2. VARANS-TSC
1.Nắm bắt được các cơ chế tác dụng của bức xạ lên
cơ thể người
2.Biết được các hiệu ứng sinh học do bức xạ ion
hóa
3. Biết cách ngăn ngừa/giảm thiểu các hiệu ứng
MỤC TIÊU
2
3. VARANS-TSC
1. Các cơ chế tác dụng của bức xạ ion hóa
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ứng sinh học của
bức xạ
3. Các hiệu ứng sinh học bức xạ
NỘI DUNG
3
4. VARANS-TSC
• Phát hiện đầu tiên về ung thư da do bức xạ gây
nên được báo cáo vào năm 1902.
• Phát hiện đầu tiên về bệnh bạch cầu do bức xạ gây
nên được báo cáo năm 1911.
LỊCH SỬ PHÁT HIỆN
4
* Những năm 20 TK XX: Ung thư xương xảy
ra đối với một số họa sĩ sử dụng mực vẽ
chứa Radium
* Những năm 40 TK XX : Số lượng bệnh về
máu tăng đột biến ở những người hành nghề
chụp ảnh X quang
6. VARANS-TSC
Bức xạ ion hoá trực tiếp truyền năng lượng và
gây ion hoá các phân tử sinh học dẫn đến tổn
thương các phân tử đó.
Tác dụng trực tiếp
6
7. VARANS-TSC
Bức xạ ion hóa + RH → R- + H+
Phá vỡ mối liên kết
7
OH
I
R – C = NH
imidol (enol)
O
II
R – C = NH2
amide (ketol)
Tác dụng trực tiếp
8. VARANS-TSC
- Cơ thể người được cấu tạo từ nhiều loại tế
bào, khối lượng nước chiếm khoảng 70% khối
lượng của tế bào. Do đó khi bức xạ chiếu vào sẽ
có xác suất tương tác với các phân tử nước
nhiều hơn các phân tử DNA.
- Cơ chế tổn thương gián tiếp xảy ra khi bức xạ
ion hóa các phân tử nước tạo ra các gốc tự do
(có khả năng ôxi hóa cao), sau đó các gốc tự do
này có thể khuếch tán trong tế bào tấn công vào
lên các phân tử DNA và gây tổn thương các
phân tử này.
8
Tác dụng gián tiếp
11. VARANS-TSC
a. Giai đoạn hóa lý
Giai đoạn hóa lý thường rất ngắn, chỉ xảy ra
trong khoảng thời gian 10-16 - 10-13 giây.
Trong giai đoạn này các phân tử sinh học cấu
tạo nên tổ chức sống chịu tác dụng trực tiếp
hoặc gián tiếp của bức xạ ion hoá.
Các giai đoạn biến đổi
11
12. VARANS-TSC
b. Giai đoạn sinh học
− Giai đoạn này có thể kéo dài vài giây đến vài
chục năm sau khi bị chiếu xạ.
− Những tổn thương hoá sinh ở giai đoạn đầu nếu
không được hồi phục sẽ dẫn đến những rối loạn
về chuyển hoá, tiếp đến là các tổn thương về
hình thái và chức năng của tế bào.
− Kết quả cuối cùng là những hiệu ứng sinh học
trên cơ thể sống được biểu hiện hết sức đa dạng
Các giai đoạn biến đổi (tiếp)
12
14. VARANS-TSC
a. Liều chiếu,
b. Suất liều chiếu,
c. Diện tích bị chiếu,
d. Hiệu ứng nhiệt độ,
d. Hiệu ứng ôxy,
e. Hàm lượng nước.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ứng sinh học
của bức xạ
14
15. VARANS-TSC
− Liều chiếu là yếu tố quan trọng nhất quyết định
tính chất và tổn thương sau chiếu xạ.
− Liều càng lớn tổn thương càng nặng và xuất hiện
càng sớm.
a. Liều chiếu
15
16. VARANS-TSC
− Cùng với một liều hấp thụ như nhau, thời gian
chiếu kéo dài sẽ làm giảm hiệu ứng sinh học của
bức xạ. Nguyên nhân được giải thích bởi khả năng
tự hồi phục của cơ thể ở các mức liều khác nhau.
− Với suất liều nhỏ tốc độ phát triển tổn thương cân
bằng với mức độ hồi phục của cơ thể.
