An toàn bức xạ trong X-quang chẩn đoán

An toàn bức xạ trong X-quang chẩn đoán

MỤC L

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ TIA X ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG X-QUANG CHẨN ĐOÁN 5

1.1 Phát hiện ra tia X: 5

1.2 Cách tạo ra tia X 6

1.2.1 Ống Rơn-ghen 6

1.2.2 Ống Coolidge 7

1.3 Bức xạ tia X 9

1.4 Phổ tia X 10

1.4.1 Bức xạ kìm hãm 10

1.4.2 Bức xạ đặc trưng 11

1.4.3 Bức xạ tổng hợp 12

1.4.4 Ảnh hưởng của các tham số, yếu tố tới chất lượng và số lượng tia X bức xạ 12

1.4.5 Những đặc trưng cơ bản của tia X 13

CHƯƠNG 2: BẢO VỆ AN TOÀN BỨC XẠ TRONG X-QUANG CHẨN ĐOÁN 14

2.1 Bảo vệ an toàn đối với các tia X 14

2.2 Kiểm xạ các cơ sở X-quang 16

2.3 Các nguyên tắc cơ bản và tổ chức bảo vệ an toàn 17

2.4 Bảo vệ an toàn đối với X-quang chẩn đoán 19

2.5 Các biện pháp bảo vệ an toàn bức xạ cho mỗi nhóm đối tượng bị chiếu xạ 20

CHƯƠNG 3: BẢO VỆ CHỐNG PHÓNG XẠ TRONG XẬY DỰNG PHÒNG X-QUANG CHẨN ĐOÁN 22

3.1 Hiện trạng các phòng X-quang chẩn đoán ở Việt Nam 22

3.2 Thiết kế phòng chụp X-quang chẩn đoán đạt tiêu chuẩn 24

3.3 Nhưng điều cần chú ý trong thi công xây dựng phòng X-quang chẩn đoán 29

KẾT LUẬN 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

DANH MỤC HÌNH ẢNHY

Hình 1: Ảnh chụp X quang bàn tay trái của vợ ông Rơnghen do chính ông Rơnghen

thực hiện vào ngày 23 tháng 01 năm 1896 trong một buổi thuyết trình 5

Hình 2: Ống Rơnghen 6

Hình 3: Ống Cooldge 7

Hình 4: Bóng X-quang trong nha khoa 8

Hình 5: Bóng X-quang Trong máy chụp X-quang thông thường 8

Hình 6: Bóng X-quang trong các máy CT hoặc CAT 9

Hình 7: Biểu đồ bức xạ liên tục và bức xạ rời rạc với năng lượng tia X biến đổi từ 5 keV đến 80 keV 11

Hình 8: Năng lượng liên kết giữa các quỹ đạo với hạt nhân nguyên tử 12

Hình 9: Phòng chụp X-Quang 23

Hình 10: Phòng chụp X-quang không đủ tiêu chuẩn điện tích 24

Hình 11: Cấu trúc phòng X-quang đạt tiêu chuẩn 25

Hình 12: Một cơ sở X-quang gồm các phòng riêng biệt 27

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay việc sử dụng các nguồn bức xạ trong tự nhiên và nhân tạo trong việcchuẩn đoán và điều trị rất phổ biến ở nước ta như: các thiết bị chiếu, chụp X quangthông thường; máy chụp cắt lớp điện toán; các thiết bị chụp mạch; máy gia tốc tuyếntính; các thiết bị xạ trị (từ xa và áp sát)… Do tính nguy hiểm của các tia bức xạ nênngười sử dụng khi vận hành các thiết bị cần nắm vững và tuân thủ các hệ thống phápquy, các tiêu chuẩn và nội quy về an toàn bức xạ để đảm bảo an toàn cho chính mình

