Thông tin và Công cụ tính toán Liều bức xạ CT

Giải thích về $DLP$ (Dose-Length Product)

$DLP$ là một chỉ số quan trọng trong chẩn đoán CT, đại diện cho tổng lượng phơi nhiễm bức xạ dọc theo chiều dài của vùng được quét. Nó được tính bằng tích của chỉ số liều CT thể tích ($CTDI_{vol}$) và chiều dài vùng quét (Scan Length). Đơn vị của $DLP$ thường là $mGy \cdot cm$.

Công thức tính $DLP$:

Trong đó:

• $CTDI_{vol}$ (Computed Tomography Dose Index Volume): Ước tính liều hấp thụ trung bình trong thể tích được chiếu xạ của một lát cắt đại diện, đã hiệu chỉnh cho pitch. Đơn vị là miliGray ($mGy$).
• Chiều dài quét (Scan Length): Là tổng chiều dài của vùng cơ thể được bao phủ bởi chùm tia X trong quá trình quét, đơn vị centimet ($cm$).

Ý nghĩa và Ứng dụng:

$DLP$ phản ánh tổng năng lượng bức xạ được truyền cho bệnh nhân trong toàn bộ cuộc quét. Nó là một chỉ số hữu ích để:

• So sánh mức liều giữa các cuộc quét khác nhau trên cùng một bệnh nhân hoặc giữa các bệnh nhân.
• Theo dõi và quản lý liều bức xạ tại cơ sở y tế.
• Là đầu vào quan trọng để ước tính Liều hiệu dụng ($E$), giúp đánh giá nguy cơ sinh học tổng thể.

Ví dụ tính $DLP$:

Nếu một cuộc quét CT bụng có $CTDI_{vol} = 10 \, mGy$ và chiều dài quét là $35 \, cm$, thì:

Giải thích về Liều hiệu dụng ($E$)

Liều hiệu dụng (Effective Dose, ký hiệu $E$) là một đại lượng được định nghĩa bởi Ủy ban Quốc tế về An toàn Bức xạ (ICRP) để ước tính nguy cơ ngẫu nhiên dài hạn (chủ yếu là nguy cơ gây ung thư và di truyền) đối với sức khỏe con người từ việc phơi nhiễm bức xạ ion hóa. Nó tính đến:

• Lượng liều hấp thụ bởi các cơ quan và mô khác nhau.
• Loại bức xạ ion hóa (thông qua hệ số trọng số bức xạ, $W_R$, đối với tia X trong CT thì $W_R=1$).
• Độ nhạy cảm khác nhau của các cơ quan và mô đối với tác động có hại của bức xạ (thông qua hệ số trọng số mô, $W_T$).

Đơn vị của Liều hiệu dụng là Sievert ($Sv$), nhưng trong chẩn đoán y tế thường dùng miliSievert ($mSv$), với $1 \, Sv = 1000 \, mSv$.

Công thức tổng quát (theo ICRP):

Trong đó:

• $H_T$: Liều tương đương ở mô hoặc cơ quan $T$.
• $W_T$: Hệ số trọng số mô cho mô $T$.
• $D_{T,R}$: Liều hấp thụ trung bình từ bức xạ $R$ trong mô $T$.
• $W_R$: Hệ số trọng số bức xạ cho loại bức xạ $R$.

Ước tính Liều hiệu dụng từ $DLP$ trong CT:

Trong thực hành lâm sàng, việc tính $E$ theo công thức đầy đủ là phức tạp. Do đó, người ta thường sử dụng phương pháp ước tính dựa trên $DLP$ và một hệ số chuyển đổi $k$ (k-factor) đặc trưng cho vùng cơ thể được quét. Hệ số $k$ này được tính toán dựa trên các mô hình phantom và phân bố liều điển hình.

Hệ số $k$ có giá trị khác nhau cho các vùng cơ thể (ví dụ: đầu, ngực, bụng, chậu) và có thể khác nhau một chút giữa các tài liệu tham khảo hoặc chuẩn quốc gia.

