Đảm bảo chất lượng QA&QC sử dụng hệ thống Suncheck cho máy gia tốc tuyến tính tại Bệnh viện K

Mục đích của việc đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong xạ trị là để đảm bảo rằng các thông số hoạt động cơ bản của hệ thống máy gia tốc (Baseline values) không vượt qua giới hạn cho phép so với thời điểm chấp nhận và đưa vào vận hành sử dụng (CAT/Commisioning). Các chương trình đảm bảo chất lượng này phải mang tính liên kết và toàn diện (end to end).

TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 519 - THÁNG 10 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2022 ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG QA&QC SỬ DỤNG HỆ THỐNG SUNCHECK CHO MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH TẠI BỆNH VIỆN K Lê Văn Tình1 TĨM TẮT 23 Mục tiêu: Mục đích việc đảm bảo chất lượng kiểm soát chất lượng (QA/QC) xạ trị để đảm bảo thông số hoạt động hệ thống máy gia tốc (Baseline values) không vượt qua giới hạn cho phép so với thời điểm chấp nhận đưa vào vận hành sử dụng (CAT/Commisioning) Các chương trình đảm bảo chất lượng phải mang tính liên kết tồn diện (end to end) Đối tượng, phương pháp nghiên cứu: Trong báo cáo này, chúng tơi đưa quy trình thực kết làm việc hệ thống SUNCHECK hãng Sun Nuclear Các kết thu thập phân tích thực máy gia tốc tuyến tính VersaHD bao gồm: Kết quả: Field Size/ Flatness & Symmetry QA (Y Flatness= 103,24%; X Flatness= 103,73%; Y Symetry= 0,81%; X Symetry = 0,85%; Y radiation Fz= 9,94cm; X radiation Fz= 10,02cm; Penumbra= 6,04mm); Winston-Lutz Isocenter QA (Maximum delta= -1,24mm; Maximum toltal delta= 1,47mm; 3D X offset= 0,21mm mm; 3D Y offset= 0,29mm; 3D Z offset= -0,25mm); MLC Picket Fence QA (Maximum magnitude leaf gap position error= 1,72mm; Maximum magnitude leaf gap width Khoa Vật Lý xạ trị - Bệnh viện K Tác giả liên lạc: Lê Văn Tình SĐT: 0947877977 Email: tinhbvk@gmail.com Ngày nộp bài: 30/06/2022 Ngày phản biện: 01/10/2022 Ngày phê duyệt: 10/10/2022 error= 2,22mm); Star Shot QA (ISO Gantry= 0,54mm; ISO Collimator= 0,51mm; ISO Couch= 0,84mm) Kết luận: Hệ thống SUNCHECK hệ thống QA/QC tự động, toàn diện, hoàn toàn đáp ứng quy trình đảm bảo chất lượng hệ thống máy xạ trị kỹ thuật cao Từ khóa: QA/QC, Flatness, Symmetry, Isocenter, MLC, SUNCHECK SUMMARY APPLYING SUNCHECK QA&QC TOOLKIT TO THE LINEAR ACCELERATOR AT VIETNAM NATIONAL CANCER HOSPITAL Purpose: The purpose of quality assurance and quality control (QA/QC) in radiation therapy is to ensure that the basic operating parameters of the accelerator system (Baseline values) not exceed acceptable limits (compared with those at the time being accepted and put into operation (CAT/Commissioning)) These quality assurance programs should be coherent and comprehensive Subject and method: In this report, we present the implementation process and clinical results of Sun Nuclear's SUNCHECK system Clinical results collected and analyzed using the VersaHD linear accelerator are presented below Results:: Field Size/ Flatness & Symmetry QA (Y Flatness = 103,24%; X Flatness = 103,73%; Y Symmetry = 0,81%; X Symmetry = 0,85%; Y radiation Fz = 9,94cm; X radiation Fz = 10,02cm; Penumbra = 6,04mm); Winston-Lutz Isocenter QA (Maximum delta = -1,24mm; Maximum total delta = 1,47mm; 3D X offset = - 195 HỘI THẢO PHÒNG CHỐNG UNG THƯ HÀ NỘI NĂM 2022 0,21mm mm; 3D Y offset = 0,29mm; 3D Z offset = -0,25mm); MLC Picket Fence QA (Maximum magnitude leaf gap position error = 1,72mm; Maximum magnitude leaf gap width error = 2,22mm); Star