k, với liều theo rad, hoạt độ theo µCi, khối lượng đơn vị g, và năng

4

− 6

s

=

=

k

2,13

x µ

3, 7 10 3600 1, 6 10 h s

x MeV

Ci

− erg g rad 100 erg

lượng theo MeV:

(2.2)

DF

= ND

×

Liều chiếu trong có thể được tính bằng phương trình đơn giản sau:

(2.3)

Với N là số hạt nhân biến đổi ở cơ quan nguồn, và DF là hệ số liều.

Hệ số liều DF chứa các thành phần khác nhau được chỉ ra trong công thức tính S và SEE (xem

phần dưới), nó phụ thuộc vào sự kết hợp giữa dữ liệu phân rã với tỷ lệ hấp thụ AF, bắt nguồn từ việc sử

dụng phương pháp mô phỏng Monte Carlo cho quá trình lưu thông của chất phóng xạ trong các mô

k

ϕ n E i i i

i

=

DF

m

hình của cơ thể và các cấu trúc bên trong của nó (cơ quan, khối u, vv…):

(2.4)

Các thành phần trong công thức tính liều chiếu trong được nghiên cứu cẩn thận, chúng có thể

được quy về phương trình tổng quát trên.Ví dụ, phương trình tính được đưa ra bởi Ủy ban MIRD thuộc

~ =⋅= SAD

⋅ ⋅ SτA 0

hội Y học hạt nhân:

(2.5)

Với à là được xác định như trên, τ là thời gian lưu trú (= Ã/AR0 R), hoạt độ tích lũy chia cho hoạt

k

ϕ n E i i i

độ ban đầu cung cấp cho bệnh nhân (AR0 R), và S xác định bởi phương trình:

i

=

S

m

(2.6)

Hàm hoạt độ theo thời gian thường được cho dưới dạng một hay nhiều hàm mũ. Hàm này có thể

chỉ mô tả quá trình giảm sinh học của vật chất (ứng với thời gian bán rã sinh học) hoặc mô tả cả quá

trình giảm sinh học và phân rã vật lý (ứng với thời gian bán rã hiệu dụng). Mối quan hệ giữa thời gian

bán rã sinh học TRb R,thời gian bán rã vật lý TRp R, với thời gian bán rã hiệu dụng TReR trong công thức 1.9.

Đối với một hợp chất mà hoạt độ được mô tả bởi một số hạng mũ thì hoạt độ tích lũy được xác

o

-

t

.

λ e

% A = A(t) dt = f

dt =

= 1 443 f ,

T o e

eA o

A

định như sau:

f A λ e

0

0

(2.7)

Với : f = tỷ lệ hoạt độ

ban đầu được hấp thụ

AR0 R = hoạt độ ban đầu (µCi)

TRe R = thời gian bán rã hiệu dụng (h)

à = hoạt độ tích lũy (µCi-h)

Nếu hoạt độ được mô tả bởi nhiều số hạng mũ, chúng ta sẽ có sự lặp lại của biểu thức này, với

những giá trị khác nhau của f và TRe R cho mỗi số hạng.

Theo ICRP với hệ thống an toàn bức xạ cho người thực hiện (ICRP 1979), phương trình tính

liều là:

= UH

SEE

S ⋅

(2.8)

Ở đây, H là liều tương đương (liều hấp thụ D nhân với trọng số bức w RR R, trước đây được gọi là

k

ϕ n E w i i R i i

i

=

SEE

m

hệ số chất lượng Q), URSR là số biến đổi hạt nhân xảy ra tại cơ quan nguồn, và SEE là:

(2.9)

Trong nhiều tài liệu ICRP, một số hạng có thể được gọi bằng nhiều tên khác nhau, ví dụ AF ứng

với ϕ, f ứng với n, nhưng tất cả các khái niệm này là hoàn toàn giống nhau.

Như đã viết, các phương trình trên chỉ tính liều cho một khu vực nguồn tới một khu vực bia,

nhưng có thể được tổng quát hóa cho nhiều khu vực nguồn và bia. Vì N tương ứng với à và URS R, và hệ

số DF tương ứng với S và SEE, nên phương trình tính liều theo MIRD và ICRP có thể được điều chỉnh

bằng phương trình D = N x DF, những số hạng này sẽ dễ hiểu hơn cho người sử dụng. Khái niệm

MIRD về “thời gian lưu trú” thường gây nhầm lẫn, bởi vì đơn vị của nó là thời gian (mặc dù nó thể

hiện số hạt nhân biến đổi trong khu vực nguồn) đồng thời nó còn được sử dụng để miêu tả “thời gian

sống trung bình” của nguyên tử trong ứng dụng sinh học và kỹ thuật.

Dữ liệu phân rã

Dữ liệu phân rã sử dụng trong OLINDA được lấy từ trang web RADAR (3TUwww.doseinfo-radar.comU3T).

OLINDA bao gồm 8 loại bức xạ:

(1) Tia gamma

(2) Tia X

(3) Photon

(4) Beta +

(5) Beta –

(6) Electron biến hoán

(7) Electron Auger

(8) Hạt anpha

Chất phóng xạ con không liên quan đến chất phóng xạ mẹ trong bất cứ dữ liệu phân rã nào, người sử

dụng OLINDA phải đảm bảo rằng sự đóng góp của chất phóng con vào tổng liều phải được tính riêng.

Thời gian bán rã của được chất phóng xạ sẽ được hiện thị ở đầu ra của chương trình để người sử dụng tiện

kiểm tra, theo dõi.

Chọn một trong hai nút này để chỉ ra dược chất đưa vào dạ dày hay ruột non

Nhập tỷ lệ hoạt độ đưa vào. Nếu chọn dạ dày, cũng nhập tỷ lệ hấp thụ bởi ruột non

Đóng cửa sổ và chuyển dữ liệu đến Kinetics Input Form.

Mô hình đường tiêu hóa ICRP 30 GI

Hình 2.8. Giao diện mô hình đường tiêu hóa ICRP 30 GI

Mô hình đường tiêu hóa ICRP 30 GI (ICRP 1979) gồm bốn phân đoạn khác nhau của đường tiêu

hóa (GI): dạ dày, ruột non, manh tràng và trực tràng. Tốc độ chuyển hóa giữa các phân đoạn này đã

được chuẩn hóa, người sử dụng chỉ cần chọn liệu dược chất phóng xạ vào đường tiêu hóa tại dạ dày

hay ruột non. Nếu dạ dày được chọn thì tỷ lệ hoạt độ được hấp thụ từ ruột non vào máu, và chương

trình này sẽ tính thời gian lưu trú trong các phân đoạn của đường tiêu hóa.

Hiệu chỉnh mô hình đường tiêu hóa cho trẻ em

Việc áp dụng mô hình ICRP 30 GI với các thông số động học cho trẻ em không phù hợp vì tốc độ

chuyển hóa các chất trong đường tiêu hóa của trẻ em nhanh hơn đáng kể so với người lớn.

Tốc độ chuyển hóa trong các phân đoạn khác nhau của đường GI có một đặc tính không tốt đó là

hàm phụ thuộc tuổi tác. Các thông tin thu thập từ các bác sĩ nhi khoa về tổng thời gian chuyển hóa trong

đường tiêu hóa và sau đó chia thời gian này cho từng phân đoạn trong đường tiêu hóa tỷ lệ với mô hình

người trưởng thành.

Bảng 2.1.Thời gian chuyển hóa trong đường GI sử dụng trong OLINDA cho các nhóm tuổi khác

nhau. [35]

Thời gian chuyển hóa trong các phân đoạn của đường GI (h)

Phân Mớ 1 10 15 Ngư 5

đoạn i sinh tuổi tuổi tuổi tuổi ời lớn

Dạ dày 0,5 0,5 1 1 1 1

Ruột non 0,5 0,7 4 4 4 3,1

8 8

Manh 1,9 2,5 10,2 13 13 13

4 tràng

Trực 3,5 4,6 18,8 24 24 24

8 tràng

Tỷ lệ hoạt độ ban đầu vào bàng quang và thời gian bán rã sinh học được nhập vào bảng này

Khoảng thời gian bài tiết của bàng quang, đơn vị h (giờ)

Đóng cửa sổ và chuyển dữ liệu đến Kinetics Input Form.

Mô hình bàng quang động học

Hình 2.9. Giao diện mô hình bàng quang động học

Mô hình bàng quang động học Cloutier (1973) [35] đã được sử dụng từ nhiều năm để tính số phân

rã/AR0 R cho đường tiết niệu, đường cong hoạt độ theo thời gian trong cơ quan này là một đường cong

không đều vì xảy ra quá trình tích tụ và bài tiết. Trong mô hình này, chúng ta có thể nhập tỷ lệ hoạt độ

tiêm đi vào đường bàng quang và thời gian bán rã sinh học. Sau đó chọn khoảng thời gian bài tiết,

module này sẽ tính số lượng phân rã trong bàng quang bằng cách sử dụng hàm mũ xấp xỉ của Cloutier.

Nếu đã biết số lượng phân rã trong bàng quang thì không cần sử dụng module này.

Nếu chọn module này thì một form mới sẽ xuất hiện, và nhiệm vụ của chúng ta là nhập thời gian

bán rã sinh học và tỷ lệ của hoạt độ tiêm.

Ví dụ 1: Một hợp chất đưa vào cơ thể được thải hoàn toàn qua đường tiết niệu với thời gian bán rã

là 10h. Khi này chúng ta sẽ nhập tỷ lệ 1,0 và thời gian bán rã sinh học là 10h vào 2 ô đầu tiên của form,

chọn khoảng thời gian bài tiết của bàng quang là 4h, sau cùng bấm OK. Form này sẽ biến mất, số phân

rã được tính và hiển thị ở ô thời gian lưu trú trong bàng quang của form dữ liệu động học.

Ví dụ 2: Một hợp chất vào cơ thể được thải 60% qua đường tiết niệu, 30% qua đường tiêu hóa và

10% được giữ lại vĩnh viễn trong xương. Trong 60% thải qua đường tiết niệu thì 80% có thời gian bán

rã sinh học là 4h, 20% có thời gian bán rã sinh học là 100h. Hai cặp giá trị tỷ lệ (fraction) và thời gian

bán rã sinh học (half-life) được nhập vào module này là 0,48 (=0,60 x 0,80), thời gian bán rã 4h, và

0,12 (=0,60 x 0,20), thời gian bán rã 100h. Một lần nữa, chọn khoảng thời gian bài tiết của bàng quang

và nhấn nút OK.

Một số bài toán mẫu tính dữ liệu động học

Ví dụ 1. Giả sử có một hợp chất đánh dấu với In-111 phân bố đồng nhất trong toàn cơ thể và

không bài tiết. Thời gian bán rã vật của In-111 là 2,805 ngày = 67,32 h. Tỷ lệ f là 1,0, thời gian bán rã

hiệu dụng bằng thời gian bán rã vật lý, số phân rã là:

N = 1,443 x (1,0 Bq/Bq ban đầu) x 67,32 h = 97,14 Bq-h/Bq

N = 1,443 x (1,0 µCi/µCi ban đầu) x 67,32 h = 97,14 µCi-h/µCi

Nếu thay đổi dữ liệu bài toán, giả sử hợp chất có thời gian bán rã sinh học là 24h trong cơ thể, khi

=

=

h

17,7

eT

× +

67,32 24 67,32 24

này thời gian bán rã hiệu dụng là:

N = 1,443 x (1,0 Bq/Bq ban đầu) x 17,7 h = 25,5 Bq-h/Bq

N = 1,443 x (1,0 µCi/µCi ban đầu) x 17,7 h = 25,5 µCi-h/µCi

Ví dụ 2. Dữ liệu ngoại suy từ một nghiên cứu động vật cung cấp những thông số cho hợp chất

Tc-99m:

Gan fR1 R = 30% TRe1 R = 0,5 h

fR2 R = 10% TRe2 R = 5,5 h

Thận f = 20% TRe R = 1,2 h

Với f là tỷ lệ hoạt độ tiêm (lưu ý: chỉ 60% hoạt độ tiêm vào 2 cơ quan này, còn 40% vào các cơ

quan khác hoặc được bài tiết, nhưng đóng góp của nó vào tổng liều phải được tính đến).

N(gan) = 1,443 x (0,3 Ci/Ci ban đầu x 0,5 h + 0,1 Ci/Ci ban đầu x 5,5 h) =

= 1,01 Ci-h/Ci ban đầu

N(thận) = 1,443 x 0,2 Ci/Ci ban đầu x 1,2 h = 0,35 Ci-h/Ci ban đầu

Khi biết các tỷ lệ hoạt độ và thời gian bán rã hiệu dụng có thể nhập vào module ‘Enter Fractions

Click vào danh sách để chọn cơ quan

Đóng cửa sổ và quay trở lại Kinetics Input Form. Đồng thời ghép dữ liệu với cơ quan được chọn trong trường hợp không nấn nút ‘Apply’.

Ghép dữ liệu vào cơ quan được chọn. Nếu chọn cơ quan khác quá trình lặp lại tương tự.

Tỷ lệ hoạt độ ban đầu đi vào cơ quan, và thời gian bán rã sinh học được nhập vào bảng này.

Chọn một trong hai nút để chỉ ra thời gian bán rã tính bằng giờ hay giây, và là thời gian bán rã hiệu dụng hay thời gian bán rã sinh học.

and Half-lives’(hình 2.10), Olinda sẽ thực hiện các tính toán trên.

Hình 2.10. Giao diện tính số phân rã N

Nhập thời gian đo và % hoạt độ. Trọng số riêng cũng được nhập vào các ô này.

Nhập tên cơ quan

Đồ thị đã được làm khớp bởi chương trình này.

Check để xác định dữ liệu phân rã chính xác hay chưa.

Các ô này bao gồm những giá trị tính bởi chương trình. Thời gian bán rã vật lý được cho khi chọn nuclide. Thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc được mặc định, nhưng có thể thay đổi. số lần lặp lại là 100, cũng có thể thay đổi.

Có thể chọn một hay nhiều số hạng mũ bằng cách chọn A/a và/hay B/b và/hay C/c (đánh dấu). Ước đoán ban đầu cho mỗi thông số phải được nhập vào, nhưng sau đó chương trình sẽ cập nhật những giá trị này với những ước lượng từ việc phân tích hồi quy .

Nhập và làm khớp dữ liệu động học (module EXM)

Chức năng của các nút: Refresh – cập nhật đồ thị với với hàm ước lượng mới nhất sử dụng tham số hồi quy (A, B, C, a, b, c). Fit – bắt đầu một hồi quy mới. Done – đóng cửa sổ và chuyển dữ liệu tới Kinetics Input Form. Làm mới và vẽ lại đồ thị cho phù hợp. Open Data – gọi dữ liệu động học đã lưu trước đó (file .cas trong Olinda). Save Data – lưu dữ liệu động học để sử dụng sau này. Show Help – hiển thị một cửa sổ với những hướng dẫn chung cho việc sử cụng form này. Clear Screen – xóa tất cả dữ liệu và thông số. Clear Organs – xóa dữ liệu của tất cả các cơ quan và bắt đầu lại. Auto Validate – gọi chức năng tự chuẩn hóa.

Hình 2.11. Giao diện chương trình làm khớp dữ liệu động học EXM.

EXM là một chương trình mới sử dụng cùng với phần mềm tính liều Olinda. Chương trình này

cho phép người sử dụng nhập dữ liệu động học và làm khớp nó bằng hàm của một hay nhiều số hạng

mũ. Sau đó chương trình sẽ lấy tích phân đường cong hoạt độ theo thời gian đã được làm khớp và gửi

tích phân này đến “kinetics input form” của OLINDA để tính liều. Khi mở form này lên, sẽ thấy hai đồ

thị trống phía bên trái của trang, một bảng trống để nhập dữ liệu phía trên bên phải, và một số ứng dụng

khác nằm ở phần còn lại bên phải.

