BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
ĐỖ QUANG HUY
NGHIÊN CỨU SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG X QUANG
HIỆN NAY TẠI VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT Y SINH
Hà Nội – Năm 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Họ và tên tác giả luận văn: Đỗ Quang Huy
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG X QUANG
HIỆN NAY TẠI VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT Y SINH
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
Tiến sĩ Nguyễn Phan Kiên
1.2 Tương tác của tia X đối với cơ thể người .......................................................................11
1.3 Hiệu ứng sinh học dưới tác dụng của tia X.....................................................................15
1.2.1 Hiệu ứng Soma ......................................................................................................15
1.2.1 Hiệu ứng di truyền .................................................................................................17
1.2.1 Các hiệu ứng ngẫu nhiên và tất nhiên do bức xạ ...................................................18
1.4 Các vấn đề an toàn khi sử dụng tia X ........................................................................19
1.4.1 An toàn bức xạ trong y tế ...................................................................................19
1.4.2 Các nguyên tắc cơ bản và tổ chức bảo vệ an toàn ...........................................20
1.4.3 An toàn bức xạ trong y tế ...................................................................................19
1.4.4 Những yêu cầu kỹ thuật về thiết bị bức xạ .......................................................23
1.4.5 Yêu cầu chung đối với khoa lắp đặt thiết bị bức xạ ........................................25
Chương 2: KỸ THUẬT MÁY X QUANG ..................................................................... 27
2.1 Phân loại máy X quang. ..............................................................................................28
2.2 Đặc tính kỹ thuật máy X quang..................................................................................28
2.3 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của các khối ........................................................29
2.3.1 Sơ đồ khối ...............................................................................................................29
2.3.2 Nguyên lý hoạt động của các khối.......................................................................29
2.4 Máy X quang cao tần ...................................................................................................37
2.4.1 Bộ đổi tần ................................................................................................................37
2.4.2 Ưu điểm của máy X quang cao tần .....................................................................38
2.5 Máy X quang tăng sáng truyền hình ..........................................................................40
2.5.1 Khối thiết bị tăng sáng ..........................................................................................42
2.5.2 Khối thiết bị thu ảnh ..............................................................................................44
2.5.3 Khối thiết bị xử lý tín hiệu....................................................................................47
2.5.4 Monitor....................................................................................................................48
2.6 Sự đa dạng của máy X quang .....................................................................................49
Chương 3: XÂY DỰNG PHẦN MỀM QLDL ............................................................... 52
3.1 Phương pháp luận ........................................................................................................53
3.2 Kiến trúc hệ thống........................................................................................................53
3.3. Công nghệ ....................................................................................................................55
Common Language Infrastructure
CLR
Common Language Runtime
DALC
Data Access Logic components
DBW
Database Writer
DBMS
Database Manager System
FCL
Framework Class Library
ICRP
International Commission on Radiological Protection
IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor
Quản lý dữ liệu
4
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
DANH MỤC HÌNH VẼ
HÌNH VẼ
TRANG
Hình 2.1. Sơ đồ khối tổng thể máy X quang truyền thống
29
Hình 3.1: Sơ đồ phương pháp luận
53
Hình 3.2. Database
66
Hình 3.3: Hướng dẫn 1
71
Hình 3.4: Hướng dẫn 2
Hình 3.12: Hướng dẫn 10
76
Hình 3.13: Hướng dẫn 11
77
Hình 3.14: Hướng dẫn 12
78
Hình 3.15: Hướng dẫn 13
78
Hình 3.16: Hướng dẫn 14
79
Hình 3.17: Hướng dẫn 15
80
Hình 3.18: Hướng dẫn 16
81
Hình 3.19: Hướng dẫn 17
Bảng 3.3: Thông số loại thiết bị
67
Bảng 3.4: Thông số thuộc tính
67
Bảng 3.5: Thông số hãng sản xuất
68
Bảng 3.6: Thông số thiết bị
69
Bảng 3.7: Thông số ngưỡng
69
Bảng 3.8: Thông số đo đạc
70
Bảng 3.9: Thông số kết quả đo
70
6
7
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
Chương 4: Kết luận và hướng phát triển của đề tài
Chương này trình bày kết luận của luận văn và hướng phát triển tiếp theo của đề tài.