và bệnh nhân

Trong đó, phương pháp sử dụng máy phát tia X để chiếu, chụp ảnh chẩn đoánbệnh trong y tế ở nước ta suốt nhiều thập kỷ qua mới chỉ đơn thuần nhìn nhận ở khíacạnh lợi ích và hiệu quả có tính chất hiển thị của phương pháp Còn cách sử dụng, giớihạn sử dụng kỹ thuận này, tức là nhứng đòi hỏi nghiêm ngặt về mặt chuyên môn và kỹthuật của phương phá, bao gồm nhiều yếu tố đã không được đề cập, không được xemxét đến Qua công tác điều tra, thống kê, đánh giá thực trạng an toàn bức xạ tại nhiềuđịa phương trong cả nước đã cho thấy: chỉ xét riêng vấn đề bảo đảm an toàn bức xạtrong ngành Y tế, cụ thể là trong lĩnh vực chiếu, chụp X-quang chẩn đoán bệnh, đã thấytồn tại những vấn đề mà về phương diện xã hội cũng như cuộc sống sẽ cần phải đượcđánh giá, xem xét một cách đúng mực và nghiêm túc Thực tế cho thấy, việc chiếu,chụp ảnh X-quang chẩn đoán bệnh trong ngành Y tế ở nước ta từ trước đến nay thực sự

là chưa bảo đảm yêu cầu về an toàn bức xạ; chưa có sự giám sát, kiểm soát và quản lýmang tính pháp quy của Nhà nước đối với loại hình hoạt động này

Chúng ta không phủ nhận những lợi thế và những hiệu quả thiết thực trong việcchẩn đoán bệnh cho con người do phương pháp này mang lại Tuy nhiên, nếu thực hiệnviệc chiếu, chụp ảnh X-quang mới dừng lại, mới chỉ biết đến khả năng chẩn đoán bệnhqua hình ảnh của phương pháp mà không biết đến, không nhìn nhận và xem xét mộtcách thận trọng đặc thù tác hại luôn đi kèm theo khi thực hiện kỹ thuật này thì sẽ dẫnđến những hậu quả hết sức tai hại, gây ảnh hưởng xấu cho sức khỏe, cho cuộc sống,thậm chí gây ra những rủi ro, nguy hiểm cho chính bản thân các bác sỹ, các kỹ thuậtviên sử dụng máy móc chiếu, chụp X-quang; cho các bệnh nhân phải chiếu chụp để

được chẩn đoán bệnh; cho cả các nhân viên không liên quan đến việc thực thi kỹ thuậtnày và cả với dân chúng nói chung trong khu vực tác dụng của chùm tia X phát ra từmáy phát Điều này có nghĩa là việc chiếu, chụp X-quang chẩn đoán bệnh trong Y tếphải được kiểm soát, được quản lý nghiêm chỉnh Khi thực hành chiếu, chụp phải bảođảm đã thực sự tuân thủ những quy định nghiêm ngặt các giới hạn, các đặc trưng kỹthuật trong phương pháp, bảo đảm thực hiện tốt các yêu cầu về che chắn an toàn bứcxạ.

Về mặt xã hội, để thực hiện quản lý Nhà nước trong lĩnh vực này, tại nhiều nướctrên thế giới, nhất là các nước công nghiệp phát triển, Nhà nước thực hiện ban hành cácvăn bản pháp quy, các tài liệu khuyến cáo, hệ thống các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định

cụ thể các điều kiện hoạt động, quy định bảo đảm các yêu cầu của luật pháp, các yêucầu chuyên môn và kỹ thuật, nhằm thực hiện và thực thi quản lý an toàn bức xạ đối vớimột cơ sở X-quang chẩn đoán bệnh

Ở nước ta, trên thực tế hệ thống các văn bản pháp quy, các tài liệu hướng dẫnchuyên môn, hệ thống các tiêu chuẩn kỹ thuật đáp ứng cho công tác quản lý Nhà nước

về mặt này đang còn chưa đầy đủ và hoàn thiện đáp ứng cho công tác quản lý đạt đượchiệu quả hơn, bảo đảm được lợi ích thiết thực đối với người bệnh, đối với môi trườngsống tự nhiên cho con người nói chung, đặc biệt là bảo đảm các quyền lợi, bảo đảm sự

an toàn cho các bác sỹ, các kỹ thuật viên X-quang trong ngành Y tế

Vì vậy chúng em đã chọn đề tài: “Tìm hiểu về máy X quang thường quy và antoàn bức xạ trong quá trình sử dụng máy X quang thường quy” Và với mong muốnrằng qua đề tài này có thể giúp cho mọi người có đầy đủ kiến thức về máy X quangthường quy, cũng như đưa ra các phương pháp đảm bảo an toàn bức xa cho bác sỹcũng như cho bệnh nhân Để nghiên cứu và biết đề tài này chúng em xin chân thànhcảm ơn cô giáo ThS Hoàng Ngọc Liên đã giúp đỡ chúng em Và nội dung đề tài gồm

có các nội dung chính là :