Hướng dẫn sử dụng form này:

Bước đầu tiên là chọn cơ quan muốn nhập dữ liệu, ở ô danh sách các cơ quan nằm ở giữa trang.

Tiếp theo nhập dữ liệu vào bảng dữ liệu bên phải của form. Nhập thời gian (h) vào cột đầu tiên,

và các giá trị của hoạt độ theo dõi được của cơ quan đang xét vào cột thứ hai. Nếu muốn có thể nhập

trọng số ở cột thứ năm, đó là những giá trị trong khoảng từ 0 đến 1.

Để xem dữ liệu nhập vào, bấm nút ‘Refresh’.

Bây giờ sẽ chọn tham số làm khớp cho hàm hoạt độ theo thời gian. Hàm số được làm khớp có

a t

b t

c t

=

+

+

A t ( )

A

.e

B

.e

C

.e

dạng:

(2.11)

Có thể làm khớp dữ liệu đến số hạng mũ thứ nhất, chỉ cần chọn A và a, đến số hạng mũ thứ hai

bằng cách chọn A, B và a, b, đến số hạng mũ thứ ba bằng cách chọn A, B, C và a, b, c. Các giá trị a, b,

c là hằng số phân rã, bằng 0.693/ thời gian bán rã. Đối với bất cứ biến số nào, khi đã chọn thì cần phải

nhập một số dự đoán ban đầu cho những giá trị này. Những giá trị dự đoán này không đòi hỏi phải

chính xác hoàn toàn, chỉ cần hợp lý, chương trình khi này sẽ tự động tìm kiếm giá trị chính xác. Hằng

số phân rã lớn hơn thì tốc độ phân rã nhanh hơn, nếu có một pha phân rã chậm và một pha phân rã

nhanh, sẽ nhập 0.1 cho pha nhanh và 0.01 cho pha chậm hơn.

Bấm nút ‘Refresh’ để xem những dữ liệu đã được hiệu chỉnh, nhưng có thể những dữ liệu hiệu

chỉnh này chưa thật chất lượng.

Bấm nút ‘Fit’, chương trình sẽ làm khớp hàm số với những dữ liệu mà chúng ta nhập vào, có thể

lặp lại các bước nếu cần thiết để cải thiện những hiệu chỉnh trước.

Các thông số làm khớp (A, B, C, a, b, và c) sẽ được cập nhật. Chúng ta sẽ thấy mô hình dự đoán

giá trị hoạt độ ở từng thời điểm để so sánh với những giá trị mà chúng ta nhập vào. Lấy tích phân của

hàm mũ trên sẽ được số phân rã.

Có thể lưu hay mở dữ liệu bằng cách bấm nút ‘Save Data’ và ‘Open Data’. Một hộp thoại xuất

hiện để hướng dẫn sử dụng.

Khi làm khớp xong cho một cơ quan có thể lặp lại quá trình này cho các cơ quan khác, các dữ liệu

đã được lưu có thể cập nhật bất cứ lúc nào.

Khi đã hoàn thành quá trình làm khớp cho tất cả các cơ quan, bấm nút ‘Done’ để quay trở lại

‘kinetics input form’của Olinda. Khi này dữ liệu động học nhập vào module EXM sẽ được lưu lại và

chuyển sang ‘kinetics input form’ , tại đây kết quả xử lý từ module EXM sẽ được hiển thị. Lưu ý rằng

cần lưu lại dữ liệu động học trước khi quay trở lại các form đầu vào của Olinda, nếu không dữ liệu sẽ

bị mất. Các dữ liệu này sẽ được lưu với đuôi ‘.cas’.

Ngoài ra còn có nút ‘Show Help’, khi bấm vào nó sẽ xuất hiện một cửa sổ với những chỉ dẫn ngắn

gọn cho các quá trình được mô tả ở trên.

Liều hiệu dụng tương đương(EDE) và liều hiệu dụng (ED)

Liều hiệu dụng tương đương theo ICRP (1979) là một đại lượng cho phép liều chiếu trong không

đồng bộ được thể hiện như liều tương đương cho toàn cơ thể, bằng cách nhân liều tương đương của

một cơ quan với trọng số rủi ro ngẫu nhiên tương ứng và lấy tổng của các cơ quan. Bảng trọng số được

UCơ quanU

U wURUT

đưa ra bởi ICRP cho EDE:

Tuyến sinh dục 0.25

Tuyến vú 0.15

Tủy đỏ 0.12

Phổi 0.12

Tuyến giáp 0.03

Bề mặt xương 0.03

Phần còn lại 0.30

Liều hiệu dụng, theo định nghĩa sau này của ICRP (1991) dựa trên nhiều dữ liệu cập nhật về an

toàn phóng xạ, và nó dần thay thế cho việc sử dụng liều hiệu dụng tương đương. Nhưng một số cơ

quan quản lý và người sử dụng vẫn còn trích dẫn EDE vì một mục đích nào đó. Do đó EDE và ED đều

UCơ quanU

U wURUT

được tính trong Olinda. Bảng trọng số được đưa ra bởi ICRP cho ED:

Tuyến sinh dục 0.20

Tủy đỏ 0.12

Ruột kết 0.12

Phổi 0.12

Dạ dày 0.12

Bàng quang 0.05

Tuyến vú 0.05

Gan 0.05

Thực quản 0.05

Tuyến giáp 0.05

Da 0.01

Bề mặt xương 0.01

Phần còn lại 0.05

Đối với EDE, trọng số cho phần còn lại chia đều cho năm cơ quan nhận được liều hấp thụ cao

nhất (mà không có trong danh sách). Đối với ED, trọng số cho phần còn lại chia đều cho 10 cơ quan

(không có trong danh sách), theo ICRP là tuyến thượng thận, não, manh tràng, ruột non, thận, cơ, tuyến

tụy, lá lách, tuyến ức và tử cung. Thực quản và da không được tính đến bởi vì nó không tồn tại như một

cơ quan bia và trọng số tương đối thấp.

Các mô hình đặc biệt

Có năm mô hình đặc biệt sử dụng trong ‘Models input form’ đó là mô hình tuyến tiền liệt, mô

hình khoang phúc mạc, mô hình cầu, mô hình đầu và não, mô hình thận , trong đó sử dụng phantom

toàn thân, dữ liệu động học và dữ liệu phân rã phóng xạ để tính liều ước lượng cho cơ quan (hình 2.3).

Đây là những mô hình cơ quan có chức năng riêng. Nó chỉ lấy dữ liệu phân rã phóng xạ từ các

phần khác của Olinda, và cần phải nhập số phân rã trong những cơ quan đặc biệt hoặc trong các vùng

của cơ quan này (mô hình đầu và não, mô hình thận có nhiều vùng). Chương trình sẽ tính liều ước

17B2.5.Đầu ra của OLINDA

lượng cho chỉ mô hình được chọn, người sử dụng có thể nghiên cứu hoặc lưu lại để tham khảo.

Form đầu ra – hiển thị liều hấp thụ ước lượng

Trong ‘main output form’, khi bấm nút ‘Doses’ sẽ hiển thị liều hấp thụ của tất cả các cơ quan bia

theo đơn vị trong hệ SI và đơn vị không phải trong hệ SI (hình 2.5).

Tất cả các cơ quan bia không thể xem cùng một lúc, do đó phải sử dụng thanh cuộn để xem các

cơ quan phía dưới của bảng. Ở phía dưới của form này cũng hiển thị dữ liệu đầu vào. Ngoài ra các giá

trị như số phân rã/ AR0 R ở vùng nguồn, khối lượng cơ quan và trọng số bức xạ cũng được hiển thị.

Nếu tính liều bức xạ ứng với đồng vị chỉ phát photon và electron, tất cả các trọng số bức xạ được

ấn định là 1 vì cả hai giống nhau về số lượng. Đối với đồng vị phát anpha, trước đây trọng số bức xạ là

20, gần đây những bằng chứng về sinh học bức xạ cho thấy rằng giá trị này thấp hơn nhiều, khoảng 5,

hoặc thậm chí là 1[38].

Chức năng hiệu chỉnh khối lượng cơ quan

Người sử dụng có thể hiệu chỉnh khối lượng của một hoặc tất cả các cơ quan trong phantom

chuẩn. Bằng cách chọn nút ‘Modify Input Data’, một bảng danh sách khối lượng các cơ quan sẽ xuất

hiện (hình 2.6). Khối lượng của một cơ quan bất kì hoặc tất cả các cơ quan có thể được sửa đổi, tăng

lên hay giảm xuống theo hệ số tỷ lệ bằng cách chọn nút “Multiply all Masses by:”.

Đối với đồng vị phát anpha và bêta, liều tỷ lệ tuyến tính với khối lượng.

Đối với đồng vị phát photon, tỷ lệ hấp thụ của photon tỷ lệ với căn bậc ba của khối lượng trường

hợp nguồn và bia trùng nhau nếu quãng chạy của photon lớn hơn đường kính của cơ quan. Do tỷ lệ hấp

thụ tăng theo căn bậc ba của khối lượng cơ quan nên tỷ lệ hấp thụ riêng giảm theo lũy thừa 2/3 của

khối lượng:

2/3

ϕ ϕ = 1

2

φ φ = 1

2

m 2 m 1

m 1 m 2

  

1/3   

  

  

(2.12)

Và tỷ lệ hấp thụ của photon tỷ lệ với khối lượng trường hợp nguồn và bia không trùng nhau, do

đó tỷ lệ hấp thụ riêng không thay đổi khi khối lượng thay đổi, với điều kiện nguồn và bia đủ xa nhau và

sự thay đổi khối lượng của một hoặc cả hai không làm thay đổi đáng kể khoảng cách giữa chúng.

Form đầu ra – chỉ ra đóng góp của các cơ quan

Nếu muốn xem đóng góp của các cơ quan vào tổng liều (ngoài hai cơ quan trong trọng nhất) thì

bấm nút ‘See Source Organ Contributions’. Một form mới sẽ xuất hiện, hiển thị đóng góp của tất cả các

cơ quan nguồn tới tổng liều của tất cả các cơ quan bia (hình 2.7).

Bảng DF

Nếu chọn nút ‘DFs’, chương trình sẽ hiển thị một bảng các giá trị DF cho tất cả các cơ quan

nguồn và cơ quan bia có sẵn. Những con số này có thể giúp những tính toán liên quan đến một hoặc hai

18B2.6. Sử dụng các file có sẵn trong OLINDA

cơ quan, sử dụng cho các phần mềm tính toán khác hoặc sử dụng cho mục đích giảng dạy.

UFile SetupU (‘.stp’) được lưu trước đây từ phần mềm Mirdose, có thể sử dụng để cung cấp dữ liệu

Có ba loại file được lưu có thể sử dụng cho đầu vào Olinda:

động học cho nhiều cơ quan. Bởi vì hạn chế của chương trình trong Java, nuclide và phantom vẫn phải

chọn bằng tay trước khi mở file ‘.stp’ và đưa dữ liệu động học vào các cơ quan. Những dữ liệu này sử

dụng chỉ cho mô hình hoàn chỉnh, dùng để so sánh kết quả tính liều của Olinda và Mirdose hoặc tiếp

UFile CaseU (‘.cas’) được lưu từ Olinda và bao gồm tất cả các đầu vào cho nuclide, phantom, và số

tục sử dụng cho các mục đích khác.

phân rã trong các cơ quan (dữ liệu phân rã). Tuy nhiên file Case không lưu dữ liệu hoạt độ theo thời

UFile hoạt độ theo thời gian Ucó thể được lưu trong quá trình sử dụng module EXM (với bất kì tên

gian được phân tích trước đó bởi module EXM. Trường hợp này được lưu riêng.

đuôi nào). Những file này chỉ chứa dữ liệu hoạt độ theo thời gian phân tích bởi EXM. Khi chạy EXM,

một hàm được tích hợp hiển thị số phân rã ứng với cơ quan được chọn và chuyển qua Olinda. Số phân

rã cho một hoặc nhiều cơ quan nguồn có thể được lưu trong Olinda với đuôi ‘.cas’ sau khi tính bởi

EXM, nhưng không được lưu trong file dữ liệu của EXM.

6BCHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM OLINDA ĐỂ TÍNH LIỀU CHIẾU

18

TRONG VỚI DƯỢC CHẤT PHÓNG XẠ P

PF-FDG

18

Trong chương này, chúng ta sẽ ứng dụng phần mềm OLINDA để tính liều chiếu trong trong chẩn

PF-FDG (gọi tắt là FDG). Đây là một dược chất phóng xạ

đoán Y học hạt nhân với dược chất phóng xạ P

được sử dụng khá phổ biến trong chẩn đoán, theo dõi bệnh ung thư và thăm dò chức năng chuyển hóa

glucozơ trong cơ thể.

18

19B3.1.Đặc điểm dược chất phóng xạ P

PF-FDG [14,48,49]

18

P

PF là đồng vị phóng xạ được sản xuất từ máy gia tốc Cyclotron, bằng cách bắn phá proton

18

PO trong nước được làm giàu.

của P

(a)

18

18

18

(b)

PO(p, n)P

PF và (b) công thức P

PF-FDG [48]

18

18

P

PF-FDG (Fluorodeoxyglucose) là hợp chất hữu cơ glucozơ đánh dấu nhân phóng xạ P

PF, được tạo

Hình 3.1. (a) Phản ứng hạt nhân P

18 P

PF-FDG là dược chất phóng xạ được dùng tiêm vào tĩnh mạch với mục đích mô tả đặc điểm của

ra từ quá trình tổng hợp hóa chất phóng xạ.

quá trình chuyển hóa glucozơ để chẩn đoán hay theo dõi các bệnh ung thư, và để nghiên cứu sự chuyển

hóa của glucozơ trong cơ tim và não.

Sau khi truyền vào tĩnh mạch, dược chất phóng xạ được thải ra nhanh chóng nhờ quá trình bài tiết

với thời gian bán rã sinh học nhỏ hơn 1 phút khi nó được đưa vào khối vật chất có thể tích lớn, có

18

18

P

PF phân rã thành P

PO kèm theo phát positron và một neutrino với thời gian bán rã vật lý T Rp R

0, 00613

những thành phần tồn tại lâu hơn với thời gian bán rã lên tới 1,5 giờ [20].

-1 phútP

P .

pλ =

F

O β ν+ +

18 9

18 → + 8

=109,77 phút (1,83h), và hằng số phân rã

Positron này đi một đoạn ngắn (1mm đến 2mm) sẽ hủy cặp với electron và phát ra hai gamma,

mỗi gamma có năng lượng 511 keV bay về hai hướng ngược nhau. Hai photon này sẽ được ghi nhận

18

bởi các detector của máy PET.

PF [49]

Bảng 3.1. Dữ liệu phân rã của P

Năng lượng trung bình Loại hạt phát ra %/1phân rã

(keV)

+ Positron (β P

P)

96,73% 249,8

193,46% 511 Gamma (γ)

18

20B3.2.Dữ liệu động học của P

PF-FDG [13,14,24]

18

MIRD, ICRP đã xây dựng mô hình toán học (mô hình sinh – động học hay mô hình buồng) để

PF-FDG trong cơ thể người nhằm tính thời gian lưu trú hay hoạt độ tích lũy

xác định sự phân bố của P

trong cơ quan nguồn ứng với mỗi đơn vị hoạt độ ban đầu, kết hợp với giá trị S để ước lượng liều hấp

26B3.2.1. Dữ liệu động học FDG từ nghiên cứu của T. Hays (Mĩ) [13,14]

18

thụ cho các cơ quan trong cơ thể bệnh nhân.