− Tăng suất liều thì quá trình hồi phục giảm nên
mức độ tổn thương tăng lên, hiệu ứng sinh học sẽ
tăng lên.
b. Suất liều chiếu
16
17. VARANS-TSC
− Mức độ tổn thương sau chiếu xạ phụ thuộc rất
nhiều vào diện tích chiếu, chiếu một phần (chiếu
cục bộ) hay toàn bộ cơ thể.
− Liều tử vong khi chiếu xạ toàn thân thường thấp
hơn nhiều so với chiếu cục bộ.
c. Diện tích bị chiếu
17
18. VARANS-TSC
− Giảm nhiệt độ sẽ làm giảm tác dụng của bức xạ
ion hoá, do khi nhiệt độ giảm tốc độ di chuyển của
các gốc tự do tới phân tử sinh học giảm dẫn đến
giảm số phân tử sinh học bị tổn thương.
− Áp dụng trong thực tế: Bảo quản các chế phẩm
sinh học có gắn phóng xạ ở nhiệt độ đóng băng để
giảm cơ chế tác dụng gián tiếp của bức xạ.
d. Hiệu ứng nhiệt độ
18
19. VARANS-TSC
− Độ nhạy cảm phóng xạ của sinh vật tăng theo
nồng độ ôxy, do khi đó lượng HO2, H2O2 tạo ra
càng nhiều và làm tăng số phân tử sinh học bị tổn
thương do phóng xạ.
− Hiệu ứng ôxy tăng dần đến nồng độ ôxy ở điều
kiện bình thường trong không khí (21%), sau đó
hàm lượng ôxy trong không khí có tăng cao hơn
thì cơ thể con người cũng ở trạng thái bão hoà và
không thể hấp thụ thêm ôxy nữa do vậy tác dụng
của hiệu ứng này cũng không tăng.
e. Hiệu ứng ôxy
19
20. VARANS-TSC
− Hàm lượng nước càng lớn thì các gốc tự do được
tạo ra càng nhiều, số các gốc tự do tác động lên
phân tử sinh học càng nhiều do đó hiệu ứng sinh
học cũng tăng lên.
f. Hàm lượng nước
20
22. VARANS-TSC
a. Tổn thương ở mức phân tử
b. Tổn thương ở mức tế bào
c. Tổn thương ở mức toàn cơ thể
d. Hiệu ứng tất nhiên và Hiệu ứng ngẫu nhiên
22
23. VARANS-TSC
− Khi chiếu xạ, năng lượng của chùm tia truyền
trực tiếp hoặc gián tiếp cho các phân tử sinh học
có thể phá vỡ mối liên kết hoá học hoặc phân ly
các phân tử sinh học.
− Tuy nhiên bức xạ ion hoá khó làm đứt hết các
mối liên kết hoá học mà thường chỉ làm mất
thuộc tính sinh học của các phân tử sinh học.
a. Tổn thương ở mức phân tử
23
24. VARANS-TSC
ĐỨT GÃY LIÊN KẾT TRONG DNA (Deoxyribonucleic Acid)
24
Cấu trúc của DNA
mỗi vòng xoắn = 3,4nm
khung xương sống
đường-phốt phát
base
liên kết hydro
25. VARANS-TSC
− Khi bị chiếu xạ các đặc tính của tế bào có thể thay
đổi ở cả trong nhân và nguyên sinh chất. Nếu bị
chiếu xạ bởi liều cao tế bào có thể bị phá huỷ hoàn
toàn.
b. Tổn thương ở mức tế bào
25
Màng tế bào
Nguyên sinh
chất
Nhân
Màng nhân
26. VARANS-TSC
− Tế bào chết do tổn thương nặng ở nhân và chất
nguyên sinh.
− Tế bào không chết nhưng không phân chia được.
− Tế bào không phân chia được nhưng số nhiễm
sắc thể tăng gấp đôi và thành tế bào khổng lồ.
− Tế bào phân chia được nhưng có rối loạn trong
cơ chế di truyền.
Hệ quả các tổn thương tế bào do phóng xạ
26
27. VARANS-TSC
Hệ quả các tổn thương tế bào do phóng xạ
27
Tế bào chết
Tế bào hồi phục
Tế bào thay đổi
28. VARANS-TSC
− Các tế bào khác nhau có độ nhậy cảm phóng xạ khác
nhau
• Các tế bào non đang trưởng thành (tế bào phôi),
• Tế bào sinh sản nhanh, dễ phân chia (tế bào cơ quan tạo
máu, niêm mạc ruột, tinh hoàn, buồng trứng ...) thường
có độ nhạy cảm phóng xạ cao.