Chương 1: Tổng quan về bức xạ tia X được sử dụng trong X-quang chẩn đoán

Chương 2: Bảo vệ an toàn bức xạ trong X-quang chẩn đoán

Chương 3: Bảo vệ chống phóng xạ trong xây dựng phòng X-quang chẩn đoán

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ TIA X ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG

X-QUANG CHẨN ĐOÁN 1.1 Phát hiện ra tia X:

Năm 1895, khi cho một ống tia catốt hoạt động, Rơn-ghen nhận thấy từ vỏ thủytinh đối diện với catốt có một bức xạ không thấy được phóng ra Bức xạ này tác dụnglên các tấm kính ảnh vốn được gói kín và được đặt trong hộp kín Rơn-ghen gọi loạibức xạ này là tia X Ngày nay, đôi khi người ta gọi đây là tia Rơn-ghen để tỏ lòng kínhtrọng ông

Kết luận rút ra từ các thí nghiệm tiếp theo của Rơn-ghen là: Mỗi khi một chùm tiacatốt, tức là một chùm electron có năng lượng lớn -đập vào một vật rắn thì vật đó phát

ra tia X

Hình 1: Ảnh chụp X quang bàn tay trái của vợ ông Rơnghen do chính ôngRơnghen thực hiện vào ngày 23 tháng 01 năm 1896 trong một buổi thuyết trình

- Anốt là điện cực dương ở phía đối diện với catốt ở thành bình bên kia.

- Đối catốt là một điện cực (thường được nối với anốt) Ở bề mặt của đối catốt là

một kim loại có nguyên tử lượng lớn và khó nóng chảy

b) Hoạt động:

Đặt vào giữa anốt và catốt một hiệu điện thế không đổi (khoảng vài chục kV) thìelectron bứt ra từ catốt được tăng tốc rất mạnh Khi đập vào đối âm cực, các electron bịđột ngột hãm lại và làm phát ra tia X Người ta gọi tia X là bức xạ hãm

Hình 2: Ống Rơnghen

- Một dây tim để nung nóng catốt (để catốt phát ra electron) được cấp điện nhờ

một nguồn điện riêng

- Anốt là điện cực dương Bề mặt của anốt là một lớp kim loại có nguyên tử

lượng lớn và khó nóng chảy Để giải nhiệt cho anốt người ta đôi khi cũng chếtạo sao cho có thể đưa một dòng nước chảy luồn bên trong anốt

b) Hoạt động

Khi đặt một hiệu điện thế (xoay chiều hoặc một chiều) vào hai cực của ốngCoolidge thì electron được tăng tốc mạnh và đến đập vào anốt, xuyên sâu vào lớp vỏnguyên tử của chất làm anốt, tương tác với các lớp electron ở các lớp trong cùng làmphát ra tia X

Hiệu điện thế ở hai cực của ống Cooldge từ vài chục kV đến khoảng 120 kV

Hình 3: Ống Cooldge

Hiện nay người ta đã chế tạo các loại ống tia X có hình dạng khác nhau dù vềnguyên tắc thì giống như ống Coolidge:

Hình 4: Bóng X-quang trong nha khoa

Hình 5: Bóng X-quang Trong máy chụp X-quang thông thường

Hình 6: Bóng X-quang trong các máy CT hoặc CAT

- Điện tử gia tốc có thể va chạm với nhiều điện tử khác nằm trên các quỹ đạocủa nguyên tử tấm đích, tạo ra bức xạ kích thích Bức xạ này chủ yếu là bức