PF-FDG trong cơ thể người để bổ sung vào dữ liệu

Mô hình toán học xác định sự phân bố củaP

18

tính liều phóng xạ được xây dựng bởi Marguerite T.Hays và George M.Segall [13].

PF-FDG trong YHHN ngày càng tăng, do đó cần phải hoàn thành bức tranh phân

18

18

PF-FDG trong các cơ quan quan trọng có độ tập trung P

PF-FDG cao như tim, phổi, gan và máu,

Việc sử dụng P

bố P

18

đồng thời đưa ra các thông số mô tả động học của P

PF-FDG trong não, được liên kết trong mô hình

18

PF-FDG toàn thân.

nhiều ngăn cho dữ liệu động học P

Phương pháp nghiên cứu

Thực hiện nghiên cứu trên con người, bệnh nhân trải qua hai giai đoạn nghiên cứu cách nhau một

18

PF-FDG, lượng đường trong

tuần, mọi thứ đều đồng nhất ngoại trừ thời điểm cung cấp glucozơ (chia thành hai nhóm, mỗi nhóm

cách nhau một tuần), họ được cho uống 90g glucozơ, 1 giờ sau thì tiêm P

máu được đo trước khi đưa dược chất phóng xạ này vào cơ thể. Các bác sĩ sẽ tiến hành lấy mẫu máu

động mạch và ghi hình PET để thu nhận dữ liệu động học vùng ngực bao gồm tim và phần trên của

gan.

Dược chất đánh dấu FDG được tiêm từ từ (khoảng hơn 2 phút) vào tĩnh mạch. Việc ghi hình PET

và lấy mẫu máu được thực hiện ngay khi bắt đầu tiêm. Trong 5 phút đầu tiên, cứ 20s ghi một hình ảnh

PET. 10 phút tiếp theo, cứ một phút ghi một hình ảnh PET. Và cứ mỗi 5 phút ghi một hình ảnh PET

trong 75 phút kế tiếp. Ứng với mỗi hình ảnh PET sẽ lấy một mẫu máu. Thời gian lấy mẫu được ghi lại

và sử dụng trong phân tích mô hình.

Ở phút 90 sau khi tiêm sẽ ngừng chụp ảnh và lấy mẫu máu và bắt đầu lấy mẫu nước tiểu để tính

hoạt độ tích lũy FDG trong bàng quang.

Quá trình lấy mẫu và xử lý

Mẫu máu được lấy vào một ống nhỏ, sau đó tách ra thành hai mẫu : mẫu máu toàn phần và mẫu

18

huyết tương, mỗi mẫu chứa 0,5ml. Mẫu nước tiểu có thể tích gấp 4 lần (2ml).

PF trong các mẫu được đo bằng ống đếm gamma, theo đơn vị μCi/ml và tỷ lệ phần

Hoạt độ của P

trăm liều/ml. Hoạt độ trong nước tiểu nhân với thể tích mẫu sẽ tính được lượng tích lũy theo tỷ lệ phần

trăm liều.

Nồng độ FDG trong máu toàn phần, huyết tương, hồng cầu nhân với thể tích tương ứng của

chúng sẽ cho kết quả tỷ lệ phần trăm liều cho máu toàn phần, huyết tương và hồng cầu.

% liều

Hồng cầu

Huyết tương

Thời gian (phút)

Hình 3.2. Tỷ lệ phần trăm liều của FDG trong huyết tương và hồng cầu [13]

Xử lý hình ảnh PET

Hình ảnh PET được hiệu chỉnh cho sự suy giảm photon khi đi từ cơ thể đến máy PET và phân rã

phóng xạ, để tính nồng độ FDG theo đơn vị µCi/ml. Những vùng quan tâm trong cơ tim, tâm thất trái,

tâm thất phải, phổi và gan được xác định trên một tập hình ảnh PET ghi nhận được. Sau đó sẽ xây dựng

đường cong hoạt độ theo thời gian cho các cơ quan tương ứng. Hoạt độ của cơ quan nhân với thể tích

của nó ( sử dụng phantom người trưởng thành MIRD) sẽ cho kết quả tỷ lệ phần trăm liều cho cơ quan

% liều

Gan

Cơ tim

Phổi

Thời gian (phút)

đó.

Hình 3.3. Tỷ lệ phần trăm liều của FDG trong cơ tim, phổi và gan [13]

Mô hình toán học

Dữ liệu FDG trong tổng thể tích các cơ quan bao gồm thể tích huyết tương, hồng cầu, cơ tim, phổi

và gan cũng như dữ liệu FDG trong lượng bài tiết của thận được nhập vào mô hình buồng SAAM 30 –

mô hình động học FDG. Ngoài ra, để làm khớp các dữ liệu, thông số động học FDG trong não được

đưa vào mô hình.

Mô hình động học FDG này là một tập hợp các mô hình con có sẳn để dự báo hoạt độ của FDG

trong các cơ quan và các mô quan tâm sau khi truyền vào tĩnh mạch, sau đó kết hợp các mô hình con

này trong một mô hình tổng thể bằng các thông số làm khớp. Các giá trị thời gian lưu trú τ tính từ mô

hình này cho tim, gan, phổi, bàng quang. Trong các cơ quan và mô không được đo bao gồm cơ xương

và đường tiêu hóa có tỷ lệ hoạt độ lớn, chiếm tới 76% hoạt độ FDG phân bố toàn thân [13]. Mặt khác,

não và tim là nơi tập trung FDG lớn nhất, nhưng đóng một vai trò tương đối nhỏ trong sự phân bố tổng

% liều

Các cơ quan và mô không đo

Cơ tim

Nước tiểu

Não

Gan

Thời gian (phút)

thể của FDG bởi vì khối lượng của hai cơ quan này nhỏ.

Hình 3.4. Tỷ lệ phần trăm liều của FDG trong các cơ quan và mô sau khi làm khớp từ mô hình

buồng SAAM 30 [13]

Hình 3.5. Mô hình buồng SAAM 30 cho FDG [13]

Sự trao đổi giữa huyết tương và hồng cầu

Quá trình cân bằng FDG

giữa huyết tương và hồng cầu xảy ra rất nhanh. Thời gian lưu trú trung bình trong huyết tương là

0,74 phút [13]. Trong các nghiên cứu in vitro – kĩ thuật chẩn đoán không cần đưa đồng vị phóng xạ vào

PC đều xác nhận sự cân bằng

0 những khoảng thời gian khác nhau, cả ở nhiệt độ phòng và ở nhiệt độ 37 P

cơ thể mà chỉ lấy bệnh phẩm, nghĩa là lấy máu, nước tiểu, sau đó đánh dấu với FDG và quay ly tâm sau

FDG giữa huyết tương và hồng cầu xảy ra rất nhanh.

So sánh hoạt độ FDG trong máu toàn phần với dữ liệu PET của tâm thất trái và tâm thất phải;

phổi trái và phổi phải

Trong tất cả các trường hợp, có sự tăng tương đối đều của đường cong hoạt độ theo thời gian của

tâm thất trái và tâm thất phải so với máu.

µCi/ml

Tâm thất trái

Máu toàn phần

Thời gian (phút)

Hình 3.6. So sánh đường cong hoạt độ theo thời gian của FDG trong mẫu máu toàn phần với dữ

liệu PET của tâm thất trái [13].

Sử dụng dữ liệu phổi từ hình ảnh PET đặc biệt là phổi phải, có ưu điểm thể tích lớn nên giảm

nhiễu và chịu ít hoặc không chịu sự can thiệp của cơ tim. Do đó nó là một nguồn lý tưởng để dự báo

hoạt độ trong máu. Có thể sử dụng tỷ lệ hấp thụ FDG trung bình trong phổi để dự đoán hình dạng của

µCi/ml

Phổi phải

Máu toàn phần

Thời gian (phút)

đường cong hoạt độ trong máu từ đường cong hoạt độ trong phổi phải.

Hình 3.7. So sánh đường cong hoạt độ theo thời gian của FDG trong mẫu máu toàn phần với dữ

liệu PET của phổi phải [13].

Thời gian lưu trú τ

Thời gian lưu trú τ của FDG trong các cơ quan được tính từ mô hình đã được làm khớp được cho

ở bảng sau. Giá trị τ giảm đáng kể khi bài tiết thường xuyên, đặc biệt là ngay sau khi liều được đưa

vào cơ thể.

Bảng 3.2. Giá trị τ trong mô hình buồng cho FDG [13]

Buồng Giá trị τ

Huyết tương 0,171

Hồng cầu 0,095

Tim 0,133

Phổi 0,084

Gan 0,161

Não 0,245

(Chất xám 0,174)

(Chất trắng 0,070)

0,227 Bàng quang, không bài tiết

∗ Bàng quang, có bài tiết P

0,040

0,101 Bàng quang, bài tiết ở phút thứ 120

0,119 Bàng quang, bài tiết ở phút thứ 144

1 Toàn thân P

Bàng quang, bài tiết ở phút thứ 288 0,191

2 Toàn thân P

2,639

3 Toàn thân P

2,412

(∗)

P

P Bài tiết ở phút thứ 30, 60 và 120 sau khi tiêm, sau đó mỗi

1,790

P Giả định không bài tiết và bao gồm tất cả các cơ quan và

(1) P

120 phút

P Bài tiết qua đường nước tiểu và bao gồm tất cả các cơ quan

(2) P

P Ngoại trừ nước tiểu, tim, não, phổi và gan

(3) P

27B3.2.2.Dữ liệu động học từ nghiên cứu của Mejia (Nhật Bản) [24]

và mô

Trong một nghiên cứu khác trên đối tượng là người Nhật Bản của tác giả Mejia, dữ liệu động học

FDG được xác định như sau:

Tính liều hấp thụ khi tiêm FDG vào tĩnh mạch các tình nguyện viên có sức khỏe bình thường, đầu

tiên phải xác định đường cong hoạt độ theo thời gian A(t) từ các cơ quan như não, thận, tim, gan, phổi,

lá lách và tuyến tụy bằng cách sử dụng kĩ thuật ghi hình cắt lớp dùng đồng vị phát positron - PET.

Đường cong này được sử dụng để tính hoạt độ tích lũy, kết hợp với giá trị S được hiệu chỉnh cho phù

hợp với vóc dáng và khối lượng của người Nhật Bản để tính liều hấp thụ bằng phương pháp MIRD như

đã được giới thiệu ở chương 1, cụ thể cho các cơ quan như sau:

=

)

)

D r ( k

A S r . ( k

h

r h

∑ %

h

Liều hấp thụ được tính bằng công thức MIRD:

A t dt ( ).

(3.1)

= ∫% A

0

Hoạt độ tích lũy

(3.2)

Đối với gan, phổi, thận, lá lách và tuyến tụy, dữ liệu hoạt độ theo thời gian được làm khớp bằng

)

)

t

t

+ λ λ ( 1 p b

+ λ λ ( p b

2

=

+

A t ( )

C e 1

C e 2

phương pháp bình phương tối thiểu thành hàm hai số hạng mũ:

(3.3)

Với CR1 R,CR2 R là hoạt độ và λ R1b R, λR2b R là hằng số bán rã sinh học ứng với hai số hạng mũ, λRp R là hằng số

bán rã vật lý.

=

( ). A t dt

∫% = A

C 2 +

C 1 +

+ λ λ λ λ 2

1

p

p

b

b

0

Khi đó, hoạt độ tích lũy sẽ là:

(3.4)

5

A t ( )

C e λ− ibt .

i

= ∑

= 1

i

Đối với não và tim, đường cong hoạt độ theo thời gian là hàm gồm tổng của năm số hạng mũ.

5

(3.5)

= 1

i

C +∑% i = A λ λ ib

p

Do đó, hoạt độ tích lũy

(3.6)

Hoạt độ tích lũy trong bàng quang được tính theo quy trình được nghiên cứu bởi Jones. Nó được

xác định từ đường cong hoạt độ theo thời gian trong bàng quang và tổng hoạt độ đo được trong bàng

quang tại thời điểm bài tiết. Vì hoạt độ tích lũy là phần diện tích R phía dưới đường cong, liên quan với

)

=

% ( . ) A MBq h h R (%. )

( A MBq H (%)

tổng hoạt độ tại thời điểm bài tiết A và chiều cao H của đường cong tại cùng thời điểm bằng tỷ lệ thức:

(3.7)

Hoạt độ tích lũy trong các cơ quan khác như buồng trứng, tinh hoàn, tủy đỏ được tính bằng công

=

A t dt ( ).

1 443 f

,

TA o e

∫% = A

0

thức:

(3.8)

Hoạt độ tích lũy của phần còn lại của cơ thể là chênh lệch giữa hoạt độ tích lũy trong toàn cơ thể

với tổng hoạt độ tích lũy trong các cơ quan nguồn (hRiR) đã xác định được.

% % = A A rb tb

% A h i

− ∑

i

(3.9)

Bảng 3.3. Tỷ lệ hoạt độ tiêm tập trung tại cơ quan nguồn (f) [24]

Cơ quan f (%)

Não 6,9

Tim 3,3

Thận 1,3

Gan 4,4

Phổi 0,9

Buồng trứng 0,01

Tuyến tụy 0,3

Tủy đỏ 1,7

Lá lách 0,4

Tinh hoàn 0,04

Bàng quang 6,3

74,4 Phần còn lại của cơ thể

Tổng 99,95

Tim

Gan

Não

Thận

Tuyến tụy

Lá lách

Phổi

Thời gian (phút)

Tỷ lệ hoạt độ tiêm trên một gram mô

Hình 3.8. Đường cong hoạt độ theo thời gian cho bảy cơ quan trong cơ thể đo bởi PET được làm

khớp bằng phương pháp bình phương tối thiểu. Đối với não, tim hoạt độ tăng theo thời gian sau khi

tiêm FDG vào cơ thể [24].

Bảng 3.4. Hoạt độ tích lũy của FDG trong bàng quang trên một đơn vị hoạt độ ban đầu khi bài tiết

tại thời điểm 1 giờ và 2 giờ sau khi tiêm [24].

% hoạt độ tiêm trong Thời điểm bài tiết Hoạt độ tích

bàng quang tại thời điểm bài lũy (MBq.h)

tiết

1 giờ sau khi tiêm 3,12 19,6

2 giờ sau khi tiêm 6,01 21,2

Từ những dữ kiện trên xác định được hoạt độ tích lũy của FDG trên một đơn vị hoạt độ ban đầu

trong các cơ quan nguồn.

Bảng 3.5. Hoạt độ tích lũy của FDG trên một đơn vị hoạt độ ban đầu trong các cơ quan nguồn

[24].

