Bài giảng Lý sinh Y học - Bức xạ Rơnghen và ứng dụng trong y học

Bài thực hành Bức xạ Rơnghen và ứng dụng trong y học Bộ môn Lý sinh Y học-Trường ĐHYK Thái Nguyên Môc tiªu : 1. Tr×nh bµy ®îc nguyªn lý cÊu t¹o cña nguån ph¸t x¹ tia X . 2. Tr×nh bµy ®îc øng dông cña tia X trong y häc. Tính chất của tia X - Tia X có bản chất là một loại sóng điện từ có bước sóng   10-12  10-8 m , vì vậy nó có đầy đủ tính chất của ánh sáng như truyền thẳng, phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ và giao thoa... - Tia X có cường độ lớn do đó có khả năng đâm xuyên qua môi trường vật chất. - Tia X có khả năng ion hoá các chất khí. - Tia X có khả năng gây phát quang một số muối. Ví dụ: muối NaCl, KCl, Platino cyanua Barivì vậy các muối này được sử dụng trong việc chế tạo màn huỳnh quang, bìa tăng quang. - Tia X có khả năng gây ra các phản ứng hỗn hợp làm biến màu một số muối. Ví dụ: muối bạc (màu trắng) dưới tác dụng của tia X chuyển thành màu đen. Người ta sử dụng tính chất này làm phim chụp. 1. Nguån ph¸t x¹ tia X 1.1. CÊu t¹o cña m¸y ph¸t tia X Gåm 4 bé phËn chÝnh nh sau : - Bãng ph¸t tia. - Nguån ®iÖn. - Bé phËn ®iÒu khiÓn. - Bé phËn läc, ®Þnh híng. AK Lọc-định hướng 1.1.1.Bóng phát tia X - Là một bóng thuỷ tinh đã rút gần hết không khí (chân không P 1./106 mmHg), trong bóng có: + Katot (K): là một sợi dây Vonfram nằm trong 1 phễu (ống), sẽ được đốt nóng bằng dòng điện hạ thế có I= 3-5A, khi Katot nóng  20000 C thì sẽ trở thành nguồn phát nhiệt điện tử . + Đối âm cực (AK) : là một tấm kim loại nhỏ kích thước = 2- 4 mm gắn vào khối đồng (A), thường làm bằng Tungsten có nhiệt độ nóng chảy cao 33500, có vai trò kìm hãm các điện tử đã được gia tốc từ Katot bắn sang. Khối đồng gắn vào 1 ổ làm nguội để toả nhiệt. - Bóng phát tia X được đựng trong một vỏ bằng chì, chỉ có một “cửa sổ’’ để cho chùm tia X cần dùng đi qua. Ngoài ra vỏ bóng chứa dầu (tác dụng làm nguội và cách điện). Phân loại: - Bóng khí kém (Crookes): điện tử phát sinh do một số ion khí còn lại trong bóng đánh vào âm cực. Nhược điểm: + Cường độ của bóng này thấpđộ đâm xuyên kém. + Khi hết khí thì phải bơm khí vào. - Bóng chân không (Cooligde): âm cực cháy đỏ  nhiệt điện tử (hiệu ứng Edison) Ưu điểm: + Điều chỉnh được cường độ chùm tia. + Điều chỉnh được độ đâm xuyên của tia X. 1.1.2.Nguồn điện Nguồn điện là một máy biến thế gồm 2 phần: + Cuộn sơ cấp : nối vào điện lưới 220v + Cuộn thứ cấp : gồm 2 cuộn, một cuộn tạo nên điện thế  6v dùng để đốt nóng Katot, một cuộn tăng thế  100 kv ( có thể đến 300kv ) tác dụng vào Anot và Katot. 1.1.3 Các thiết bị điều khiển điện thế và cường độ dòng điện + K1 : điều chỉnh cường độ dòng điện đốt nóng Katot. + K2 : điều chỉnh điện áp tác dụng vào Anot và Katot. 1.1.4. Bộ phận lọc và định hướng tia X - Bộ phận lọc tia X : + Cấu tạo: tấm kim loại pha chì gắn vào bóng X quang, phía trước cửa sổ có tia X phát ra. + Tác dụng: để có chùm tia X tương đối đơn sắc. - Bộ phận định hướng tia X : + Cấu tạo: ống kim loại có hình trụ hoặc hình nón, thường được kết hợp với bộ phận lọc tia X đặt trong một hộp trước bóng X quang. + Tác dụng : khu trú, hướng chùm tia X vào đúng bộ phận cần chụp và giảm diện tích của cơ thể bị chiếu. 