Trong quá trình làm luận văn, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức hạn chế
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự phê bình, hướng
dẫn và sự giúp đỡ của Thầy cô, bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo Tiến sĩ Nguyễn Phan
Kiên cùng các Thầy cô trong khoa để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Hà Nội, ngày .......... tháng ...... năm 2011
Học Viên Đỗ Quang Huy
8
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ TIA X
9
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
1.1. Bản chất và các tính chất cơ bản của tia X
1.1.1. Bản chất tia X
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
1.2. Tương tác của tia X đối với cơ thể người
a. Tương tác của tia X đối với tế bào
Cơ thể tạo nên từ nhiều tế bào có hình dạng và chức năng khác nhau. Tế bào tạo
nên từ nguyên sinh chất chứa các hợp chất khác nhau như các muối vô cơ, Gluxit,
Protit, Lipit, các axit amin. Giữa các tế bào là nhân chứa chất nhiễm sắc thể bao gồm
các gen là yếu tố di truyền.
Dưới tác dụng của tia X, các phân tử nước trong nguyên sinh chất cấu tạo ra các
ion đôi và sau đó là các gốc hoạt tính. Những nguyên nhân này gây ra những biến đổi
khác trong tế bào: làm biến chất các phân tử Protit, khử hoạt tính các men, vitamin và
hooc môn, phá hủy sự phân chia tế bào cũng như sự hô hấp của chúng tạo nên những
phân tử độc như chất ôxy già và các chất độc khác. Thông thường xem xét sự tác động
của tia X dưới 4 giai đoạn sau:
* Giai đoạn vật lý đầu tiên: kéo dài chỉ một phần rất nhỏ của giây (10-16) khi năng
lượng được truyền cho tế bào và gây ion hoá. Trong nước, quá trình này được mô tả như
sau:
H2O → H2O+ + e* Giai đoạn hoá-lý: kéo dài khoảng 10-6 giây, trong đó các ion tương tác với các
phân tử nước tạo thành một số sản phẩm mới. Ví dụ, một ion dương sẽ bị tách ra:
H2O+ → H+ + OH
Còn ion âm, đó là êlectrôn, sẽ gắn vào một phân tử nước trung hoà rồi lại phân tách
tiếp thành:
H2O + e- → H2OH2O- → H + OHNhư vậy các sản phẩm của phản ứng là H+ , OH-, H, và OH. Hai ion đầu, có hàm
lượng lớn trong nước thường, không tham gia vào các phản ứng tiếp theo. Còn hai sản
phẩm còn lại, H và OH, được gọi là các gốc tự do vì chúng có một electron không kết
cặp và có hoạt tính hoá học cao.
11
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
Các mô có những phản ứng rất khác nhau dưới tác dụng của tia X. Các mô dễ bị
tổn thương hơn cả là các hệ thống bạch huyết và tủy xương, các biểu mô tuyến sinh
dục, biểu mô da và thủy tinh thể.
Đối với mô da: khi chiếu tia X nhiều lần với liều lượng cao có thể gây nên bệnh
ban đỏ, hơn nữa có thể gây tổn thương lớp nội bào, có thể làm cho lớp tế bào ngoài
phân hủy, phá hủy lỗ chân lông và da…
Đối với các mô thấu kính: sự thay đổi của các cơ quan nhận cảm và các sợi của
phần ngoại biên sẽ cho phép thấy được tổn thương ở các mô khác nhau của cơ thể. Tia
X có thể gây tổn thương các mạch máu não và tủy sống, gây nên những ổ hoại tử rất
nhỏ và có thể gây nên những thay đổi loạn dưỡng của các cơ quan.
Như vậy những tổn thương dưới tương tác với tia X nhìn thấy được không phải
chi do tác dụng trực tiếp của tia X lên các mô và các cơ quan mà còn do sự điều hòa
thần kinh chức năng của chúng bị phá hủy.
e. Tương tác của tia X đối với máu và các mô tạo máu
Sau khi chiếu tia khoảng 20-30 phút sẽ thấy sự thay đổi thành phần hình thái của
máu ngoại biên: số bạch cầu Limphô, bạch cầu trung tính, hồng cầu lưới và tiểu cầu sẽ
bị giảm. Sau đó số bạch cầu trung tính sẽ phục hồi một cách nhanh chóng còn bạch cầu
Limphô vẫn tiếp tục giảm.