% 0A A (h)

% A A (h) 0

Cơ quan Hoạt độ tích

lũy A%(MBq.h)

6,57 0,1822 0,1776 Não

3,15 0,0871 0,0851 Tim

1,26 0,0343 0,0341 Thận

4,14 0,1162 0,1119 Gan

0,86 0,0237 0,0232 Phổi

0,30 0,0079 0,0081 Tuyến tụy

0,38 0,0106 0,0103 Lá lách

0,01 0,0003 0,0003 Buồng trứng

0,04 0,0011 0,0011 Tinh hoàn

£

£

P

P

P3,12

P0,0843

1,62 0,0449 0,0438 Tủy đỏ

§

§

§

P

P

P

P6,01

P0,1664

P0,1624

Bàng quang

Phần còn lại của 72,23 1,9522 1,9646

cơ thể

§

P

P Ứng với bài tiết ở thời điểm 2 giờ sau khi tiêm

£

P

PỨng với bài tiết ở thời điểm 1 giờ sau khi tiêm

∗ Tính bằng phần mềm OLINDA

0A A% ) tính từ mô hình này cho các cơ quan như tim, gan,

Như vậy giá trị thời gian lưu trú τ (

phổi, bàng quang có thể so sánh với kết quả của Jones và T.Hays đã được trình bày phần trước và

tương đương với kết quả tính bằng phần mềm OLINDA. Giá trị τ cho tim là 0,0871 so với 0,1330 của

T.Hays [13]. Đối với gan, giá trị τ là 0,1162, trong khi đó kết quả của T.Hays là 0,1610. Đối với phổi,

giá trị τ là 0,0237, còn của T.Hays là 0,0840. Đối với bàng quang, giá trị τ là 0,1624 so với kết quả của

Jones là 0,1980 [24]. Kết quả tính giá trị τ từ OLINDA cho buồng trứng và tinh hoàn trùng với kết quả

tính của Mejia, đối với các cơ quan khác có sự khác biệt rất ít từ 0,6% đến 3,7%, và sự khác biệt trung

bình đối với tất cả các cơ quan là gần 2%.

Giá trị S

Đối với não, tim, tủy đỏ, giá trị S được tính từ tỷ lệ hấp thụ tương ứng ϕ RiR , khối lượng cơ quan m,

=

S

i

∆∑ ϕ i

1 m

i

và hệ số liều ∆Ri R:

(3.10)

)

)

)

← = rb

tb

( S r k

( S r k

r h

←∑ ( S r k

m tb m

m h m

h

rb

rb

Phần còn lại của cơ thể, giá trị S được tính như sau:

(3.11)

Với rb (remainder of the body) là phần còn lại của cơ thể, và tb (total body) là toàn bộ cơ thể.

=

+

)

)

rb

D k

( A S r k

% ( A S r rb k

h i

r h i

∑ %  

 

i

Như vậy tổng liều hấp thụ của các cơ quan bia D Rk R được tính như sau:

(3.12)

Từ dữ liệu động học nghiên cứu trên người Nhật Bản này kết hợp với phương pháp tính liều trên,

Mejia đã đưa ra kết quả tính liều hấp thụ FDG trong các cơ quan cho người trưởng thành Nhật Bản như

bảng sau.

Bảng 3.6. Kết quả tính liều của Mejia cho người trưởng thành Nhật Bản [24]

Liều hấp thụ trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Cơ quan bia Tự Từ Từ Từ Tổng

∗ liềuP

bàng quang các cơ phần còn liều

quan nguồn lại của cơ

khác thể

Tuyến thượng 8,6 E- 2,6 E- 1,5 E- 1,8

thận 05 03 02 E-02

§

P

P1,2

Bàng quang 1,1 1,1 E- 1,3 E- 1,1 E-

E-01 01 05 02 E-01

£

P

P6,6

±1,3

E-02 E-02

Bề mặt xương 7,5 E- 2,9 E- 1,1 E- 1,5

04 03 02 E-02

2,9 2,9 Não

E-02 E-02

Vú 5,2 E- 7,5 E- 9,3 E- 1,0

04 02 E-02 06

Dạ dày 1,2 E- 1,4 E- 1,4 E- 1,5

03 02 E-02 04

Ruột non 9,6 E- 7,1 E- 1,5 E- 1,7

04 02 E-02 04

Manh tràng 8,7 E- 9,8 E- 1,5 E- 1,7

04 02 E-02 04

Trực tràng 2,6 E- 2,0 E- 1,5 E- 1,8

03 04 02 E-02

Tim 4,5 4,5

E-02 E-02

Thận 2,3 1,4 E- 1,3 E- 6,1 E- 3,0

E-02 04 E-02 03 03

Gan 1,6 1,0 E- 5,5 E- 5,7 E- 2,3

E-02 04 E-02 04 03

Phổi 4,2 1,8 E- 8,1 E- 5,5 E- 1,1

E-02 05 E-02 04 03

Tuyến tụy 1,1 9,6 E- 2,3 E- 6,8 E- 2,0

E-02 05 E-02 03 03

Tủy đỏ 6,7 1,9 E- 1,0 E- 4,3 E- 1,2

E-03 04 E-02 03 03

Lá lách 1,4 8,4 E- 1,4 E- 7,0 E- 2,2

E-02 05 E-02 03 03

Tinh hoàn 4,4 1,9 E- 4,6 E- 9,1 E- 1,5

E-03 03 E-02 05 03

Tuyến giáp 3,5 E- 8,6 E- 1,2 E- 1,3

06 E-02 04 02

Tử cung 5,5 E- 2,2 E- 1,4 E- 1,9

03 E-02 04 02

Các mô khác 5,2 E- 7,5 E- 9,3 E- 1,0

06 E-02 04 03

-2 ∗ Cơ quan bia và cơ quan nguồn trùng nhau EDE: 2,4×10P

P

§

P

P Ứng với bài tiết ở thời điểm 2 giờ sau khi tiêm

£

P

PỨng với bài tiết ở thời điểm 1 giờ sau khi tiêm

mSv/MBq

18

21B3.3.Tính liều hấp thụ P

PF-FDG bằng OLINDA

Tính liều với OLINDA, người sử dụng phải nhập dữ liệu động học như tỉ lệ hoạt độ hấp thụ tại cơ

quan nguồn cùng với thời gian bán rã hiệu dụng hay thời gian bán rã sinh học để tính thời gian lưu trú,

hoặc nhập trực tiếp thời gian lưu trú nếu đã có sẵn. Trong phần này chúng tôi sử dụng dữ liệu động học

của FDG đã được khảo sát ở trên, gồm dữ liệu động học từ Nhật Bản và từ Mĩ, kết hợp thêm dữ kiệu

động học của ICRP để tính liều với OLINDA cho mô hình chuẩn, sau đó hiệu chỉnh cho đối tượng là

18

người Việt Nam và Nhật Bản.

PF, quá trình phân rã phóng xạ của nó

Với được chất phóng xạ FDG đánh dấu nhân phóng xạ P

phát ra tia beta và photon (gamma) với trọng số bức xạ sử dụng trong OLINDA là 1. Liều được thể

28B3.3.1.Tính liều từ dữ liệu động học của T. Hays (Mĩ)

hiện trong bảng kết quả của OLINDA là liều tương đương.

Từ nguồn dữ liệu động học của T. Hays như đã xem xét ở phần 3.2.1, nhập các giá trị thời gian

lưu trú ở bảng 3.2 vào OLINDA để tính liều cho mô hình chuẩn là người trưởng thành, đại diện cho

người Châu Âu – Châu Mĩ . Từ kết quả tính liều này, luận văn sẽ thực hiện:

Đánh giá kết quả tính liều bằng OLINDA so với các kết quả tính từ các nguồn khác.

Đánh giá đóng góp của bêta và photon vào tổng liều.

33B3.3.1.1.So sánh kết quả tính liều bằng OLINDA với các nguồn khác

Đánh giá liều hiệu dụng khi chẩn đoán YHHN bằng FDG với X quang và CT.

Từ kết quả tính liều bằng OLINDA ở bảng 3.7 dưới đây, luận văn sẽ đi so sánh với các kết quả

của các tác giả khác để đánh giá độ chính xác của phần mềm này.

Bảng 3.7. Liều ước lượng FDG cho mô hình chuẩn là người trưởng thành Châu Âu –Châu Mĩ tính

bởi OLINDA

Liều tương đương trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Cơ quan bia Beta Phot Tổng EDE ED

on

Tuyến thượng 3,38 9,10 1,25 0,00 6,24

thận E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Não 2,40 1,87 4,28 2,57 2,14

E-02 E-02 E-02 E-03 E-04

Vú 3,38 5,41 8,80 1,32 4,40

E-03 E-03 E-03 E-03 E-04

Túi mật 3,38 1,02 1,36 0,00 0,00

E-03 E-02 E-02 E-00 E-00

Trực tràng 3,38 1,01 1,35 0,00 1,62

E-03 E-02 E-03 E-00 E-03

Ruột non 3,38 8,80 1,22 0,00 6,09

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Dạ dày 3,38 7,84 1,12 0,00 1,35

E-03 E-03 E-02 E-00 E-03

Manh tràng 3,38 8,52 1,19 0,00 5,95

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tim 2,38 1,67 4,05 2,43 0,00

E-02 E-02 E-02 E-03 E-00

Thận 3,38 7,58 1,10 0,00 5,48

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Gan 1,17 1,28 2,45 1,47 1,23

E-02 E-02 E-02 E-03 E-03

Phổi 1,17 9,09 2,08 2,50 2,50

E-02 E-03 E-02 E-03 E-03

Cơ 3,38 6,80 1,02 0,00 5,09

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Buồng trứng 3,38 1,03 1,37 3,41 2,73

E-03 E-02 E-02 E-03 E-02

Tuyến tụy 3,38 9,73 1,28 0,00 6,38

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tủy đỏ 2,41 7,76 1,02 1,22 1,22

E-03 E-03 E-02 E-03 E-03

Tế bào xương 7,26 8,11 1,54 4,61 1,54

E-03 E-03 E-02 E-04 E-04

Da 3,38 4,39 7,78 0,00 7,78

E-03 E-03 E-03 E-00 E-05

Lá lách 3,38 7,16 1,05 0,00 5,27

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tinh hoàn 3,38 7,29 1,07 0,00 0,00

E-03 E-03 E-02 E-00 E-00

Tuyến ức 3,38 9,02 1,24 0,00 6,20

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tuyến giáp 3,38 6,85 1,02 3,07 5,12

E-03 E-03 E-02 E-04 E-04

Bàng quang 7,84 3,85 1,17 7,01 5,84

E-02 E-02 E-01 E-03 E-03

Tử cung 3,38 1,45 1,75 1,05 8,67

E-03 E-02 E-02 E-03 E-05

Toàn thân 4,45 7,22 1,17 0,00 0,00

E-03 E-03 E-02 E-00 E-00

Liều hiệu dụng tương đương EDE 2,38 E-02

(mSv/MBq)

18

-x Ghi chú: E-0x ≡ 10P

-2 P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P

P P

PF –

Liều hiệu dụng ED (mSv/MBq) 1,84 E-02

FDG , TRp R=1,83h

P mSv/MBq, còn liều hiệu dụng công bố bởi Mettler

-2 3%: liều hiệu dụng tính bởi OLINDA là 1,84.10P

-2 và ICRP có giá trị tương đương đó là 1,90.10P

P mSv/MBq [20, 25].

Kết quả tính liều trên phù hợp với kết quả được công bố bởi Mettler và ICRP với sai khác khoảng

Đồng thời kết quả tính liều bởi OLINDA với dữ liệu động học từ nghiên cứu của Mĩ (Marguerite

-2 Mejia [24]. Liều hiệu dụng tương đương tính bởi OLINDA là 2,38.10P

P mSv/MBq, trong khi đó kết quả

P mSv/MBq, độ sai khác dưới 1%. Điều này đã chứng minh chất lượng của nguồn

-2 của Mejia là 2,40.10P

T.Hays) [13] cho kết quả xấp xỉ với kết quả từ dữ liệu nghiên cứu của Nhật Bản được tính bởi tác giả

dữ liệu động học cũng như độ chính xác của phần mềm tính liều chiếu trong OLINDA: hai nguồn dữ

liệu động học, một từ Mĩ, một từ Nhật Bản; hai nguồn kết quả tính liều, một từ OLINDA, một từ

34B3.3.1.2.Đánh giá đóng góp của beta và photon tới tổng liều

18

PF-FDG tại các cơ quan có đóng góp của bêta và photon. Từ kết quả tính liều ở

Mejia, nhưng cho giá trị liều là như nhau.

Liều hấp thụ P

phần trên, luận văn sẽ đi đánh giá đóng góp của liều bêta và liều photon vào tổng liều hấp thụ.

Đối với photon, tỉ lệ hấp thụ riêng phụ thuộc lớn vào khối lượng của các cơ quan và khoảng cách

giữa các cơ quan. Nếu cơ quan bia trùng cơ quan nguồn, liều tự hấp thụ phụ thuộc vào khối lượng cơ

quan. Nếu các cơ quan bia xa cơ quan nguồn, liều hấp thụ phụ thuộc vào khối lượng, kích thước và vị

trí của cơ quan bia so với các cơ quan nguồn. Đối với bêta, tỉ lệ hấp thụ riêng phụ thuộc lớn vào khối

lượng cơ quan, do đó liều hấp thụ cũng phụ thuộc lớn vào khối lượng cơ quan [11].

Bảng 3.8. Đóng góp của liều bêta và liều photon vào tổng liều hấp thụ

Liều tương đương trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Cơ quan bia Bet Ph Tổ Tỉ lệ liều Tỉ lệ % liều

a oton ng liều photon so với photon trong

liều bêta tổng liều

Tuyến 3,3 9,1 1,2 2,69 72,8%

thượng thận 8 E-03 0 E-03 5 E-02

Não 2,4 1,8 4,2 0,78 43,7%

0 E-02 7 E-02 8 E-02

Vú 3,3 5,4 8,8 1,60 61,5%

8 E-03 1 E-03 0 E-03

Túi mật 3,3 1,0 1,3 3,02 75,0%

8 E-03 2 E-02 6 E-02

Trực tràng 3,3 1,0 1,3 2,99 74,8%

8 E-03 1 E-02 5 E-02

Ruột non 3,3 8,8 1,2 2,60 72,1%

8 E-03 0 E-03 2 E-02

Dạ dày 3,3 7,8 1,1 2,32 70,0%

8 E-03 4 E-03 2 E-02

Manh tràng 3,3 8,5 1,1 2,52 71,6%

8 E-03 2 E-03 9 E-02

Tim 2,3 1,6 4,0 0,70 41,2%

8 E-02 7 E-02 5 E-02

Thận 3,3 7,5 1,1 2,24 68,9%

8 E-03 8 E-03 0 E-02

Gan 1,1 1,2 2,4 1,09 52,2%

7 E-02 8 E-02 5 E-02

Phổi 1,1 9,0 2,0 0,78 43,7%

7 E-02 9 E-03 8 E-02

Cơ 3,3 6,8 1,0 2,01 66,7%

8 E-03 0 E-03 2 E-02

Buồng 3,3 1,0 1,3 3,05 75,2%

trứng 8 E-03 3 E-02 7 E-02

Tuyến tụy 3,3 9,7 1,2 2,77 76,0%

8 E-03 3 E-03 8 E-02

Tủy đỏ 3,22 76,1% 2,4 7,7 1,0

1 E-03 6 E-03 2 E-02

Tế bào 7,2 8,1 1,5 1,12 52,7%

xương 6 E-03 1 E-03 4 E-02

Da 3,3 4,3 7,7 1,29 56,4%

8 E-03 9 E-03 8 E-03

Lá lách 3,3 7,1 1,0 2,12 68,2%

8 E-03 6 E-03 5 E-02

Tinh hoàn 3,3 7,2 1,0 2,16 68,1%

8 E-03 9 E-03 7 E-02

3,3 9,0 1,2 Tuyến ức 2,67 72,7%

8 E-03 2 E-03 4 E-02

Tuyến giáp 3,3 6,8 1,0 2,03 67,2%

8 E-03 5 E-03 2 E-02

Bàng quang 7,8 3,8 1,1 0,49 32,9%

4 E-02 5 E-02 7 E-01

Tử cung 3,3 1,4 1,7 4,29 82,9%

8 E-03 5 E-02 5 E-02

Toàn thân 4,4 7,2 1,1 1,62 61,7%

18

-x Ghi chú: E-0x ≡ 10P

-2 P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P

P P

PF –

5 E-03 2 E-03 7 E-02

FDG , TRp R=1,83h

Như kết quả ở bảng trên, ta thấy liều đóng góp của photon vào tổng liều chiếm tỉ trọng lớn hơn

khá nhiều so với liều đóng góp của bêta, chiếm khoảng 65% so với tổng liều, gấp khoảng 1,8 lần tỷ lệ