- Điện tử gia tốc có thể đẩy một điện tử trên quỹ đạo tấm đích ra khỏi quỹ đạocủa nó Tương tác này tảo ra bức xạ tia X có năng lượng bức xạ đặc trưngcho vật liệu chế tạo tấm đích

1.4 Phổ tia X

Bức xạ tia X do các loại tương tác nói trên tạo ra có thể phân làm hai loại với nhưng

đặc trưng riêng biết là bức xạ hãm còn gọi là bức xạ liên tục và bức xạ đặc trưng còn gọi là bức xạ rời rạc

1.4.1 Bức xạ kìm hãm

Ba loại tương tác đầu là nhưng tương tác phổ biến được gọi là bức xạ kìm hãm(Bremstralung) Đây là bức xạ sinh ra nhiệt năng (chiếm 99% động năng của chùm tiađiện tử) và tia X mức năng lượng biến thiên liên tục từ thấp đến cao do vậy loại bức xạ

này còn được gọi là bức xạ liên tục

Bước sóng nhỏ nhất (nm) của chùm tia X được tính như sau

λ min¿1.24kVp (5-3)

Bước sóng λ min với đơn vị (nm)

Như vậy bức xạ tia X là bức xạ đa sác nghĩa là phổ của của nó gôm nhiều tần số với bước sóng trong giải từ 10 pm đến 100 pm

Hình 7: Biểu đồ bức xạ liên tục và bức xạ rời rạc với năng lượng tia X biến đổi

từ 5 keV đến 80 keV

1.4.2 Bức xạ đặc trưng

Nếu điện tử gia tốc có năng lượng đủ lớn, khi tương tác với tấm đích, nó có thểđẩy bật khỏi quỹ đạo nhưng điện tử năm trên các quỹ đạo bên trong của nguyên tử tấmđích Khi đó nhưng điện tử tại các quỹ đạo có mức năng lượng cao hơn sẽ tự độngchuyển chỗ, chiếm lấy vị trí này để lấp đầy lại quỹ đạo Quá trình chuyển mực nănglượng sẽ bức xạ ra tia X Nhưng tia X loại này có mức năng lượng đặc trưng cho

nguyên tốc của chất liệu chế tạo anốt Dạng bức xạ này gọi là bức xạ đặc trưng Khác

với bức xạ liên tục, bức xạ đặc trưng chỉ sinh ra tia X có năng lượng rời rạc và phổ tia

X cũng là phổ rời rạc

Năng lượng của tia X đặc trưng là chênh lệch năng lượng liên kết giữa hai quỹđạo khi điện tử chuyển mức

Hình 8: Năng lượng liên kết giữa các quỹ đạo với hạt nhân nguyên tử.

1.4.3 Bức xạ tổng hợp

Bức xạ đặc trưng kết hợp với bức xạ liên tục tạo thành bức xạ tia X tổng hợp

Số lượng tia X đặc trưng trong phổ bức xạ phụ thuộc vào trị số kV tấm đích (anốt) được chế tạo với tungsten

- Khi hiệu điện thế ≤ 70 kVp thì 100 % là bức xạ liên tụ

- Khi hiệu điện thế = 80 kVp thì 10 % là bức xạ đặc trưng, 90 % là bức xạ liêntục

- Khi hiện điện thế ≥ 150 kVp thì 28 % là bức xạ đặc trưng, 72 % là bức xạ liên tục

Trong thực thế loại máy X quang thường, sử dụng bóng X quang cho chế tạo bởi tungsten, bức xạ đặc trưng chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ trng bức xạ chung số điện áp cao thế thương dùng không quá 100 kVp

1.4.4 Ảnh hưởng của các tham số, yếu tố tới chất lượng và số lượng tia X bức xạ.