Trong số những cơ quan tạo máu thì lá lách, những cơ quan Limphô và tủy đỏ có
độ nhạy cảm với tia X cao. Sau tác đọng của tia X có liều lượng cao thì trong những
bạch cầu Limphô trống những bạch Limphô, các mạng trong lá lách sẽ bị phá hủy, các
tế bào của chúng bị hủy hoại và các thành phần cuả chúng bị thực bào hóa. Ngay trong
quá trình chiếu tia có thể quan sát ở tủy sống việc phân chia tế bào bị ngừng trệ, sau đó
phát hiện sự teo đặc nhân, sự thay đổi hình thái học…
f. Tương tác của tia X đối với cơ quan tiêu hóa
Trong các cơ quan tiêu hóa thì ruột non và các bộ phận mỏng của nó rất nhạy cảm
với tia X. Với những liều lượng tia cao thì biểu mô của ruột non bị phá hủy, các tế bào bị
hơn sẽ làm giảm khả năng miễn dịch của buồng trứng.
14
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
1.3. Hiệu ứng sinh học dưới tác dụng của tia X
Các hiệu ứng sinh học dưới tác dụng của tia X đã được đề cập rất nhiều từ khi các
biểu hiện thương tổn dưới tác dụng của tia X xuất hiện và các hiệu ứng được phân loại
theo nhiều cách khác nhau. Theo biểu hiện và hiệu ứng ta có thể chia làm 2 loại: hiệu
ứng soma (hiệu ứng thân thể) gây thiệt hại thấy được trên chính người bị chiếu xạ và
hiệu ứng di truyền gây các thiệt hại chỉ thấy được trên con cái của người bị chiếu xạ.
1.3.1. Hiệu ứng soma
a. Các hiệu ứng sớm
Các hiệu ứng sớm là các hiệu ứng xảy ra trong giai đoạn từ một vài giờ cho đến
một vài tuần sau khi bị chiếu tia X cấp diễn. Các hiệu ứng này xảy ra do sự suy giảm
nhanh chóng số lượng tế bào trong một số cơ quan của cơ thể vì nhiều tế bào đã bị huỷ
diệt hoặc quá trình phân chia tế bào bị cản trở hoặc chậm lại. Các hiệu ứng xảy ra chủ
yếu do tổn thương trên da, tuỷ xương, bộ máy tiêu hoá, hoặc cơ thần kinh tuỳ thuộc vào
liều chiếu đã nhận. Các liều hấp thụ cấp diễn lớn hơn 1 Gy thường gây nôn mửa hoặc
buồn nôn. Hiện tượng này được gọi là ốm mệt do bức xạ và xảy ra chỉ một vài giờ sau
khi bị chiếu xạ gây tổn hại cho các tế bào thành ruột. Những liều hấp thụ trên 2 Gy có
thể dẫn đến tử vong trong vòng từ 10 đến 15 ngày sau khi bị chiếu xạ.
Không có một ngưỡng liều xác định mà dưới mức đó chắc chắn sẽ không có nguy
cơ tử vong do chịu liều cấp diễn, mặc dù rằng dưới 1,5 Gy nguy cơ tử vong sớm có thể
rất thấp. Tương tự như vậy, không có một mức xác định nào mà trên đó tử vong do chiếu
xạ cấp diễn là chắc chắn xảy ra. Tuy nhiên khả năng để sống sót sau khi chịu một liều
chiếu 8 Gy là rất thấp. Với những liều trên khoảng 10 Gy, tử vong xảy ra thường do bị
nhiễm trùng thứ cấp vì số lượng tế bào máu trắng, tác nhân chống lại nhiễm trùng, đã bị
suy giảm. Do vậy, khoảng liều từ 3 đến 10 Gy thường được gọi là vùng tử vong nhiễm
thư dưới tác dụng của tia X.
Các nguy cơ ung thư do bức xạ của tia X trong các cơ quan khác nhau của cơ thể
đang liên tục được công bố thông qua các thí nghiệm khác nhau. Theo thông báo về sự
ảnh hưởng của bức xạ tới cơ thể người và các biểu hiện về bệnh của cơ thể người được
công bố bởi ICRP được trình bày trong Bảng 1.1.