đóng góp của bêta vào tổng liều. Lí do có sự chênh lệch này là vì photon có tần suất là 193,46%, gấp

hai lần bêta và năng lượng trung bình của nó là 511 keV trong khi năng lượng trung bình của bêta là

249,8 keV. Trong đó tỉ lệ đóng góp của photon vào liều hấp thụ ở tử cung là lớn nhất, chiếm 82,9%,

tiếp theo là tuyến ức, tuyến tụy, tuyến thượng thận, tủy đỏ, buồng trứng, tinh hoàn vì các cơ quan này

có khối lượng rất nhỏ và gần các cơ quan nguồn. Các cơ quan đóng vai trò vừa là cơ quan nguồn quan

trọng vừa là cơ quan bia, tập trung lớn dược chất phóng xạ FDG như bàng quang, não, tim, phổi thì liều

đóng góp của photon nhỏ hơn so với bêta, tỉ lệ liều photon của các cơ quan này so với liều bêta từ 0,49

đến 0,78. Giá trị 0,49 ứng với bàng quang – bằng một nửa so với bêta. Giá trị 0,70 ứng với tim và 0,78

ứng với phổi và não. Lý do là bêta có quãng chạy ngắn nên phần lớn bị hấp thụ tại chỗ trong các cơ

quan nguồn này, còn photon phát ra từ các cơ quan này có quãng chạy lớn hơn, một phần bị hấp thụ tại

chỗ, một phần đến tương tác và bỏ năng lượng ở các cơ quan bia khác. Có thể xem tỉ lệ đóng góp của

cơ quan nguồn tới các cơ quan bia trong các bảng PL.2, PL.4, PL.5 và bảng kết quả tính liều của Mejia

ở trên (bảng 3.6). Ở đây ta cũng thấy rằng các cơ quan nguồn quan trọng như bàng quang, tim, não,

phổi có liều hấp thụ lớn nhất, vì các cơ quan này có khối lượng nhỏ nhưng tập trung lớn dược chất

phóng xạ. Dựa vào đặc điểm này người ta dùng dược chất phóng xạ FDG để thăm dò chức năng của

tim, não, phổi để phát hiện ung thư hay theo dõi tiến triển của bệnh.

35B3.3.1.3.So sánh liều hiệu dụng trong chẩn đoán YHHH dùng FDG với chẩn đoán CT và X quang

Ứng dụng của bức xạ ion hóa trong chẩn đoán như chẩn đoán X quang, CT hay chẩn đoán YHHN

ngày càng nhân rộng vì những lợi ích to lớn của nó, xác định nhanh và đúng bệnh để điều trị kịp thời.

Một quy trình chụp X quang, bệnh nhân nhận một liều hiệu dụng nằm trong khoảng từ 0,01mSv đến 10

mSv. Trong một quy trình CT, bệnh nhân nhận một liều hiệu dụng cao hơn, từ 2 mSv đến 20 mSv. Hầu

hết các quy trình chẩn đoán Y học hạt nhân, liều hiệu dụng mà bệnh nhân nhận được trong khoảng 0,3

mSv đến 20 mSv. [25]

Trong chẩn đoán não, tim và khối u bằng YHHN với dược chất phóng xạ FDG, hoạt độ ban đầu

P mSv/MBq (bảng 3.7). Khi đó liều hiệu dụng mà bệnh

-2 theo một đơn vị hoạt độ ban đầu là 1,84.10P

cấp cho bệnh nhân là 740 MBq [45]. Như kết quả tính bằng OLINDA ở trên ta được liều hiệu dụng tính

nhân nhận được sẽ là:

-2 ED = 1,84.10P

P mSv/MBq ×740 MBq = 13,6 mSv (3.13)

Kết quả liều hiệu dụng khoảng 13,6 mSv này nằm trong khoảng cho phép trong chẩn đoán

YHHN. Còn liều hiệu dụng trong chẩn đoán CT cho vùng ngực trong khoảng từ 4 mSv đến 18mSv,

trung bình là 7 mSv; và từ 13mSv đến 40 mSv, trung bình là 15 mSv trong CT ngực xác định tắc nghẹt

phổi [45]. Như vậy, liều hiệu dụng trong chẩn đoán YHHN với dược chất phóng xạ FDG không có sự

cách biệt đáng kể so với liều hiệu dụng trong chẩn đoán CT. Nhưng chẩn đoán YHHN và CT có liều

hiệu dụng lớn hơn so với chẩn đoán X quang, liều hiệu dụng chụp X quang vùng ngực chỉ là 0,02 mSv,

trong chụp X quang sọ khoảng 0,1 mSv [25]. Tuy nhiên trong chẩn đoán CT giúp chúng ta có thể thấy

được cấu trúc của cơ thể người với một độ phân giải vị trí và độ tương phản rất cao, đây là ưu điểm lớn

nhất của CT so với X quang, tạo ảnh rõ nét hơn nhiều so với X quang. CT không chỉ cho hình ảnh định

tính, mà còn cho phép ta có được những thông tin mang tính định lượng về giải phẫu học của cơ thể.

CT được ứng dụng đặc biệt trong chẩn đoán chấn thương sọ não, hay để nhận biết vị trí và kích thước

khối u ung thư, phục vụ việc lập trình điều trị bằng bức xạ. Còn chẩn đoán YHHN có ưu điểm lớn đó là

cung cấp thông tin về hoạt động chức năng của các cơ quan trong cơ thể, giúp phát hiện bệnh sớm hơn

chẩn đoán dựa trên cấu trúc như CT và X quang vì bệnh thường bắt đầu bằng những thay đổi trong

hoạt động chức năng sau đó mới đến thay đổi trong cấu trúc [7].

Khi mà bệnh ung thư đang hoành hành mang lại những hậu quả khôn lường cho hàng triệu người

18

trên thế giới, thì phát triển chẩn đoán YHHN với một số dược chất phóng xạ, chẳng hạn dược chất

PF-FDG là một nhu cầu tất yếu. Do đó cần xác định liều FDG từ nguồn dữ liệu động học tin

phóng xạ P

cậy cho từng đối tượng bệnh nhân, nhằm giảm thiểu những tác hại không mong muốn của bức xạ lên

bệnh nhân mà vẫn đảm bảo hiệu quả chẩn đoán. Sau đây luận văn sẽ áp dụng tính liều FDG cho một số

29B3.3.2.Tính liều từ dữ liệu động học của Nhật Bản (Mejia)

đối tượng, trong đó sẽ hiệu chỉnh để tính liều cho người Việt nam.

36B3.3.2.1.Vai trò của việc hiệu chỉnh khối lượng trong tính liều bằng OLINDA phù hợp với từng đối tượng bệnh nhân

Các phantom sử dụng để đánh giá liều chuẩn dựa trên một cá nhân trung bình trong số đông dân

số, chia thành đàn ông, phụ nữ, trẻ em ở những độ tuổi cụ thể. Phantom sử dụng trong OLINDA là

phantom chuẩn đại diện cho người Châu Âu, Châu Mĩ. Do đó nếu áp dụng tính liều cho đối tượng là

người Châu Á, sẽ không khả thi vì vóc dáng của họ nhỏ hơn. Giá trị tỉ lệ hấp thụ riêng SAF (φ) hay hệ

số liều DF (giá trị S) sẽ tăng khi kích thước của bệnh nhân giảm so với kích thước chuẩn, bởi vì khối

lượng của các cơ quan nhỏ hơn. Đây là nguyên nhân quan trọng nhất gây ra sự thay đổi giá trị SAF,

dẫn tới giá trị DF thay đổi, liều thay đổi. Khi sự khác biệt nhỏ về khối lượng cơ quan, giá trị SAF sẽ

thay đổi nhẹ. Trong trường hợp tự chiếu xạ (nguồn trùng bia), nếu khối lượng cơ thể giảm 1kg thì giá

trị SAF cho cơ quan đó sẽ tăng trong khoảng 0,5% đến 1%, từ 15% đến 30% tổng thể. Nếu nguồn và

bia không trùng nhau, giá trị SAF sẽ thay đổi từ 0,3% đến 1,1% khi khối lượng cơ thể thay đổi 1kg,

hoặc khoảng 8% đến 33% tổng thể [23]. Một nguyên nhân khác gây ra sự thay đổi giá trị SAF đó là sử

dụng các nguồn dữ liệu sinh động học khác nhau, ở đây ta không quan tâm nhiều vì những nguồn dữ

liệu sinh động học sử dụng để tính liều đã được chứng minh ở trên là khá phù hợp với nhau.

Nên khi tính liều bằng OLINDA, chúng ta cần quan tâm đối tượng là ai, có sự khác biệt căn bản

so với phantom sử dụng trong OLINDA không, nếu có cần phải hiệu chỉnh khối lượng cơ thể, khối

lượng cơ quan. Cụ thể là người Nhật hay người Việt Nam cần có sự thay đổi. Khi này chúng ta dùng

chức năng hiệu chỉnh khối lượng của OLINDA.

Sau đây là khối lượng cơ thể người Việt Nam so với Nhật Bản, Châu Âu và Châu Mĩ.

Bảng 3.9. Bảng khối lượng tính theo kg của cơ thể người Việt Nam, Nhật Bản, Châu Âu và Châu

Mĩ [16,35]

Gi Tuổi Việt Nam Nhật Bản Âu-Mĩ

ới tính M SD M SD S

M D

Sơ 3,0 0,3 3,2 0,4 3,6 -

sinh

1 7,6 2,0 9,6 1,0 9,7 - Na

m 5 14,8 2,5 19,0 1,7 19,8 -

10 23,5 2,6 32,5 6,2 33,2 -

15 40,9 4,8 57,2 9,2 56,8 -

20-50 51,8 5,4 63,6 8,8 73,7 -

Sơ 2,9 0,4 3,2 0,4 3,6 -

sinh

1 7,8 2,3 9,1 0,9 9,7 - Nữ

5 14,5 2,6 18,6 2,6 19,8 -

10 22,0 2,7 32,8 6,3 33,2 -

15 40,5 4,6 51,6 7,1 56,8 -

20-50 46,8 5,3 52,3 7,4 56,9 -

Khối lượng các cơ quan của nam và nữ từ sơ sinh đến trưởng thành được trình bày trong tài liệu

nghiên cứu của IAEA . Sau đây là bảng khối lượng (g) một số cơ quan của người Việt Nam, Nhật Bản,

Châu Âu và Châu Mĩ trưởng thành.

Bảng 3.10.Khối lượng cơ quan người trưởng thành Việt Nam, Nhật Bản và Âu-Mĩ [16]

Giới Cơ quan Việt Nam Nhật Bản Âu – Mĩ

m (g)

m (g)

m (g)

tính

Não 1320,9 1442,1 1420,0

Tim 379,3 316,0 258,4

Thận 324,0 299,0 296,2

Gan 1417,8 1598,9 1910,0

Phổi 1169,8 1000,0 680,1 Nam

124,8 Tuyến tụy 135,1 94,3

Lá lách 165,7 129,8 183,0

Tinh hoàn 36,9 36,1 39,1

Tuyến ức 10,0 32,2 20,9

Tuyến giáp 35,5 18,8 20,7

Tuyến thượng 14,3 14,3 16,3

thận

1284,1 1308,6 1200,0 Não

Vú 250,0 300,0 360,0

Tim 230,2 309,8 240,0

Thận 276,4 279,4 275,0

Gan 1319,0 1345,2 1400,0 Nữ

Phổi 607,5 906,8 800,0

Buồng trứng 9,0 11,0 11,0

Tuyến tụy 110,3 112,2 85,0

Lá lách 139,7 123,1 150,0

Tử cung 58,5 70,0 80,0

Tuyến ức 8,0 27,5 20,0

Tuyến giáp 36,0 16,8 17,0

Tuyến thượng 15,5 12,9 14,0

thận

Dựa trên các bảng khối lượng trên, phần tiếp theo chúng ta sẽ dùng chức năng hiệu chỉnh khối

lượng để tính liều cho người Châu Âu – Châu Mĩ, Nhật Bản và Việt Nam, sau đó so sánh các kết quả

với nhau và so sánh với một số nghiên cứu khác.

37B3.3.2.2.Tính liều hấp thụ cho đối tượng bệnh nhân Châu Âu - Châu Mĩ, Nhật Bản và Việt Nam

Tính liều từ chương trình OLINDA dùng dữ liệu động học của Mejia như khảo sát ở phần 3.2.2

được kết quả như bảng PL.1và PL.2 - Liều hấp thụ FDG cho người trưởng thành Châu Âu, Châu Mĩ và

các cơ quan nguồn đóng góp tới tổng liều của cơ quan bia trong kết quả tính liều bằng OLINDA. Sau

đó dùng chức năng hiệu chỉnh khối lượng để tính liều cho người trưởng thành Nhật Bản và Việt Nam,

tổng kết lại chúng ta được liều FDG so sánh giữa ba đối tượng khác nhau: người Âu – Mĩ, Nhật Bản và

Việt Nam.

Bảng 3.11. Liều ước lượng FDG trong cơ quan người trưởng thành Việt Nam, Nhật Bản và Âu -

Mĩ .