− Các tế bào thần kinh tuy thuộc loại không phân chia
nhưng cũng rất nhạy cảm phóng xạ. Tế bào limpho
không phân chia nhưng cũng nhạy cảm phóng xạ.
− Không chỉ định chiếu xạ với phụ nữ có thai, đang cho
con bú và đặc biệt với trẻ em nếu không bắt buộc.
Mức độ nhạy cảm phóng xạ
28
30. VARANS-TSC
− Tổn thương sớm xuất hiện khi bị chiếu ở mức
liều cao trong thời gian ngắn (chiếu toàn thân
trên mức liều 500 mSv),
− Biểu hiện tổn thương sớm thường thấy trên một
số cơ quan sau:
• Máu và cơ quan tạo máu,
• Hệ tiêu hoá,
• Da.
i. Các hiệu ứng sớm
30
31. VARANS-TSC
− Biểu hiện lâm sàng là các triệu chứng xuất huyết,
phù nề, thiếu máu,
− Giảm limpho, bạch cầu hạt, tiểu cầu và hồng cầu,
− Xét nghiệm tuỷ xương thấy giảm cả 3 dòng, sớm
nhất là dòng bạch cầu.
Máu và cơ quan tạo máu
31
32. VARANS-TSC
− Biểu hiện lâm sàng là tiêu chảy, sút cân, nhiễm
độc máu, giảm sức đề kháng cơ thể,
− Những thay đổi trong hệ thống tiêu hoá thường
quyết định hậu quả bệnh phóng xạ.
Hệ tiêu hóa
32
33. VARANS-TSC
− Sau khi bị chiếu liều cao, các ban đỏ xuất hiện
trên da, da bị viêm, xạm,
− Các tổn thương này có thể dẫn đến viêm loét,
thoái hoá, hoại tử da hoặc phát triển thành ung
thư da.
Da
33
34. VARANS-TSC
Các hiệu ứng muộn được chia làm 2 loại
− Hiệu ứng sinh thể (somatic effects)
Giảm tuổi thọ, đục thuỷ tinh thể, tần suất xuất
hiện bệnh ung thư cao hơn, thường là ung thư
máu, ung thư da, ung thư xương, ung thư phổi,
− Hiệu ứng di truyền (hereditary effects)
Tăng tần suất xuất hiện các đột biến về di truyền,
dị tật bẩm sinh, quái thai.
ii. Các hiệu ứng muộn
34
35. VARANS-TSC
Dưới tác động của bức xạ ion hoá cơ thể sống có
thể bị ảnh hưởng bởi hai hiệu ứng:
−Hiệu ứng tất nhiên.
−Hiệu ứng ngẫu nhiên.
d. Hiệu ứng tất nhiên và Hiệu ứng ngẫu nhiên
35
36. VARANS-TSC
Chiếu xạ cấp tính Chiếu xạ kéo dài
Chiếu xạ
Hiệu ứng sớm Hiệu ứng muộn
Ung thưVô sinh Đục thủy
tinh thể
Các hiệu ứng
di truyền
Chứng đỏ
da
Bệnh
phóng xạ
Các loại hiệu ứng sinh học và ví dụ
Hiệu ứng tất nhiên
Hiệu ứng ngẫu nhiên
37. VARANS-TSC
− Chiếu xạ liều cao có thể gây ra các triệu chứng
cấp như nôn mửa, mẩn đỏ da, hoặc,
− Trong trường hợp nghiêm trọng, các triệu chứng
bệnh lý nguy cấp hơn có thể xuất hiện chỉ trong
một thời gian ngắn sau khi bị chiếu xạ,
− Các hiệu ứng như vậy được gọi là các hiệu ứng
“tất nhiên” vì chúng chắc chắn xẩy ra nếu liều xạ
vượt quá một mức ngưỡng nào đó.
Hiệu ứng tất nhiên
37
39. VARANS-TSC
Bỏng bức xạ trong X-quang can thiệp
39
Lưng bệnh nhân
sau 6-8 tuần
16-21 tuần sau khi chụp
Angioplasty– Vùng loét nhỏ
40. VARANS-TSC
Bỏng bức xạ trong X-quang can thiệp
40
Nhìn cận cảnh vùng tổn
thương sau 18-21 tuần
41. VARANS-TSC
− Các hiệu ứng tất nhiên là kết quả của nhiều quá
trình khác nhau, nhưng chủ yếu là do các tế bào bị
chết và chậm phân chia do chiếu xạ liều cao.