16
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
Bảng 1.1 - Nguy cơ chỉ định về ung thư gây tử vong do bức xạ
Hiệu ứng
Số ca / (106 người×
Mô bị nguy hiểm
mSv)
Nam
Nữ
Máu trắng
Tuỷ xương đỏ
2
2
0,5
5
5
10
15
bào
mặt
Các dạng ung thư xương
khác
Các mô khác
Tổng cộng
Toàn cơ thể
Một hiệu ứng muộn khác có thể xảy ra do bức xạ là sự phát triển bệnh đục thuỷ tinh
thể. Bệnh đục thuỷ tinh thể là hiện tượng mất độ trong suốt của thuỷ tinh thể của mắt,
thường xuất hiện do tuổi già hoặc do mắc bệnh về trao đổi chất như bệnh tiểu đường.
1.3.2. Các hiệu ứng di truyền
Các hiệu ứng di truyền do bức xạ tia X xảy ra do các tế bào sinh sản bị tổn hại bởi
bức xạ. Sự tổn hại này gồm các biến đổi chất liệu di truyền của tế bào, gọi là những đột
biến gien.
những hiệu ứng (thường là về lâu dài) không có ngưỡng rõ rệt. Nguy cơ xảy ra một hiệu
ứng do chiếu xạ tăng lên cùng với liều, nhưng mức trầm trọng của hiệu ứng đó không phụ
thuộc vào độ lớn của liều. Các hiệu ứng tất nhiên là các hiệu ứng có một ngưỡng xác định.
Mức độ trầm trọng của các hiệu ứng này tăng lên theo sự tăng của liều, nhưng nguy cơ xảy
ra hiệu ứng là không tồn tại ở dưới ngưỡng và chắc chắn xảy ra ở trên ngưỡng đó.
Bảng 1.2 - Các hiệu ứng có thể của các liều cấp diễn toàn thân
Liều cấp diễn
Hiệu ứng
(mGy)
0 - 25
Không phát hiện được các hiệu ứng lâm sàng. Không chắc có thể
xảy ra các hiệu ứng muộn.
18
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
250 - 1.000
Thay đổi thành phần máu nhẹ, sẽ phục hồi.
Có thể gây buồn nôn.
Có thể có các hiệu ứng muộn nhưng không đánh giá được xác
suất.
1.000 - 2.000
Buồn nôn và mệt mỏi, có thể nôn mửa.
phương tiện giúp chuẩn đoán, vừa là phương thức điều trị. Ứng dụng thông dụng nhất
là chụp X quang chuẩn đoán đối với nhiều loại bệnh Tia X có thể gây ung thư nhưng
19
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
tuy vậy, thật kỳ lạ, nó cũng có thể chữa trị bệnh đó trong một số trường hợp. Đó là vì
các tế bào đang trong giai đoạn phân chia nhanh đặc biệt nhạy cảm với bức xạ, mà các
khối u ung thư chính là tổ chức tế bào đang phân chia rất nhanh đến mức không thể
kiểm soát được, nên các tế bào ung thư nhạy cảm với bức xạ hơn là các tế bào thường.
Theo các chuyên gia y tế, tia X có vai trò hết sức quan trọng trong điều trị bệnh
ung thư có mật độ cao, thuật ngữ gọi là xạ trị. Các loạt X-Quang khác nhau có lượng
sóng khác nhau. Ví dụ, tia X dùng trong nhũ đồ .Nhũ đồ là cách tốt nhất để phát hiện
sớm ung thư vú trước khi khối u đủ lớn để sờ thấy được. Nhũ đồ là một dạng X-Quang
đặc biệt dành cho tuyến vú. Lượng sóng của tia X dùng trong nhũ đồ rất nhỏ, có lượng
sóng ít hơn trong chụp X-Quang các hình ảnh xương, ngực, bụng…
Còn nhiều bệnh khác có thể điều trị bằng bức xạ, đáng chú ý là các bệnh về da,
nhưng vì nó luôn có các nguy hại bức xạ đi kèm nên các phương pháp khác thường
được thử trước. Các nguông bức xạ hở cũng được dùng trong chuẩn đoán và điều trị.