Shot QA (ISO Gantry = 0,54mm; ISO Collimator = 0,51mm; ISO Couch = 0,84mm) Conclusion: The SUNCHECK system is a comprehensive, automatic QA/QC system that fully adapts to the quality assurance process of high-tech radiotherapy machine systems Keywords: QA/QC, Flatness, Symmetry, Isocenter, MLC, SUNCHECK I ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển kỹ thuật xạ trị, ngày khơng cịn xa lạ với phương pháp điều trị điều biến liều đại IMRT, VMAT, IGRT… Tuy nhiên thách thức nhà vật lý y tế nhóm chuyên gia lĩnh vực xạ trị phải đưa quy trình đảm bảo chất lượng trước ứng dụng phương pháp điều trị, công nghệ trang thiết bị vào điều trị lâm sàng Mục đích việc đảm bảo chất lượng kiểm soát chất lượng (QA/QC) xạ trị để đảm bảo thông số hoạt động hệ thống máy gia tốc (Baseline values) không vượt qua giới hạn cho phép so với thời điểm chấp nhận đưa vào vận hành sử dụng (CAT /Commisioning ) Vì xạ trị quy trình phức tạp, bao gồm nhiều bước liên quan nên chương trình đảm bảo chất lượng phải mang tính liên kết toàn diện (end to end) Hiện nay, khoa Vật lý Xạ trị bệnh viện K, thực đảm bảo chất lượng hàng tuần cho xạ trị VMAT nhiệm vụ khuyến nghị bới Ling et at (1) hệ thống SUNCHECK hãng SunNuclear 196 Các công cụ đảm bảo chất lượng máy gia tốc SNC Machine sử dụng để kiểm tra hoạt động khí, hình học tính chất chùm tia điều trị Để đánh giá tính tồn diện, độ xác khả đáp ứng quy trình đảm bảo chất lượng phức tạp, việc mô tả để đưa quy trình thực thu thập phân tích kết lâm sàng thực khoảng thời gian đủ dài cần thiết II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Các kiểm tra thực máy gia tốc tuyến tính VersaHD theo tuần khoảng thời gian tháng từ tháng 12 năm 2021 đến tháng năm 2022 Các kế hoạch phát tia tạo hệ thống lập kế hoạch điều trị MONACO (v5.14.11) theo hướng dẫn sử dụng SNC Machine Là phần mềm hệ thống SUNCHECK, SNC Machine cung cấp kiểm tra cho thông số máy gia tốc Các kiểm tra phân tích tự động hồn tồn tương thích với nội dung TG-142 linh hoạt tùy chỉnh giới hạn phù hợp với trung tâm Nội dung tiến hành cụ thể bao gồm: - Đảm bảo chất lượng thông số chùm tia (kích thước trường sáng, trường xạ, tính đối xứng, tính phẳng): Field Size/ Flatness & Symmetry QA - Kiểm tra độ đồng tâm máy gia tốc: Winston-Lutz Isocenter QA - Đảm bảo chất lượng MLC: MLC Picket Fence QA - Xác định độ di lệch tâm xạ: Star Shot QA 2.2 Phương pháp nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm với quy trình đảm bảo chất lượng hệ thống máy xạ trị dựa tiêu chuẩn TG-142(2),(3) TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 519 - THÁNG 10 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2022 Phân tích xử lý số liệu: liệu phép đo phân tích xử lý trực tiếp hệ thống SNC Machine - Quy trình thực hiện: ➢ Field Size/ Flatness & Symmetry QA sử dụng để xác định đồng dạng trường xạ trường sáng Đồng thời đánh giá độ phẳng, tính đối xứng vùng bán chùm tia Có thể sử dụng trường đối xứng bất đối xứng(4) Setup: - Sử dụng hình ảnh EPID định dạng DICOM, chế độ chụp During/ Integrated/ Single Exporuse - Sử dụng Phantom SNC FS-QA(5) - MUs 10, SSD 100 cm, thiết lập isocenter Đối với trường đối xứng: sử dụng kích thước (10x10) (15x15) cm Đối với trường bất đối xứng: yêu cầu đảm bảo viên bi BallBearing góc phần tư thứ phantom isocenter phải trường chiếu Giới hạn kiểm tra(6) - Trùng khớp trường xạ trường sáng đối xứng/ bất đối xứng: mm/1 mm - Flatness/ Symmetry: 1% - Kích thước trường xạ đối xứng/ bất đối xứng: 2mm/1 mm ➢ Winston-Lutz Isocenter