− Nếu liều đủ cao, nó có thể phá hỏng chức năng
của tổ chức tế bào bị chiếu xạ. Mức độ nghiêm
trọng của hiệu ứng tất nhiên đối với từng cá thể bị
chiếu xạ sẽ tăng lên theo giá trị liều lớn hơn
ngưỡng xẩy ra hiệu ứng.
Hiệu ứng tất nhiên (tiếp)
41
42. VARANS-TSC
Một số hiệu ứng tất nhiên
42
Hiệu ứng Bộ phận/mô
Ngưỡng liều hấp thụ
(phơi nhiễm cấp tính)
(Gy)
Thời gian
phát ra hiệu
ứng
Đỏ da giai đoạn chính
Da (diện
rộng )
<3-6 1-4 tuần
Bỏng da
Da (diện
rộng )
5-10 2-3 tuần
Rụng lông/tóc tạm thời Da 4 2-3 tuần
Đục thủy tinh thể Mắt 1,5 vài năm
Giảm quá trình tạo máu Tủy sống 0,5 3-7 days
Vô sinh tạm thời Tinh hoàn 0,1 3-9 tuần
Vô sinh vĩnh viễn Tinh hoàn 6 3 tuần
Vô sinh vĩnh viễn Buồng trứng 3 < 1 tuần
- Nguôn TK: ICRP Publication 103Với 1% tỷ lệ mắcbệnh
43. VARANS-TSC
− Sự chiếu xạ cũng có thể gây ra các hiệu ứng tế
bào (hiệu ứng soma) như bệnh ung thư xuất hiện
trong một khoảng thời gian dài âm ỉ sau khi bị
chiếu xạ và biểu hiện bệnh lý có thể được phát
hiện trong cộng đồng dân cư,
− Hiệu ứng này có thể xẩy ra trong toàn bộ dải liều
và không có ngưỡng.
Hiệu ứng ngẫu nhiên
43
44. VARANS-TSC
− Các hiệu ứng di truyền do bức xạ có thể xẩy ra đối
với con người,
− Những hiệu ứng có khả năng phát hiện được theo
triệu chứng bệnh lý như ung thư ác tính, hiệu ứng
di truyền đều được gọi là "hiệu ứng ngẫu nhiên"
do bản chất ngẫu nhiên của chúng.
Hiệu ứng ngẫu nhiên (tiếp)
44
45. VARANS-TSC
− Các hiệu ứng ngẫu nhiên có thể xảy ra nếu tế bào
bị biến đổi do chiếu xạ chứ không bị giết chết,
− Các tế bào bị biến đổi này sau đó có thể kéo dài
quá trình phát triển và gây ra ung thư,
− Cơ chế tự bảo vệ và tự hồi phục của cơ thể làm
cho quá trình gây bệnh trở nên rất không chắc
chắn khi bị chiếu ở mức liều thấp.
Hiệu ứng ngẫu nhiên (tiếp)
45
46. VARANS-TSC
− Không có bằng chứng cho thấy tồn tại một mức
ngưỡng liều thấp mà dưới đó ung thư không xẩy
ra,
− Xác suất để xẩy ra ung thư sẽ cao hơn khi liều
càng cao, nhưng tính nghiêm trọng của một bệnh
ung thư nào đó do bức xạ gây ra thì hoàn toàn độc
lập đối với liều.
Hiệu ứng ngẫu nhiên (tiếp)
46
47. VARANS-TSC
− Nếu tế bào bị bức xạ phá huỷ là tế bào phôi, mà
chức năng của chúng là chuyển thông tin di truyền
cho thế hệ sau thì dễ dàng hiểu rằng các hiệu ứng
di truyền có thể phát triển ở thế hệ con cháu của
cá thể bị chiếu xạ,
Hiệu ứng ngẫu nhiên (tiếp)
47
48. VARANS-TSC
− Ngoài các hiệu ứng bệnh lý đã nêu trên, các hiệu
ứng gây ảnh hưởng tới sức khỏe khác cũng có thể
xẩy ra đối với trẻ sơ sinh nếu phôi hoặc bào thai bị
chiếu xạ,
− Trong số các hiệu ứng này thì bệnh ung thư máu
là có nguy cơ cao hơn cả, và ở các thời kỳ mang
thai khác nhau, nếu bị chiếu xạ cao hơn các mức
ngưỡng khác nhau thì có thể xẩy ra các triệu
chứng nghiêm trọng như chậm phát triển thần
kinh hoặc mắc các dị tật bẩm sinh.