Việc đưa một lượng dung dịch phóng xạ vào cơ thể qua miệng hoặc qua mạch máu sẽ
dẫn đến sự hấp thụ một hoạt độ phóng xạ vào các bộ phận khác nhau của cơ thể. Tùy
thuộc vào chất phóng xạ được sử dụng và dạng chất đã dùng, hoạt độ phóng xạ đó có
thể phân bố đều khắp cơ thể hoặc tập trung trong các cơ quan nhất định.
Trong các ứng dụng điều trị, mục đích là đưa ra một liều đã định trước đến một cơ
quan xác định đồng thời giảm liều gây ra cho toàn bộ cơ thể đến mức thấp nhất.
Các phép thử chuẩn đoán bao gồm việc quan sát hành vi của các nhân phóng xạ
bằng cách hoặc là đo độ phóng xạ bị bài tiết hặc là đo bức xạ ở ngoài cơ thể. Ví dụ,
chức năng của tuyến giáp có thể đo được bằng cách cho uống dung dịch iodine-131 và
đo độ hấp thụ iodine bởi tuyến giáp.
tại. Nói chung, trách nhiệm cao nhất về đảm bảo an toàn bức xạ trong một cơ sở y tế sử
dụng bức xạ thuộc về người quản lý cơ sở đó. Thẩm quyền của người quản lý được
thực hiện thông qua người phụ trách an toàn của cơ sở dựa trên sự ủy quyền. Người
phụ trách an toàn bức xạ của một cơ sở thường có trách nhiệm tổ chức thực hiện các
biện pháp bảo đảm an toàn theo quy định trong quá trình sử dụng bức xạ tại cơ sở đó.
21
Nghiên cứu so sánh các hệ thống X quang hiện nay tại Việt Nam
Điều quan trọng là tất cả các nhân viên có thể chiếu xạ trong quá trình làm việc
cần được hướn dẫn về bản chất của các mối nguy hại bức xạ và các biện pháp đề phòng
cần thực hiện.
Các tính chất nguy hại của bức xạ và các phương pháp bảo vệ tùy thuộc vaopf
từng loại nguồn bức xạ, có thể chia làm 2 loại:
- Bảo vệ an toàn đối với các nguồn bức xạ kín.
- Bảo vệ an toàn đối với các nguồn bức xạ hở.
Các nguồn kín ở đây bao gồm không chỉ các nhân phóng xạ được bao kínphats ra bức
xạ β hoặc γ mà còn cả các thiết bị phát bức xạ như các máy phát tia X, máy gia tốc điện tử,
các máy phát nơtron. Về cơ bản sự khác biệt giữa nguồn kín và nguồn hở ở chỗ, không kể
khi xảy ra tai nạn, còn thì không có vấn đề nhiễm bẩn phóng xạ đối với loại thứ nhất.
1.4.3. Những yêu cầu kỹ thuật về thiết bị bức xạ
a. Yêu cầu chung đối với các thiết bị phát tia X và các thiết bị xạ trị chứa nguồn
phóng xạ kín dùng để khám và chữa bệnh:
- Phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế hoặc Việt Nam.
- Phải có các tài liệu đi kèm với thiết bị như đặc trưng kỹ thuật, hướng dẫn vận
hành, bảo dưỡng kể cả hướng dẫn về an toàn và phải được dịch sang tiếng Việt.
- Phải có cơ cấu kiểm soát tự động chùm tia.
- Phải giới hạn sự chiếu xạ trong khu vực được khám và chữa bệnh của người bệnh.
b. Yêu cầu đối với thiết bị phát tia X hay thiết bị xạ trị dùng nguồn kín để khám bệnh:
của bệnh viện không có liên quan trực tiếp đến bức xạ và phải cách xa lối đi công cộng.
- Phòng X-quang có kích thước theo quy định của tiêu chuẩn Việt Nam, cửa sổ
thông khí không thấp hơn 2m so với sàn phía ngoài.
- Phòng xạ trị từ xa (teletherapy) có diện tích không nhỏ hơn 30m2, chiều rộng
không nhỏ hơn 4m, chiều cao không thấp hơn 3m, phải có hệ thống ánh sáng và thông
gió tốt.
- Khi tính toán, thiết kế chiều dày tường, sàn, trần, cửa ra vào của phòng đặt thiết
bị bức xạ phải chú ý các thông số của thiết bị (điện thế, cường độ dòng điện, hoặc hoạt
23
Copyright: Tài liệu đại học ©