Ý nghĩa trong thực hành lâm sàng:

Liều hiệu dụng $E$ cho phép:

• Đánh giá và so sánh nguy cơ bức xạ tiềm ẩn từ các loại xét nghiệm hình ảnh khác nhau (ví dụ: so sánh CT ngực với X-quang ngực).
• Hỗ trợ việc cân bằng giữa lợi ích chẩn đoán và nguy cơ bức xạ khi lựa chọn hoặc tối ưu hóa quy trình chụp.
• Theo dõi liều tích lũy cho bệnh nhân, đặc biệt là những người cần chụp chiếu nhiều lần.
• Thiết lập và kiểm tra các mức tham chiếu chẩn đoán quốc gia hoặc địa phương (Diagnostic Reference Levels - DRLs).

Ví dụ tính $E$:

Sử dụng ví dụ $DLP = 350 \, mGy \cdot cm$ cho CT bụng. Giả sử hệ số $k$ cho vùng bụng là $0.015 \, mSv \cdot mGy^{-1} \cdot cm^{-1}$:

Ước tính Nguy cơ Ung thư từ Liều hiệu dụng

Liều hiệu dụng ($E$) cung cấp một phương tiện để ước tính nguy cơ ung thư gây ra bởi bức xạ (Radiation-Induced Cancer Risk) ở mức độ quần thể, dựa trên mô hình đáp ứng liều. Mô hình phổ biến nhất được chấp nhận cho mục đích bảo vệ bức xạ là mô hình Tuyến tính không ngưỡng (Linear No-Threshold - LNT). Mô hình này giả định rằng:

• Nguy cơ ung thư tăng tuyến tính với liều bức xạ.
• Không có ngưỡng liều nào được coi là hoàn toàn an toàn (bất kỳ liều nào, dù nhỏ, cũng có thể làm tăng nguy cơ).

Dựa trên các báo cáo khoa học uy tín như BEIR VII (Biological Effects of Ionizing Radiation VII) và các ấn phẩm của ICRP, nguy cơ tử vong do ung thư trong suốt cuộc đời được ước tính tăng thêm khoảng 5.5% cho mỗi Sievert (tức là $0.0055$ cho mỗi $Sv$, hay $5.5 \times 10^{-5}$ cho mỗi $mSv$) đối với một quần thể hỗn hợp về độ tuổi và giới tính.

Những điểm cần lưu ý khi diễn giải nguy cơ này:

• Tính không chắc chắn: Các ước tính này có độ không chắc chắn đáng kể, đặc biệt là ở mức liều thấp thường gặp trong chẩn đoán y tế. Chúng được ngoại suy từ dữ liệu liều cao (như những người sống sót sau bom nguyên tử).
• Nguy cơ cá nhân vs. Quần thể: Các hệ số nguy cơ này áp dụng tốt nhất cho đánh giá rủi ro ở cấp độ quần thể. Nguy cơ thực tế cho một cá nhân cụ thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tuổi tại thời điểm phơi nhiễm (trẻ em và người trẻ nhạy cảm hơn), giới tính (phụ nữ thường có nguy cơ cao hơn một chút đối với một số loại ung thư), tiền sử gia đình, lối sống (hút thuốc), và cơ quan nào nhận liều cao nhất.
• Mục đích chính: Việc ước tính nguy cơ này chủ yếu phục vụ cho việc thiết lập các tiêu chuẩn an toàn bức xạ, tối ưu hóa quy trình (nguyên tắc ALARA), và truyền thông nguy cơ một cách cân bằng, chứ không phải để dự đoán chính xác liệu một cá nhân có bị ung thư do một cuộc chụp CT hay không.

Ví dụ ước tính nguy cơ:

Sử dụng liều hiệu dụng từ ví dụ CT bụng $E = 5.25 \, mSv$:

Con số này tương đương với khoảng 1 trường hợp tử vong do ung thư tăng thêm trên khoảng 3460 người nhận cùng mức liều này. Đây là một mức tăng nguy cơ rất nhỏ so với nguy cơ ung thư nền tự nhiên trong suốt cuộc đời (khoảng 20-25% dân số tử vong do ung thư từ mọi nguyên nhân cộng lại).

Kết luận: Mặc dù nguy cơ từ một lần chụp CT đơn lẻ là thấp, việc hiểu và định lượng nguy cơ này giúp nhấn mạnh tầm quan trọng của việc chỉ định hợp lý và tối ưu hóa liều trong thực hành lâm sàng hàng ngày để giảm thiểu phơi nhiễm bức xạ không cần thiết cho bệnh nhân.