Đặc điểm của chúm tia X có thể biểu hiện qua 2 yếu tố: chất lượng và số lượng

- Chất lượng là năng lượng toàn bộ của chùm tia X

- Số lượng là số photon có trong chùm tia X

Chất lượng và số lượng của chùm tia X chịu tác động của nhiều tham số và yếu tốtrong đó chủ yêu là: kVp, mA, mAs, dạng sóng chỉnh lưu, tấm lọc … Những ảnhhương nói trên của tham số đến đặc điểm của chùm tia X

- Sự thay đổi kvp ảnh hưởng đến số lượng của cả hải loại bức xạ, nhưng chỉảnh hưởng đến chất lượng của bức xạ liên tục

- Sự thay đổi mA, mAs chỉ ảnh hưởng đến số lượng của cả hai loại bức xạ

- Sự thay đổi loại nguồn chỉnh lưu sẽ ảnh hưởng đến số lượng và chất lượngbức xạ liên tục và chỉ ảnh hưởng đến số lượng của bức xạ đặc trưng

- Tấm lọc sẽ làm tang chất lượng và làm giảm số lượng bức xạ liên tục cũngnhư bức xạ đặc trưng.

1.4.5 Những đặc trưng cơ bản của tia X

- Không nhìn thấy bằng mắt thường

- Có thể đâm xuyên qua hầu hết mọi vật chất nhờ có năng lượng rất cao vàbước sóng cực ngắn

- Khi xuyên qua vật chất, tia X bị hấp thụ Độ suy giảm của tia X, nói cáchkhác là độ hấp thụ tia X phụ thuộc vào các loại vật chất khác nhau ví dụ chì có

độ hấp thụ cao hơn so với nhôm Trong cơ thể người, xương có độ hấp thụ caohơn cơ và các mô mềm khác nên cần chọn cần chọn đúng liều tia cần thiết chotừng loại thăm khám

- Sau khi xuyên qua cơ thể người bệnh, cường độ chùm tia X bị suy giảm, sựsuy giảm này không đồng đều mà phụ thuộc vào độ hấp thụ của các tổ chức nằmtrên đường đi của tia X, do vậy chùm tia lối ra mang trong nó những thông tin

về các bộ phận bên trong cơ thể Nhờ tính chất này tia X được dùng để tạo ảnhđối tượng cần thăm khám trên màn hình (phim X quang, màn huỳnh quang hoặcbóng tăng quang)

- Ngoài tác dụng tạo ảnh quang tuyến, tia X có hại cho sức khỏe, giống như

bức xạ ion hóa khác tia X phá hủy tế bào cơ thể và có thể gây ra một số bệnh

nếu liều lượng tia vượt quá mức độ cho phép, vì vậy phải hạn chế tác dụng cóhại của nó xuống mức tối thiểu bằng cách sử dụng các phương tiện phòng ngừathích hợp như áo chì, kính chì,…

- Những tia X nằm trong vùng bước sóng dài có năng lượng và khả năng đâmxuyên thấp, nhiều tia ko xuyên thấu được tới phim và không có tác dụng tạo

ảnh, những tia này được gọi là tia mềm, ngược lại gọi là tia cứng trong số tia

mềm, những tia có bước sóng dài nhất là tia có hại, chũng chỉ làm tăng liều vôích trên cơ thể người bệnh do vậy người ta phỉa lọc những tia này bằng cách đặtnhững tấm nhôm dày khoảng 2mm hoặc vật liệu khác có độ hấp thụ tương

đương trên đường đi của tia X, thương các tấm lọc được bố trí ngay tại của sổbóng X quang.

CHƯƠNG 2: BẢO VỆ AN TOÀN BỨC XẠ TRONG X-QUANG CHẨN ĐOÁN

2.1 Bảo vệ an toàn đối với các tia X

Không giống như các đồng vị phóng xạ phát ra bức xạ liên tục, các thiết bị phát tia X

có thể bặt tắt tùy ý Khi máy hoạt động, suất liều từ máy có thể cao hơn nhiều so vớisuất liều từ các nguồn phóng xạ kín nhỏ Vì vậy, thiết bị này phải được điều khiển nhưthế nào để người điều khiển không bị chùm tia trực tiếp chiếu xạ lên bất kỳ một phầnnào của cơ thể và không để một người nòa khác ngẫu nhiên bị chiếu xạ Các nguyêntắc chung được áp dụng để bảo vệ bức xạ cá nhân như sau:

- Huấn luyện thích đáng cả các nhân viên điều khiển hoặc sử dụng thiết bị phát tia

X theo đúng quy trình vận hành đúng đắn và có thể hiểu biết về mối nguy hạiliên quan

- Hạn chế kích thước chùm tia đến mức cần thiết nhỏ nhất bằng cách sử dụng

phương tiện che chắn hoặc cả hệ chuẩn trục được lắp đặt ngay trong thiết bị

- Sử dụng phin lọc thích hợp để loại bỏ bức xạ mền.