Liều tương đương trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Tính bởi tác giả bằng OLINDA Tính bởi Mejia

(1991)

Cơ quan bia Việt Nhật Âu – Âu – Nhật

Nam Bản Mĩ Mĩ Bản

Tuyến 1,50 1,43 1,32 1,80

thượng thận E-02 E-02 E-02 E-02

Não 3,46 3,21 3,26 2,80 2,90

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Vú 1,11 9,68 8,91 1,00

E-02 E-03 E-03 E-02

Túi mật 1,64 1,45 1,39

E-02 E-02 E-02

Trực tràng 1,63 1,45 1,39 1,80

E-02 E-02 E-02 E-02

Ruột non 1,54 1,36 1,31 1,70

E-02 E-02 E-02 E-02

Dạ dày 1,45 1,29 1,24 1,50

E-02 E-02 E-02 E-02

Manh tràng 1,50 1,33 1,28 1,70

E-02 E-02 E-02 E-02

Tim 6,60 4,67 5,50 4,30 4,50

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Thận 2,78 2,57 2,75 2,60 3,00

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Gan 2,46 2,23 1,93 2,10 2,30

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Phổi 1,42 9,31 1,05 9,40 1,10

E-02 E-03 E-02 E-03 E-02

Cơ 1,26 1,11 1,07

E-02 E-02 E-02

Buồng 1,48 1,28 1,41

trứng E-02 E-02 E-02

Tuyến tụy 1,84 1,73 2,33 1,80 2,00

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Tủy đỏ 1,66 1,41 1,34 1,10 1,20

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Tế bào 2,37 1,91 1,79

xương E-02 E-02 E-02

Da 9,80 8,60 8,25

E-03 E-03 E-03

Lá lách 1,90 2,33 1,75 2,00 2,20

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Tinh hoàn 1,18 1,20 1,13 1,30 1,50

E-02 E-02 E-02 E-02 E-02

Tuyến ức 1,76 9,88 1,17

E-02 E-03 E-02

Tuyến giáp 9,55 1,15 1,08 1,30

E-03 E-02 E-02 E-02

Bàng quang 9,47 9,05 8,92 9,10 1,20

E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Tử cung 1,59 1,40 1,29 1,90

E-02 E-02 E-02 E-02

Toàn thân 1,42 1,25 1,20

18

-2 -x P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P Ghi chú: E-0x ≡ 10P

P P

PF – FDG

E-02 E-02 E-02

, TRp R=1,83h

Bảng 3.12. Liều ước lượng FDG trong các cơ quan từ các báo cáo khác nhau [24]

Liều tương đương trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Cơ Re Br Jon IC O

quan bia ivich ownell es RP[24] LINDA Mejia

1979 1980 19 19 (1 (1)

P

P

(1) (1) 82 (1) 87 (1) ) 1991 (2)

P2

P3,

Thận 2, 2, 1,

P

P

1E-02 4E-02 1,9E-02 1E-02 2, 75E-02 ,6E-02 0E-02

P9

P1,

Phổi 1, 1, 2,

P

P

8E-02 1E-02 1,6E-02 1E-02 1, 05E-02 ,4E-03 0E-02

P2

P2,

Gan 1, 1, 2,

P

P

8E-02 2E-02 1,6E-02 2E-02 1, 93E-02 ,1E-02 3E-02

P2

P2,

Lá 5, 1, 3,

1, 75E-02 lách 0E-02 9E-02 3,9E-02 2E-02 ,0E-02 2E-02

1, 1, Tủy

1,1E-02 1E-02 34E-02 1,1E-02 1,2E-02 đỏ

Tinh 1, 1,

∗§

∗§

∗§

P

P

P

P

hoàn 1,5E-02 5E-02 13E-02 1,3E-02 1,5E-02

P1,

P1,

Bàng 7, 1,

∗£

∗£

P

P

P5,

P6,

3, 9E-02 quang 8E-02 8, 92E-02 7E-01 9,1E-02 1E-01 2E-01

9E-02 6E-02

P

P

P

P2,

P2

P2,

Não 1, 1, 2,

P

P

8E-02 8E-02 6E-02 3, 26E-02 2E-02 ,8E-02 9E-02

P4

P4,

Tim 4, 8, 6,

P

P

5, 50E-02 0E-02 9E-02 4,3E-02 5E-02 ,3E-02 5E-02

P1

P2,

Tuyế 1, 1,

18

-x Ghi chú: E-0x ≡ 10P

-2 P, ví dụ 2,5E-02 ≡ 2,5×10P

P P

PF –

n tụy 2, 33E-02 4E-02 2E-02 ,8E-02 0E-02

FDG , TRp R=1,83h

∗ Ước lượng từ những dữ liệu nghiên cứu trên người (còn lại lấy từ nghiên cứu

§

P

P Ứng với bài tiết ở thời điểm 2 giờ sau khi tiêm

£

P

PỨng với bài tiết ở thời điểm 1 giờ sau khi tiêm

(1)

P

P Liều hấp thụ tính ứng với giá trị S cho người trưởng thành Châu Âu và Châu

động vật)

(2)

P

PLiều hấp thụ tính ứng với giá trị S cho người trưởng thành Nhật Bản

Mỹ

Kết quả tính liều hấp thụ từ dữ liệu động học của Mejia bằng phần mềm OLINDA khá tương

thích với các kết quả tính liều hấp thụ của các tác giả khác và kết quả tính liều hấp thụ của ICRP, có sự

sai khác là do mỗi kết quả sử dụng một nguồn dữ liệu động học khác nhau, đồng thời có sự khác nhau

về phương pháp nghiên cứu cũng như sự biến đổi sinh học trong các nghiên cứu, nhưng không có

trường hợp khác nhau giữa các nghiên cứu này về ý nghĩa thống kê.

Kết quả tính liều hấp thụ từ OLINDA và Mejia với cùng một nguồn dữ liệu động học là phù hợp

nhất, hai kết quả xấp xỉ nhau, cách biệt ít nhất đối với bàng quang và thận, lần lượt là 2% và 5,4%, và

cách biệt trung bình khoảng 12%.

Bảng 3.13. Liều hiệu dụng và liều hiệu dụng tương đương của FDG cho người trưởng thành Châu

Âu - Châu Mĩ, Nhật Bản và Việt Nam.

Liều hiệu dụng ED trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mSv/MBq)

Cơ quan bia Việt Nam Nhật Âu – Mĩ

Bản

Tuyến 7,59 E-05 7,18 6,62 E-05

thượng thận E-05

Não 1,73 E-04 1,61 1,63 E-03

E-04

Vú 5,65 E-04 4,87 4,45 E-03

E-04

Túi mật

Trực tràng 1,99 E-03 1,74 1,67 E-03

E-03

Ruột non 7,83 E-05 6,84 6,55 E-03

E-05

Dạ dày 1,77 E-03 1,55 1,48 E-03

E-03

Manh tràng 7,64 E-05 6,67 6,38 E-03

E-05

Tim

Thận 1,39 E-04 1,28 1,38 E-03

E-04

Gan 1,23 E-03 1,11 9,63 E-04

E-03

Phổi 1,70 E-03 1,12 1,26 E-03

E-03

Cơ 6,44 E-05 5,59 5,34 E-05

E-05

Buồng 2,99 E-03 2,57 2,82 E-03

trứng E-03

Tuyến tụy 9,22 E-05 8,63 1,16 E-04

E-05

Tủy đỏ 1,70 E-03 1,70 1,61 E-03

E-03

Tế bào 2,45 E-04 1,92 1,79 E-04

xương E-04

Da 1,00 E-04 8,66 8,25 E-05

E-05

Lá lách 9,51 E-05 9,13 8,76 E-05

E-05

Tinh hoàn

Tuyến ức 8,90 E-05 4,97 5,48 E-05

E-05

Tuyến giáp 4,87 E-04 5,77 5,41 E-04

E-04

Bàng quang 4,70 E-03 4,53 4,46 E-03

E-03

Tử cung 7,93 E-05 7,02 6,47 E-05

E-05

ED (mSv/MBq) 1,86 E-02 1,65 1,64 E-02

E-02

EDE (mSv/MBq) 2,48 E-02 2,15 2,23 E-02

-2

E-02

-x P, 10P

18

PF – FDG , TRp R=1,83h

Ghi chú: E-0x ≡ ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P

Nhận xét

Do sự chênh lệch khối lượng cơ thể và đa số cơ quan của người Nhật Bản và Châu Âu, Châu Mĩ

-2 hiệu dụng tương đương đối với người Nhật là 2,15.10 P

P mSv/MBq và đối với người Châu Âu là

-2 P mSv/MBq, còn liều hiệu dụng có giá trị xấp xỉ nhau 1,65.10P

-2 P mSv/MBq và 1,64.10P

P

-2 2,23.10P

không đáng kể nên trong các kết quả tính liều giữa hai đối tượng này gần giống nhau, chẳng hạn liều

mSv/MBq. Chỉ có một số cơ quan khối lượng chênh lệch đáng kể thì liều hấp thụ tương ứng trong các

cơ quan này cũng có sự khác nhau giữa hai đối tượng, cụ thể là tuyến tụy, lá lách, tuyến ức, tim, gan,

-2 P mGy/MBq, còn đối với người Châu Âu là 2,33.10P

P mGy/MBq, lớn hơn người Nhật 25,8%.

-2 1,73.10P

phổi. Tuyến tụy là cơ quan có liều hấp thụ khác biệt lớn nhất giữa hai đối tượng, đối với người Nhật là

Kế tiếp là lá lách, liều hấp thụ trong cơ quan này đối với người Nhật lớn hơn 24,9% so với người Châu

Âu. Trong khi đó liều hấp thụ trong phổi, gan, tim, tuyến ức của người Châu Âu lớn hơn người Nhật

lần lượt là 11,4%, 13,4%, 15,1% và 15,4%.

P mSv/MBq,

-2 khối lượng cơ thể và các cơ quan nhỏ hơn. Liều hiệu dụng cho người Việt Nam là 1,86.10 P

Liều hấp thụ đối với người Việt Nam lớn hơn so với người Nhật Bản và Châu Âu – Châu Mĩ do

lớn hơn khoảng 12% so với người Nhật Bản và Châu Âu. Tim, gan, phổi, tuyến ức là các cơ quan có

liều hấp thụ cao hơn rất nhiều so với người Nhật Bản và Châu Âu, lớn hơn liều tương ứng với người

Châu Âu lần lượt là 16,7%, 21,5%, 26,1%, 33,5%. Và sự khác biệt liều của tuyến ức lên đến 43,9% so

với người Nhật. Tuy nhiên cũng có vài cơ quan nhận liều thấp hơn vì khối lượng của chúng lớn hơn, đó

là tuyến giáp và tuyến tụy. Đối với tuyến tụy, liều mà cơ quan này của người Việt Nam nhận được nhỏ

hơn người Châu Âu 21%. Còn đối với tuyến giáp thì liều hấp thụ nhỏ hơn 17% so với người Nhật và

11,6% so với người Châu Âu.

Sau đây, luận văn sẽ tiếp tục đi tính liều cho đối tượng người Việt Nam từ nguồn dữ liệu động

học của Ủy Ban An Toàn Phóng Xạ Quốc Tế ICRP để có những đánh giá sát thực nhất trong việc tính

30B3.3.3.Tính liều từ dữ liệu động học của ICRP

liều bằng OLINDA với chức năng hiệu chỉnh khối lượng so với mô hình chuẩn.

ICRP số 106 (2007) đã đưa ra dữ liệu động học của FDG khi được tiêm vào cơ thể người.

Bảng 3.14. Dữ liệu động học của FDG từ ICRP 106 [20].

f

0A A (%

Cơ quan

TRb R(h)

Não 0,08 0,21 ∞

Tim 0,04 0,11 ∞

Phổi 0,03 0,08 ∞

Gan 0,05 0,13 ∞

0,80

0,06 Các cơ quan và mô khác 0,20 1,70

0,18 1,5

0,56 ∞

Bàng quang 0,24

Người trưởng thành, 15 tuổi, 10 0,26

tuổi

0,23 5 tuổi

1 tuổi

0,16

Những dữ liệu này xác nhận các kết quả trong ICRP số 53 [17], với tỷ lệ hấp thụ 0,04 trong tim,

trong khi tỷ lệ hấp thụ trong não lớn hơn gấp đôi tỷ lệ hấp thụ trong tim, với giá trị là 0,08 ( ICRP số

53[17] cho kết quả 0,06, và của Mejia là 0,07 [24]).

Ngoài ra, có sự hấp thụ đáng kể FDG trong phổi và gan. Các cơ quan và mô khác tỷ lệ hấp thụ

chiếm 0,80. Trong đó 0,3 hoạt độ của các cơ quan và mô khác bài tiết qua đường nước tiểu với thời

gian bán rã sinh học 12 phút (0,2h) chiếm 25% và 1,5h chiếm 75% [20].

Từ những dữ liệu sinh – động học này, kết hợp với phần mềm OLINDA với chức năng hiệu

chỉnh khối lượng cho phép tính liều hấp thụ trong các cơ quan cho người Việt Nam. Ngoài ra nó còn

cho kết quả về tỉ lệ đóng góp vào tổng liều của của cơ quan nguồn tới cơ quan bia (có thể xem ở bảng

PL.4 và PL.5).

Bảng 3.15. Liều ước lượng FDG cho người trưởng thành Việt Nam tính bởi OLINDA

Liều tương đương trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Cơ quan bia Beta Phot Tổng EDE ED

on

Tuyến thượng 3,97 9,21 1,32 0,00 6,59

thận E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Não 2,22 1,70 3,92 2,35 1,96

E-02 E-02 E-02 E-03 E-04

Vú 3,97 6,34 1,03 1,55 5,16

E-03 E-03 E-02 E-03 E-04

Túi mật 3,97 1,07 1,47 0,00 0,00

E-03 E-02 E-02 E-00 E-00

Trực tràng 3,97 1,17 1,57 0,00 1,88

E-03 E-02 E-02 E-00 E-03

Ruột non 3,97 9,80 1,38 0,00 6,88

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Dạ dày 3,97 8,67 1,26 0,00 1,52

E-03 E-03 E-02 E-00 E-03

Manh tràng 3,97 9,38 1,33 0,00 6,67

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tim 5,93 2,16 8,09 4,86 0,00

E-02 E-02 E-02 E-03 E-00

Thận 3,97 7,09 1,11 0,00 5,53

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Gan 1,28 1,34 2,62 1,57 1,31

E-02 E-02 E-02 E-03 E-03

Phổi 1,64 1,07 2,71 3,25 3,25

E-02 E-02 E-02 E-03 E-03

Cơ 3,97 7,50 1,15 0,00 5,74

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Buồng trứng 3,97 1,01 1,40 3,50 2,80

E-03 E-02 E-02 E-03 E-03

Tuyến tụy 3,97 7,35 1,13 0,00 5,66

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tủy đỏ 3,49 8,41 1,19 1,43 1,43

E-03 E-03 E-02 E-03 E-03

Tế bào xương 1,05 8,73 1,92 5,77 1,92

E-02 E-03 E-02 E-04 E-04

Da 3,97 4,77 8,74 0,00 8,74

E-03 E-03 E-03 E-00 E-05

Lá lách 3,97 7,31 1,13 0,00 5,64

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tinh hoàn 3,97 7,61 1,16 0,00 0,00

E-03 E-03 E-02 E-00 E-00

Tuyến ức 3,97 1,28 1,68 0,00 8,38

E-03 E-02 E-02 E-00 E-05

Tuyến giáp 3,97 4,46 8,43 2,53 4,21

E-03 E-03 E-03 E-04 E-04

Bàng quang 8,98 4,93 1,39 8,35 6,96

E-02 E-02 E-01 E-03 E-03

Tử cung 3,97 1,80 2,19 1,32 1,10

E-03 E-02 E-02 E-03 E-04

Toàn thân 5,26 7,93 1,32 0,00 0,00

E-03 E-03 E-02 E-00 E-00

Liều hiệu dụng tương đương EDE 2,90 E-02

(mSv/MBq)

18

-x Ghi chú: E-0x ≡ 10P

-2 P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P

P P

PF –

Liều hiệu dụng ED (mSv/MBq) 2,12 E-02

FDG , TRp R=1,83h

Nhận xét

Kết quả tính liều ở bảng trên cho người trưởng thành Việt Nam từ phần mềm OLINDA với dữ

liệu động học từ ICRP, liều hiệu dụng lớn hơn 12% so với tính liều từ dữ liệu của Mejia . Như vậy hai

- Trong các bảng tính liều ở các phần trên chúng ta thấy rằng liều hiệu dụng tương đương là 2,4.10P

2

-2 P mSv/MBq trong nghiên cứu của Mejia [24], tương đương với kết quả 2,38.10P

P mSv/MBq tính bằng

kết quả từ hai nguồn dữ liệu động học khá phù hợp với nhau.

-2 P; 4,5.10P

-2 P và 2,9.10P

P mGy/MBq trong kết quả của Mejia. Các cơ quan

-1 liều cao, tương ứng là 1,2.10P

phần mềm OLINDA từ dữ liệu của T.Hays. Các cơ quan như bàng quang, tim, não là các cơ quan nhận

này nhận liều cao vì chúng đóng vai trò vừa là cơ quan nguồn vừa là cơ quan bia, nơi tập trung FDG

lớn, vừa nhận được năng lượng từ bêta, photon (gamma) do chính nó phát ra, vừa nhận được năng

-2 P đến 3,0.10P

P mGy/MBq, vì một số cơ quan bia đóng vai trò là cơ quan nguồn

-2 trong khoảng từ 1,0.10P

lượng từ photon do các các cơ quan nguồn khác chiếu đến. Các cơ quan còn lại nhận liều thấp hơn,

nhưng FDG tập trung ít, nên năng lượng nhận được bé hơn, hoặc có nhiều cơ quan bia không phải là cơ

quan nguồn, nên phần lớn chỉ nhận được năng lượng từ photon do các cơ quan nguồn khác chiếu tới,

nếu nó xa nguồn thì năng lượng photon còn bị suy giảm nhiều do tương tác trên đường đi, đồng thời

beta có quãng chạy ngắn nên hầu hết bị hấp thụ trong cơ quan nguồn.