Hiệu ứng của bức xạ lên bào thai
48
49. VARANS-TSC
Các hiệu ứng tất định xảy ra khi chiếu xạ
bào thai
Tuổi thai < 50
mGy
50-100 mGy >100 mGy
0-2 tuần Không Không Không
3-4 tuần Không Có thể không Có khả năng sảy thai tự
nhiên
5-10 tuần Không Các hiệu ứng tiềm tàng
không chắc chắn và có
thể quá khó thấy để
phát hiện lâm sàng
Có khả năng tăng xác suất
dị tật khi tăng liều
11-17 tuần Không Tăng nguy cơ giảm IQ
hoặc chậm phát triển trí óc
18-27 tuần Không Không Không phát hiện thấy thiếu
hụt IQ ở liều chẩn đoán
> 27 tuần Không Không Không áp dụng các biện
pháp y học chẩn đoán
Reference: ACR Practice Guidelinefor Imaging pregnant or potentially
pregnant adolescents and women with ionizing radiation (2008)
50. VARANS-TSC
Nguy cơ ung thư sau này khi chiếu xạ tới bào thai
Xét nghiệm Khoảng liều điển
hình lên thai nhi
(mGy)
Nguy cơ mắc ung
thư thời niên thiếu
trên 1 xét nghiệmLoại Bộ phận chiếu chụp
X-quang
Não/ ngực / răng
Chụp nhũ ảnh 0.001 – 0.01 < 10-6
Chụp CT Đầu/cổ
Chụp CT Chụp mạch phổi 0.01 – 0.1 10-6 - 10-5
X-quang Bụng/khung chậu/hông
0.1 – 1 10-5 - 10-4
Chụp CT Khung chậu/Ngực và gan
X-quang
Barium enema/chụp tĩnh
mạch /cột sống thắt lưng
1 – 10 10-4 - 10-3
Chụp CT Cột sống thắt lưng/ổ bụng
Chụp CT Khung xương chậu 10-50 10-3 – 5.10-3
50
TLTK: Health Protection Agency, RCE-9Nguy cơ ung thư tự nhiên: 2.10-3
51. VARANS-TSC
❖Tổng quát :
• Thực hiện tốt quản lý an toàn, đặc biệt là trong
kiểm soát liều (giới hạn liều để ngăn ngừa hiệu
ứng tất nhiên + nguyên lý ALARA để giảm thiểu
hiệu ứng ngẫu nhiên)
• Nhận thức rõ các yếu tố ảnh hưởng để giảm
thiểu các hiệu ứng sinh học của BX ion hóa, nhất
là biện pháp giảm liều và suất liều
• Đặc biệt lưu ý các hiệu ứng sớm thông thường.
Khi quan sát được, báo ngay cho Người phụ
trách an toàn để xác minh và điều tra nếu cần
Các biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu
51
52. VARANS-TSC
❖Đối với nhân viên nữ mang thai
• Nhân viên nữ làm việc trong môi trường bức ạ
cần thông báo cho Người phụ trách an toàn sớm
nhất có thể.
• Người Phụ trách an toàn cần xem xét và tư vấn
cho Giám đốc điều chuyển nhân viên nữ mang
thai sang vị trí khác không liên quan tới bức xạ.
• Theo dõi cẩn trọng tình trạng sức khỏe của
nhân viên nữ mang thai và thai nhi, đặc biệt khi
phát hiện muộn (đã bị chiếu xạ đáng kể)
52
Các biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu
53. VARANS-TSC
− Các cơ chế tác dụng của bức xạ ion hóa: trực tiếp
và gián tiếp,
− Các giai đoạn biến đổi: hóa lý, sinh học,
− Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ứng sinh học bức
xạ,
− Các hiệu ứng sinh học bức xạ: cấp độ phân tử, tế
bào, toàn cơ thể,
− Các hiệu ứng sớm (các cơ quan: máu và cơ quan
tạo máu, hệ tiêu hóa, da) và hiệu ứng muộn,
− Hiệu ứng tất nhiên và hiệu ứng ngẫu nhiên.
TỔNG KẾT
53