- Điều khiển thiết bị trong buống được che chắn bất kỳ nào có thể Bộ phận điều

khiển phải đặt ngoài phòng chụp và phải có lắp đặt các khóa liên động để ngăncản việc mở máy khi của đang mở

- Phát các tín hiệu bao hiệu có thể nghe được và nhìn được mỗi khi máy đang

hoạt động hoặc sắp hoạt động

- Xác nhận tác dụng kiểm soát bằng một hệt thông kiểm xạ khu vực và cá nhân.

Các biện pháp áp dụng trong một trường hợp cụ thể phụ thuộc vào loại công việc

và hoàn cảnh tại chỗ Ví dụ, trong các ứng dụng y tế, sự yên tâm và an toàn của bệnhnhân có tầm quan trọng lớn và có tác động đến các biện pháp bảo vệ được người điềukhiển thực thi

2.2 Kiểm xạ các cơ sở X-quang

Một số cơ sở X-quang là một cơ sở, mà ở đó có sử dụng các thiết bị phát tia Xcho các mục đích khác nhau ví dụ như chẩn đoán y tế, chụp hình bức xạ công nghiệp…Một phần quan trọng trong quá trình đưa vào hoạt động một cơ sở X-quang bất kỳ,hoặc các cơ sở tạo ra các bức xạ ion hóa khác là tiến hành kiểm tra bức xạ toàn diện.Cần chú ý đặc biệt đến các điểm yếu trong che chắn, ví dụ như các chỗ nối trong vậtliệu che chắn, các cửa sổ nhìn, các cửa ra vào, và các lỗ hoặc các dây dẫn Việc kiểmtra thường được tiến hành khi máy hoạt động ở mức điện áp và dòng cao nhất với cácchế độ làm việc bình thường và sau đố là ở các chế độ khác

Ví dụ, hãy xét một cơ sở X-quang, trong đó chùm tia X phát ra dự tính nằm trongmặt phẳng nằm ngang và các khu vực bên cạnh được che chắn bằng các bức tường dày.Nếu định hướng của máy thay đổi và chùm tia bây giờ hoạt động theo hướng thẳngđứng thì liệu các mức bức xạ ở trên và ở bên dưới có chấp nhận được không? Nên nhớ

là nếu một sự thay đổi như vậy là có thể thì tình thế đố rất có khả năng xảy ra vào mộtngày nào đó Nếu phát hiện được các bức xạ quá cao xảy ra trong các vùng lân cận thìcần áp dụng các biện pháp để ngăn ngừa hoặc ít nhất là báo hiện về tình trạng đó Điềunày có thể được thực hiện bằng cách ngăn cản cơ học chùm tia hoạt động ngoài cácgiới gian quy định, tạo các lớp che chắn bổ sung, hoặc lắp đặt các thiết bị kiểm xạ cótín hiệu báo động tại khu vực đó Nói chung, hai phương pháp đầu được ưa chuộnghơn

Rõ ràng là các câu hỏi thuộc loại này phải được xem xét ngay ở giai đoạn thiết kếnhưng điều chủ yếu để khẳng định sự an toàn của cơ sở là đo trực tiếp Việc điều trađược lặp đi lặp lại định kỳ, đặc biệt là khi có một sự thay đổi bất kỳ trong quy trình vậnhành

Cần cẩn thận khi lựa chọn các thiết bị kiểm xạ các tia X Vấn đề chính là vấn đềđáp ứng năng lượng Nhiều thiết bị đo làm việc rất tốt đối với các tia X năng lượng cao

và tia gamma nhưng lại đánh giá thấp nghiêm trọng liều suất của tia X dưới khoảng

100 kVp Đối với các công việc đòi hỏi năng lượng thấp, các thiết bị đo sử dụng buồng