7BKẾT LUẬN

18

PF-FDG

Tính liều chiếu trong bằng chương OLINDA trong chẩn đoán với dược chất phóng xạ P

đưa đến một số kết luận sau:

Liều đóng góp trung bình của photon vào tổng liều chiếm tỉ trọng lớn hơn khá nhiều so với liều

đóng góp trung bình của bêta, chiếm khoảng 65% so với tổng liều, gấp khoảng 1,8 lần tỷ lệ đóng góp

của bêta vào tổng liều. Khi cơ quan nguồn trùng cơ quan bia, liều đóng góp của photon nhỏ hơn liều

đóng góp của bêta vào tổng liều.

Do sự chênh lệch khối lượng cơ thể và đa số cơ quan của người Nhật Bản và Châu Âu - Châu Mĩ

không đáng kể nên trong các kết quả tính liều giữa hai đối tượng này xấp xỉ nhau.

Liều ước lượng cho người Việt Nam lớn hơn so với người Nhật Bản và Châu Âu – Châu Mĩ do

khối lượng cơ thể và các cơ quan nhỏ hơn. Liều hiệu dụng cho người Việt Nam lớn hơn khoảng 12%

so với người Nhật Bản và Châu Âu.

Tính liều chiếu trong với dược chất phóng xạ FDG từ các nguồn dữ liệu động học khác nhau

nhưng cho chúng ta các kết quả gần giống nhau, điều đó đã xác nhận độ tin cậy của nguồn dữ liệu, từ

đó chúng ta áp dụng tính liều cho người Việt Nam bằng phần mềm OLINDA với chức năng hiệu chỉnh

khối lượng, từ hai nguồn dữ liệu động học, của Mejia và ICRP. Những giá trị tính liều trên có ý nghĩa

tham chiếu cho các bác sĩ để đưa ra liều cấp cho từng đối tượng bệnh nhân hợp lý nhất. Điều này là rất

cần thiết vì nếu áp dụng liều tính cho người Châu Âu hay Nhật Bản, sẽ có sự khác biệt khá lớn so với

người Việt nam, khi đó chúng ta có thể nhận liều quá cao, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe bệnh nhân và

18

hiệu quả chẩn đoán cũng như điều trị. Chẳng hạn trong chẩn đoán tim hay não người ta cấp cho bệnh

-2 PF-FDG là 740MBq [25], thì bệnh nhân nhận một liều hiệu dụng 13,6.10P

P

nhân Âu – Mĩ một lượng P

-2 P mSv/MBq so với 1,84.10P

P mSv/MBq cho người Âu - Mĩ. Do đó để chẩn đoán cho hiệu quả

-2 2,12.10P

mSv, đối với người Việt Nam nhận một liều hiệu dụng trên một đơn vị hoạt độ ban đầu cao hơn,

18

P mSv, khi đó chỉ cần cung cấp cho họ một lượng hoạt độ P

PF-FDG ban đầu

-2 một liều hiệu dụng 13,6.10P

tương đương với người Âu – Mĩ và giảm thiểu tác hại của bức xạ, bệnh nhân Việt Nam có thể nhận

khoảng 640MBq, giảm 100MBq so với hoạt độ cấp cho người Âu - Mĩ.

Phương pháp tính liều cố định trong YHHN thường là theo kinh nghiệm của bác sĩ, tuy nhanh,

gọn và tốn ít chi phí nhưng có hạn chế là hoạt độ cấp cho bệnh nhân chưa thật sự tối ưu để đạt hiệu quả

chẩn đoán mà vẫn an toàn cho bệnh nhân. Do đó việc xác định liều cho từng đối tượng bệnh nhân là rất

cần thiết, sử dụng phần mềm OLINDA, luận văn mong muốn đem đến một phương pháp tính liều khả

thi cho người Việt Nam, những giá trị tính liều từ chương trình OLINDA sẽ dùng để các bác sĩ tham

khảo trong việc ra quyết định cấp liều cho bệnh nhân trong chẩn đoán và điều trị bằng YHHN.

18

PF-

HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Luận văn có thể phát triển theo hướng là thực hiện nghiên cứu để xác định dữ liệu động học P

FDG cho người Việt Nam, từ đó sử dụng công cụ phần mềm OLINDA/EXM với chức năng hiệu chỉnh

khối lượng để tính liều cho các đối tượng bệnh nhân ở các độ tuổi khác nhau, đặc biệt là phụ nữ mang

thai – nguy cơ bức xạ tác hại lớn cho họ và bào thai khi chẩn đoán bằng YHHN.

8BTÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

[1] Phan Sĩ An (2000), Bài giảng y học hạt nhân, Nxb Y Học, Hà Nội.

[2] Phan Sĩ An (1999), Tình Hình Y Học Hạt Nhân Của Các Nước Trong Vùng Và Chiến Lược

Phát Triển Của Chúng Ta, Nxb Y Học, Hà Nội.

[3] Phan Sĩ An, Nguyễn Thành Chương, Trần Đình Hà, Mai Trọng Khoa, Nguyễn Đắc Nhật,

Nguyễn Thị The, Đào Bích Thủy, Trần Xuân Trường (2005),Y học hạt nhân, Nxb Y học, Hà Nội.

[4] Bộ Khoa Học Và Công Nghệ (2006), Y Học Hạt Nhân: Những Bước Phát Triển Mới, Tạp Chí

Tia Sáng.

[5] Phan Văn Duyệt (2000), Y học hạt nhân, Nxb Y Học, Hà Nội.

[6] Nguyễn Xuân Phách (2002), Giáo trình Y học hạt nhân, Học viện quân y, Hà Nội.

[7] Nguyễn Đông Sơn (2005), Bài giảng vật lý hạt nhân ứng dụng trong Nông Y Sinh, Trường

ĐHKHTN Tp.HCM, Tp.HCM.

Tiếng Anh:

[8] Mones Berman (1976), mm/mird pamphlet no. 12: Kinetic Models for Absorbed Dose

Calculations, Society of Nuclear Medicine, New York.

[9] J.J. Bevelacqua (2005), Internal Dosimetry Primer, Radiation Protection Management

22(5).

[10] Scott H. Britz-Cunningham, S. James Adelstein (2003), “Modeculer Targeting with

Radionuclides: State of the Science”, The Journal of Nuclear Medicine 44(2), 1945 - 1961.

[11] Landon Clack, Michael Stabin, Michael Fernald, W. Paul Segars (2008), “ Special

Absorbed Fraction for Obese and Normal Weight Adult”, The Journal of Nuclear Medicine

49(supplement 1). Astract.

[12] Landon D. Clack, Michael G. Stabin, Michael J. Fernal, Aaron B. Brill (2010), “Changes

in Radiation Dose with Variations in Human Anatomy: Moderately and Severely Obese Adults”, The

Journal of Nuclear Medicine 51(6), 929 – 932.

[13] Marguerite T. Hays, George M. Segall (1999), A Mathematiccal Model for the Distribution

of Fluorodeoxyglucose in Humans, The Jounal of Nuclear Medicine 1999, 40(8).

18

PF-FDG, The Journal of

[14] Marguerite T. Hays, Evelyn E. Watson, Stephen R. Thomas, Michael G. Stabin (2002),

MIRD Dose Estimate Report N.19: Radiation Absorbed Dose Estimates from P

Nuclear Medicine 2002, 43(2).

[15] W.B Li, C. Hoeschen (2010), Uncertainty and Sensitivity Analysis of Biokinetic Models

for Radiophamaceutical Used in Nulear Medicine, Radiation Protection Dosimetry 2010, 139(1 – 3):

228 – 231.

[16] IAEA (1998), Compilation of anatomical, physiological and metabolic characteristics

for a Reference Asian, IAEA TECDOC 1005.

[17] ICRP (1988), Radiation Dose to Patient from Radiophamaceuticals, ICRP Publication 53.

[18] ICRP (1998), Radiation Dose to Patient from Radiophamaceuticals, ICRP Publication 80.

[19] ICRP (2007), Recommendations of the International Commission on Radiation Protection,

ICRP Publication 103.

[20] ICRP (2008), Radiation Dose to Patient from Radiophamaceuticals, ICRP Publication 106.

[21] Amin I Kasiss, S. James Adelstein (2004), Radiobiologic Principle In Radionuclide

Therapy, J Nucl Med 45(11).

[22] Glenn F. Knoll (2000), Radiation detection and measurement, John Wiley & Sons, Canada.

[23] Patrick M. Marine, Michael G. Stabin, Michael J. Fernald, Aaron B. Brill (2010),

Changes in Radiation Dose with Variations in Human Anatomy: Larger and Smaller Normal – Stature

Adult, The Jounal of Nuclear Medicine 2010, 51(5).

[24] Alvaro A. Mejia, Takashi Nakamura, Itoh Masatoshi, Jun Hatazawa, Matsumoto Masaki,

Shoichi Watanuki (1991), Radionuclide Kinetics in MIRD Dose Calculations, J Nucl Med 1991, 32:

621 - 624.

[25] Fred A. Mettler, Walter Huda, Terry T. Yoshizumi, Mahadevappa Mahesh (2008),

Effective Doses in Radiology and Diagnostic Nuclear Medicine, 1TRadiology1T 248(1) : 254-263.

[26] National Cancer Institute (2006), Cancer Epidemiology In Older Endolescents And Young

Adult 15 To 29 Year Of Age Including Incident And Survival 1975 – 2000, A Children’s Oncology

Group And Seer Publication.

[27] E.B. Podgorsak (2005), Radiation Oncology Physics: A Handbook For Teachers And

Students, International Atomic Energy Agency, Vienna.

[28] Nicole T. Ranger (2000), The AAPM/RSNA Physics Tutorial For Residents, Radiation

Detectors in Nulear Medicine, RadioGraphics 1999, 19: 481 - 502.

[29] Antonion Fernando Goncalves Rocha, John Charles Harbert (1978), Texbook of Nuclear

Medicine: Basic Science, Lea and Febiger, Philadenphia.

[30] George Sgouros (2005), Dosimetry Of Internal Emitters, J Nucl Med 46(1).

[31] Douglas J. Simpkin (2000), The AAPM/RSNA Physics Tutorial For Residents, Radiation

Interactions And Internal Dosimetry In Nuclear Medicine, RadioGraphics 2000, USA.

[32] Walter S. Snyder, Mary R. Ford, and Gordon G. Warner (1978), mm/mird pamphlet no. 5,

Society of Nuclear Medicine, New York.

[33] Walter S. Snyder, Mary R. Ford, and Gordon G. Warner (1975), mm/mird pamphlet no. 11,

Society of Nuclear Medicine, New York.

[34] Michael G. Stabin, James B. Stubbs, Richard E. Toohey (1996), Radiation Dose Estimates

for Radiopharmaceuticals, Radiation Internal Dose Information Center, Oak Ridge.

[35] Michael G. Stabin (2004), OLINDA 1.0 Documentation Package, Valderbilt University,

USA.

[36] Michael G. Stabin, Richard B.Sparks, Eric Crowe (2005), “OLINDA/EXM: The second –

Generation Personal Computer Software for Internal Dose Assessment in Nuclear Medicine”, The

Journal Of Nuclear Medicine 46(6), 1023 - 1027.

[37] Michael G. Stabin (2008), “Uncertainties In Internal Dose Caculations For

Radiopharmaceuticals”, The Journal Of Nuclear Medicine 49(2), 853 – 860.

[38] Michael G. Stabin (2008), Fundamentals of Nuclear Medicine Dosimetry, Spinger, New

York.

[39] Richard E. Toohey, Michael G. Stabin, Evelyn E.Watson (2000), The AAPM/RSNA Physics

Tutorial For Residents, Internal Radiation Dosimetry: Principle And Aplications, RadioGraphics 2000,

20: 533 – 546.

[40] Lawrence E. Wiliams (2008), Anniversary Paper: Nuclear medidine: Fifty years and still

counting, Medicals Physics 35(7).

[41] Wesley W. Wooten (1983), Radionuclide Kinetics in MIRD Dose Calculations, J Nucl

Med 24: 621 - 624.

[42] Pat B. Zanzonico (2000), Internal Radionuclide Radiation Dosimetry: A Review of Basic

Concepts and Recent Developments, J Nucl Med 2000, 41: 297 - 308.

Trang web

[43] 3Thttp://www.dalat.gov.vn3T

[44] 3Thttp://www.tiasang.com.vn3T

3Thttp://radiology.rsna.org/content/248/1/254.full3T

3Thttp://www.fda.gov/Radiation-Emitting

[45]

Products/Radiation Emitting Products [46]

andProcedures/MedicalImaging/MedicalX-Rays/ucm115329.htm3T

3Thttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2696677/3T

3Thttp://www.cardinal.com/nps3T

[47]

[48]

3Thttp://www.doseinfo-radar.com3T

3Thttp://www.icrp.org/3T

[49]

[50]

[51] http://www.euronuclear.org/

[52] http://www.varacsac.org.vn/

9BPHỤ LỤC

Bảng PL.1. Liều ước lượng FDG tính bằng OLINDA cho người người trưởng thành Châu Âu,

Châu Mĩ từ dữ liệu động học của Mejia

Liều tương đương trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Cơ quan bia Beta Phot Tổng EDE ED

on

Tuyến thượng 3,71 9,52 1,32 0,00 6,62

thận E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Não 1,79 1,47 3,26 1,95 1,63

E-02 E-02 E-02 E-03 E-03

Vú 3,71 5,19 8,91 1,34 4,45

E-03 E-03 E-03 E-03 E-03

Túi mật 3,71 1,02 1,39 0,00 0,00

E-03 E-02 E-02 E-00 E-00

Trực tràng 3,71 1,02 1,39 0,00 1,67

E-03 E-02 E-02 E-00 E-03

Ruột non 3,71 9,38 1,31 0,00 6,55

E-03 E-03 E-02 E-00 E-03

Dạ dày 3,71 8,65 1,24 0,00 1,48

E-03 E-03 E-02 E-00 E-03

Manh tràng 3,71 9,05 1,28 0,00 6,38

E-03 E-03 E-02 E-00 E-03

Tim 3,84 1,66 5,50 3,30 0,00

E-02 E-02 E-02 E-03 E-00

Thận 1,59 1,16 2,75 1,65 1,38

E-02 E-02 E-02 E-03 E-03

Gan 8,48 1,08 1,93 1,40 9,63

E-03 E-02 E-02 E-03 E-04

Phổi 3,32 7,19 1,05 1,26 1,26

E-03 E-03 E-02 E-03 E-03

Cơ 3,71 6,97 1,07 0,00 5,34

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Buồng trứng 3,71 1,04 1,41 3,53 2,82

E-03 E-02 E-02 E-03 E-03

Tuyến tụy 1,16 1,16 2,33 0,00 1,16

E-02 E-02 E-02 E-00 E-04

Tủy đỏ 5,36 8,04 1,34 1,61 1,61

E-03 E-03 E-02 E-03 E-03

Tế bào xương 9,51 8,36 1,79 5,36 1,79

E-03 E-03 E-02 E-04 E-04

Da 3,71 4,53 8,25 0,00 8,25

E-03 E-03 E-03 E-00 E-05

Lá lách 8,05 9,48 1,75 0,00 8,76

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tinh hoàn 3,90 7,37 1,13 0,00 0,00