1.2. Nguyên lý phát xạ tia X Khi Katot bị đốt nóng sẽ sinh ra nhiệt điện tử Dưới tác dụng của điện trường mạnh giữa Anot và Katot các nhiệt điện tử có động năng lớn, sẽ chuyển động về phía Anot với gia tốc rất lớn. Khi đến Anot chúng gặp các nguyên tử của Anot, xuyên sâu vào những lớp bên trong của vỏ nguyên tử và tương tác với hạt nhân nguyên tử và các điện tử ở các lớp này sóng điện từ có bước sóng rất ngắn mà ta gọi là bức xạ hãm, đó chính là tia X. Phần lớn động năng của nhiệt điện tử bị biến thành nội năng làm nóng Anot, phần còn lại biến thành năng lượng của chùm tia X. 2. ứng dụng của tia X trong y học 2.1. Trong chẩn đoán : * Có 2 phương pháp : - Chiếu X quang : hình ảnh của tổ chức được phản ánh trên màn huỳnh quang. - Chụp X quang : hình ảnh của tổ chức được phản ánh trên phim X quang. * Nguyên tắc tạo hình ảnh: Trong đó : (1) là máy phát tia X. (2) là bộ phận cần chụp chiếu. (3) là bộ phận hiện hình ảnh. 31 2 * NGUYÊN TẮC: - CHÙM TIA X DO MÁY (1) PHÁT RA XUYÊN QUA MỘT BỘ PHẬN CỦA NGƯỜI BỆNH (2) SẼ ĐẬP VÀO MÀN CHẮN (3) (MÀN HUỲNH QUANG HOẶC TẤM PHIM ). - DO HIỆN TƯỢNG HẤP THỤ, KHI QUA (2) CHÙM TIA X SẼ BỊ TỔ CHỨC HẤP THỤ KHÔNG ĐỒNG ĐỀU KẾT QUẢ LÀ CÁC ĐIỂM KHÁC NHAU TRÊN MÀN CHẮN (3) SẼ BỊ CHÙM TIA X TÁC ĐỘNG VỚI MỘT CƯỜNG ĐỘ KHÁC NHAU DO VẬY SẼ TẠO NÊN NHỮNG VÙNG SÁNG TỐI KHÁC NHAU. =>Từ nguyên tắc trên ta thấy : + Trong chiếu X quang : khối (3) là màn huỳnh quang thì vùng nào hấp thụ nhiều tia X ảnh vùng đó sẽ tối; cụ thể xương, tim đen hơn vùng phổi, cơ. + Trong chụp X quang : khối (3) là tấm phim chụp được kẹp giữa hai màn tăng quang trong một hộp dẹt được gọi là Cát-xét. Trên phim chụp X quang, những vùng hấp thụ nhiều tia X sẽ có hình trắng (như xương, tim) còn những vùng hấp thụ ít tia X sẽ có hình đen (như phổi, cơ). 2.2. Trong điều trị : - Tia X được ứng dụng chủ yếu trong điều trị những bệnh nhân bị ung thư. Dựa vào tác dụng của tia X có khả năng diệt bào mà người ta áp dụng vào một phương pháp điều trị có tên : Xạ trị. Cụ thể người ta chiếu tia X (tạo ra từ máy gia tốc) vào tổ chức bị ung thư với liều lượng, trường chiếu và thời gian thích hợp. - Các thầy thuốc thường kết hợp Xạ trị với các phương pháp khác như phẫu thuật, hoá trị liệu, miễn dịch, nâng cao thể trạng.... 3. Một số nguyên tắc cơ bản phòng chống nhiễm xạ tia X. 3.1. Đối với phòng đặt máy - Phòng đặt máy chiếu chụp phải đủ rộng, thoáng hơi, tường nhà cách bóng phát tia ít nhất 2 m, trần nhà cao trên 3 m, tường trần nhà phải bọc lớp chắn tia X xuyên qua như chì, barit - Hạn chế bày đặt các thiết bị, dụng cụ không cần thiết trong buồng máy. - Nên xây dựng xa khoa sản, khoa nhi. 3.2. Đối với người vận hành máy - Phải am hiểu về an toàn phóng xạ. - Phải được trang bị các phương tiện bảo hộ như: áo chì, găng tay chì, đứng sau bình phong chì chống tia. - Nên đeo bút đo nhiễm tia để theo dõi độ nhiễm xạ từ đó có các biện pháp để bảo vệ sức khoẻ. - Không nên cho nhiều người vào buồng máy để tránh các tia thứ cấp... 3.3. Đối với người bệnh - Chỉ nên chọn phương pháp X quang khi thực sự cần thiết đặc biệt đối với phụ nữ mang thai và trẻ nhỏ. - Có ý thức che chắn bộ phận không chụp lại, đặc biệt đối với những cơ quan nhạy cảm với phóng xạ của cơ thể như tuyến sinh dục, thuỷ tinh thể, tuyến giáp, tuyến vú - Không nên chọn phương pháp X quang nhiều lần trong khoảng thời gian ngắn.