E-03 E-03 E-02 E-00 E-00

Tuyến ức 3,71 7,96 1,17 0,00 5,48

E-03 E-03 E-02 E-00 E-05

Tuyến giáp 3,71 7,11 1,08 3,25 5,41

E-03 E-03 E-02 E-04 E-04

Bàng quang 5,87 3,06 8,92 5,35 4,46

E-02 E-02 E-02 E-03 E-03

Tử cung 5,27 1,24 1,29 0,00 6,47

E-04 E-02 E-02 E-00 E-05

Toàn thân 4,71 7,29 1,20 0,00 0,00

E-03 E-03 E-02 E-00 E-00

Liều hiệu dụng tương đương EDE 2,23 E-02

(mSv/MBq)

18

-x Ghi chú: E-0x ≡ 10P

-2 P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P

P P

PF –

Liều hiệu dụng ED (mSv/MBq) 1,64 E-02

FDG , TRp R=1,83h

Bảng PL.2. Các cơ quan nguồn đóng góp tới tổng liều của cơ quan bia trong kết quả tính liều

bằng OLINDA từ dữ liệu đông học của Mejia

Tỷ lệ đóng góp vào tổng liều của cơ quan nguồn tới cơ quan bia

Cơ quan bia Tự T Từ Từ Từ Từ

ừ bàng não tim các cơ phần còn liều∗

quang quan nội lại của cơ

tạng khác thể

Tuyến 5,58 4,8 2,25 7,43 5,

thượng thận 38E-03 E-04 6E-02 E-01 E-01

Não 9,3 9,31 4,6 4,03 6,45 8,

1E-01 51E-06 E-01 0 E-04 E-03 E-02

Vú 2,94 7,2 5,91 8,64 1,

50E-03 E-03 5 E-02 E-02 E-01

Túi mật 2,35 2,1 2,27 7,38 1,

36E-02 E-04 0 E-02 E-01 E-01

Trực tràng 3,56 1,5 2,83 8,07 1,

63E-01 E-05 8 E-03 E-02 E-01

Ruột non 8,92 4,9 6,31 8,66 6,

59E-02 E-05 3 E-03 E-01 E-01

Dạ dày 4,87 4,4 1,04 8,42 9,

23E-03 E-04 2 E-02 E-01 E-01

Manh tràng 1,09 5,8 7,78 8,65 5,

13E-02 E-04 4 E-03 E-02 E-01

5,70 8,7 2,20 9,81 Tim 8,7 3,

9E-01 30E-04 E-04 9 E-01 E-02 E-02

Thận 7,5 1,15 6,6 8,07 1,81 4,

6E-01 83E-03 E-04 8 E-03 E-01 E-01

Gan 6,00 2,5 7,69 2,00 7,3 4,

9E-01 20E-03 E-04 8 E-02 E-01 E-01

Phổi 6,06 8,9 4,64 4,39 3,8 1,

3E-01 10E-03 E-03 6 E-02 E-01 E-01

Cơ 1,17 2,0 5,21 8,63 5,

32E-02 E-02 0 E-02 E-02 E-01

Buồng trứng 4,26 2,9 3,30 8,16 1,

48E-01 E-05 5 E-03 E-02 E-01

Tuyến tụy 6,1 3,93 3,2 7,03 2,61 3,

1E-01 84E-03 E-04 0 E-02 E-01 E-01

Tủy đỏ 2,4 3,41 2,0 2,91 6,27 2,

6E-01 76E-02 E-02 7 E-02 E-01 E-01

Tế bào 4,41 1,0 1,23 8,10 1,

22E-02 E-02 3 E-02 E-01 E-01 xương

3,03 1,2 3,54 8,98 2, Da

42E-02 E-02 1 E-02 E-02 E-01

Lá lách 6,1 7,16 1,9 6,88 2,87 4,

4E-01 34E-03 E-04 8 E-02 E-01 E-01

Tinh hoàn 4,1 9,66 4,4 4,18 4,46 1,

3E-01 35E-01 E-06 1 E-04 E-01 E-01

Tuyến ức 5,81 1,3 4,42 8,17 9,

86E-04 E-03 2 E-01 E-02 E-01

Tuyến giáp 6,71 1,0 1,90 9,03 2,

23E-04 E-02 6 E-02 E-02 E-01

Bàng quang 8,8 3,40 9,5 2,90 1,16 8,

1E-01 81E-01 E-06 2 E-05 E-03 E-01

Tử cung 5,1 4,24 2,1 7,98 5,38 3,

0E-02 80E-01 E-05 2 E-03 E-02 E-01

Toàn thân 6,41 3,8 1,00 7,54 4,

-2 -x P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P Ghi chú: E-0x ≡ 10P

P

32E-02 E-02 1 E-02 E-01 E-01

18

Cơ quan bia cơ quan nguồn trùng và ∗

PF – FDG , TRp R=1,83h

nhau P

Bảng PL.3. Liều ước lượng FDG cho người Âu - Mĩ ở các độ tuổi khác nhau từ ICRP số 106 [20]

Liều tương đương trên một đơn vị hoạt độ ban đầu (mGy/MBq)

Cơ quan bia Ngườ 15 10 5 1

i trưởng tuổi tuổi tuổi tuổi

thành

Tuyến 1,2 E- 1, 2,4 3,9 7,1

thượng thận 02 6 E-02 E-02 E-02 E-02

Bàng quang 1,3 E- 2,5 3,4 4,7 1,

6 E-01 E-01 E-01 E-01 01

Bề mặt 1,1 E- 2,2 3,4 6,4 1,

xương 4 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Não 3,8 E- 4,1 4,6 6,3 3,

02 9 E-02 E-02 E-02 E-02

Vú 8,8 E- 1,8 2,9 5,6 1,

03 1 E-02 E-02 E-02 E-02

Túi mật 1,3 E- 2,4 3,7 7,0 1,

02 6 E-02 E-02 E-02 E-02

Dạ dày 1,1 E- 2,2 3,5 6,7 1,

02 4 E-02 E-02 E-02 E-02

Ruột non 1,2 E- 2,5 4,0 7,3 1,

02 6 E-02 E-02 E-02 E-02

Ruột kết 1,3 E- 2,5 3,9 7,0 1,

02 6 E-02 E-02 E-02 E-02 (Manh tràng

1,2 E- 2,4 3,8 7,0 1, (Trực tràng

02 5 E-02 E-02 E-02 E-02)

1,4 E- 2,7 4,1 7,0 1,

02 7 E-02 E-02 E-02 E-02)

Tim 6,7 E- 1,3 2,1 3,8 8,

02 7 E-02 E-01 E-01 E-01

Thận 1,7 E- 2,9 4,5 7,8 2,

1 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Gan 2,1 E- 4,2 6,3 1,2 2,

8 E-02 E-02 E-02 E-01 02

Phổi 2,0 E- 4,1 6,2 1,2 2,

9 E-02 E-02 E-02 E-01 02

Cơ 1,0 E- 2,0 3,3 6,2 1,

3 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Thực quản 1,2 E- 2,2 3,5 6,6 1,

5 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Buồng trứng 1,4 E- 2,7 4,3 7,6 1,

8 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Tuyến tụy 1,3 E- 2,6 4,0 7,6 1,

6 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Tủy đỏ 1,1 E- 2,1 3,2 5,9 1,

4 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Da 7,8 E- 1,5 2,6 5,0 9,

6 E-03 E-02 E-02 E-02 03

Lá lách 1,1 E- 2,1 3,5 6,6 1,

4 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Tinh hoàn 1,1 E- 2,4 3,7 6,6 1,

4 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Tuyến ức 1,2 E- 2,2 3,5 6,6 1,

5 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Tuyến giáp 1,0 E- 2,1 3,4 6,5 1,

3 E-02 E-02 E-02 E-02 02

Tử cung 1,8 E- 3,6 5,4 9,0 2,

2 E-02 E-02 E-02 E-02 02

1, Các cơ quan 1,2 E- 2,4 3,8 6,4

còn lại 5 E-02 E-02 E-02 E-02 02

ED 1,9 E- 2, 3,7 5,6 9,5

(mSv/MBq) 02 4 E-02 E-02 E-02 E-02

-x 10P

P,

- 2,5×10P

2

18

P P

PF – FDG , TRp R=1,83h

Ghi chú: E-0x ≡ ví dụ 2,5 E-02 ≡

Bảng PL.4. Các cơ quan nguồn đóng góp tới tổng liều của cơ quan bia cho người trưởng thành

Âu - Mĩ tính bởi OLINDA từ dữ liệu động học của ICRP 106

Tỷ lệ đóng góp vào tổng liều của cơ quan nguồn tới cơ quan bia

Tự Từ Từ Từ Từ Từ

bàng não tim các cơ phần còn liều∗

quang quan nội lại của cơ

tạng khác thể

Tuyến 9,5 7,31 6,97 1,64 7,56

thượng thận 5 E-03 E-04 E-02 E-01 E-01

Não 9,4 1,1 9,49 5,14 5,74 4,99

9 E-01 8 E-05 E-01 E-04 E-04 E-02

Vú 2,5 3,65 9,86 9,32 8,02

2 E-03 E-03 E-02 E-02 E-01

Túi mật 2,3 3,01 2,94 2,30 7,16

6 E-02 E-04 E-02 E-01 E-01

Trực tràng 2,6 4,26 2,07 5,89 7,27

5 E-01 E-05 E-03 E-03 E-01

Ruột non 1,15 6,95 3,69 8,41 1,1

5 E-01 E-04 E-03 E-02 E-01

Dạ dày 1,6 6,45 6,42 7,06 8,48

6 E-02 E-04 E-02 E-02 E-01

Manh tràng 9,0 1,40 8,28 5,86 8,43

0 E-02 E-04 E-03 E-02 E-01

Tim 9,0 4,2 5,36 9,06 2,35 6,95

6 E-01 1 E-04 E-04 E-01 E-02 E-02

Thận 2,0 3,57 2,26 1,08 8,49

2 E-02 E-04 E-02 E-01 E-01

Gan 7,7 6,49 3,06 7,96 1,66 6,1

7 E-01 7 E-03 E-04 E-02 E-01 E-01

Phổi 6,9 9,2 3,77 6,11 7,28 2,06

5 E-01 4 E-04 E-03 E-02 E-01 E-01

Cơ 9,1 1,48 2,77 4,73 8,19

2 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Buồng trứng 2,4 5,14 2,70 1,22 7,44

1 E-01 E-05 E-03 E-02 E-01

Tuyến tụy 1,1 8,72 7,78 1,27 7,82

6 E-02 E-04 E-02 E-01 E-01

Tủy đỏ 5,48 3,65 6,02 7,88 6,0

1 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Tế bào 2,3 6,27 1,60 2,88 8,69

xương 5 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Da 4,2 3,91 1,71 3,34 8,68

4 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Lá lách 1,1 1,44 4,37 5,93 8,85

8 E-02 E-03 E-02 E-02 E-01

Tinh hoàn 2,1 1,19 5,96 1,24 7,72

5 E-01 E-05 E-04 E-02 E-01

Tuyến ức 7,08 1,76 7,33 7,42 1,6

3 E-03 E-03 E-01 E-02 E-01

Tuyến giáp 3,9 8,72 1,50 2,44 8,73

4 E-04 E-02 E-02 E-02 E-01

Bàng quang 9,3 9,3 2,65 8,14 9,16 6,80

1 E-01 1 E-01 E-06 E-05 E-04 E-02

Tử cung 4,2 3,52 1,93 8,03 5,61

9 E-01 E-05 E-03 E-03 E-01

Toàn thân 7,2 7,95 5,17 9,32 7,03

-2 -x P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P Ghi chú: E-0x ≡ 10P

P

18

6 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

PF

∗ Cơ quan bia và cơ quan nguồn trùng nhau P

– FDG , TRp R=1,83h

Bảng PL.5. Các cơ quan nguồn đóng góp tới tổng liều của cơ quan bia cho người trưởng thành

Việt Nam tính bởi OLINDA từ dự liệu động học của ICRP 106

Tỷ lệ đóng góp vào tổng liều của cơ quan nguồn tới cơ quan bia

Tự Từ Từ Từ Từ Từ

bàng não tim các cơ phần còn liều∗

quang quán nội lại của cơ

tạng khác thể

Tuyến 9,2 7,04 6,73 1,57 7,65

thượng thận 2 E-03 E-04 E-02 E-01 E-01

Não 9,4 1,1 9,49 5,07 1,18 4,93

9 E-01 6 E-05 E-01 E-04 E-03 E-02

Vú 2,5 3,67 9,92 9,46 8,00

4 E-03 E-03 E-02 E-02 E-01

Túi mật 2,3 2,96 2,89 2,27 7,21

2 E-02 E-04 E-02 E-01 E-01

Trực tràng 2,6 4,18 2,03 6,93 7,32

0 E-01 E-05 E-03 E-03 E-01

Ruột non 1,13 6,82 3,61 8,44 1,1

3 E-01 E-04 E-03 E-02 E-01

Dạ dày 1,6 6,32 6,28 6,83 8,52

2 E-02 E-04 E-02 E-02 E-01

Manh tràng 8,8 1,38 8,11 5,75 8,46

2 E-02 E-04 E-03 E-02 E-01

Tim 9,1 4,0 5,11 9,10 2,29 6,62

0 E-01 1 E-04 E-04 E-01 E-02 E-02

Thận 1,8 3,33 2,11 1,01 8,59

9 E-02 E-04 E-02 E-01 E-01

Gan 7,7 6,19 2,92 8,06 1,58 5,8

8 E-01 8 E-03 E-04 E-02 E-01 E-01

Phổi 7,1 8,5 3,50 5,67 7,47 1,92

7 E-01 8 E-04 E-03 E-02 E-01 E-01

Cơ 8,9 1,44 2,70 4,65 8,23

1 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Buồng trứng 2,2 4,38 2,54 1,14 7,59

7 E-01 E-05 E-03 E-02 E-01

Tuyến tụy 1,0 7,72 6,89 1,13 8,07

2 E-02 E-04 E-02 E-01 E-01

5,5 Tủy đỏ 5,09 3,39 5,64 8,03

8 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Tế bào 2,0 5,43 1,38 2,45 8,87

xương 4 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Da 4,1 3,79 1,65 3,25 8,72

1 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

Lá lách 1,1 1,37 4,16 5,69 8,90

3 E-02 E-04 E-02 E-02 E-01

Tinh hoàn 2,1 1,13 5,64 1,42 7,85

3 E-01 E-05 E-04 E-03 E-01

1,7 Tuyến ức 7,63 1,89 7,96 7,22

5 E-03 E-03 E-01 E-02 E-01

Tuyến giáp 3,1 6,93 1,20 1,94 8,99

3 E-04 E-02 E-02 E-02 E-01

Bàng quang 9,2 9,2 2,89 8,87 8,08 7,61

3 E-01 3 E-01 E-06 E-05 E-04 E-02

Tử cung 4,2 3,52 1,93 8,03 5,62

8 E-01 E-05 E-03 E-03 E-01

Toàn thân 7,0 7,99 5,12 9,38 7,05

1 E-02 E-02 E-02 E-02 E-01

-2

-x P, ví dụ 2,5 E-02 ≡ 2,5×10P Ghi chú: E-0x ≡ 10P

18

PF

∗ Cơ quan bia và cơ quan nguồn trùng nhau P

– FDG , TRp R=1,83h