QA sử dụng để xác độ trùng khớp tâm xạ tâm khí máy gia tốc Collimator, bàn điều trị đồng thời xoay Các hình ảnh ghi nhận phân tích độ lệch theo trục tọa độ U, V sử dụng phép biến đổi tọa độ để tìm độ lệch X, Y, Z thang đo cụ thể (ví dụ, IEC 1217)(4) Setup: - Đặt phantom SNC Winston-Lutz isocenter, cross-hairs phantom trùng laser chiều Laser cần hiệu chỉnh vị trí, trùng với tâm máy gia tốc(5) Hình 1: Setup SNC FS-QA theo crosswine Hình 2: Trường chiếu bất đối xứng Hình 4: Setup SNC Winston-Lutz - EPID: hình ảnh định dạng DICOM, chế độ chụp During/ Integrated/ Single Exporuse, MUs 10 cho trường chiếu - Thông số trường chiếu: 197 HỘI THẢO PHÒNG CHỐNG UNG THƯ HÀ NỘI NĂM 2022 Bảng 1: Thông số trường chiếu Giới hạn kiểm tra(6): - Theo TG -142, máy gia tốc điều trị điều biến liều thơng thường, sai khác vị trí tâm điều trị không 2mm - Đối với máy gia tốc có điều trị SRS/SBRT, sai khác vị trí tâm điều trị không 1mm ➢ MLC Picket Fence QA sử dụng để kiểm tra vị trí MLC cách tìm tâm picket strip sau tính tốn khác biệt tâm picket cặp Nếu khác biệt nằm giới hạn khoảng cách MLC, báo lỗi Có thể thực MLC Picket Fence góc Gantry khác (0 °, 90 °, 180 ° 270 °) Setup: - Plan IMRT với picket, độ rộng từ 0.5 đến cm Nghiên cứu sử dụng picket với độ rộng 1cm - Hình ảnh EPID integrated định dạng DICOM, chế độ chụp During/Integrated - Kiểm tra cài đặt Image Registration cho cross hair nằm hình ảnh theo chiều trái phải(4) Giới hạn kiểm tra: Vị trí chì khơng sai khác q mm(6) 198 Hình 5: Phân tích chì Ficket Fence ➢ Star Shot QA sử dụng để xác định độ di lệch tâm xạ thành phần học riêng biệt: Gantry, Collimator, Couch Setup: - Kế hoạch tạo TPS (MONACO) với tối thiểu đường MLC kích thước 0.5 cm, chiều dài 10 cm, cắt với góc cách 200 - EPID: hình ảnh định dạng DICOM, chế độ chụp During/ Integrated, MUs 10 - Film: Đối với ISO Couch, cố định Gantry Collimator, film ghi nhận đặt bàn điều trị(4) Hình 6: Phân tích Star Shot Giới hạn kiểm tra: Gantry/Collimator/Couch: ±1 mm(6) TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 519 - THÁNG 10 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2022 Nhận xét: Trung bình Symetry tính theo trục Y 0,81% có lần vượt giới hạn cho phép (1%) 1,12% cao lần thứ 11 với 1,21% Trung bình Flatness tính theo trục X 0,85% có lần vượt giới hạn cho phép 1,17%; 1,29% ( lần 11) 1,15% Hình 7: Đặt giới hạn cho ISO III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ➢ Field Size/ Flatness & Symmetry QA Biểu đồ 1: Flatness trường đối xứng (10x10)cm Nhận xét: Trung bình Flatness tính theo trục Y 103,24% có lần vượt giới hạn cho phép (104%) 104,23% 104,54% lần 11 Trung bình Flatness tính theo trục X 103,73% có lần vượt giới hạn cho phép 104,21% 105,17% lần 11 Biểu đồ 2: Symetry trường đối xứng (10x10)cm Biểu đồ 3: Độ trùng khớp trường sáng trường xạ (10x10) cm Nhận xét: Giá trị lý tưởng trục X, Y 10cm, sai số cho phép 0,2cm Sai khác theo trục Y có giá trị vượt giới hạn cho phép -0,28cm 0,21cm (lần 11) Tương tự, giá trị vượt giới hạn trục X 0,22cm -0,27cm (lần 11) Biểu đồ 4: Độ trùng khớp trường sáng trường xạ bất đối xứng 199 HỘI THẢO PHÒNG CHỐNG UNG THƯ HÀ NỘI NĂM 2022 Nhận xét: Giá trị lý tưởng Y1 X1 cm, với Y2, X2 7cm; sai số cho phép đại lượng 0,1 cm Đa số giá trị nằm vượt giới hạn cho phép không đáng kể Tuy nhiên lần 11 cho sai khác tăng đột biến, Y1, X1, Y2, X2 5,25cm; 4.77cm; 7,22cm; 6,8cm tương ứng với 0,25cm; -0,23cm; 0,22cm; -0,2cm khác biệt trường sáng trường xạ Biểu đồ 7: Độ trùng khớp tâm xạ tâm khí theo trục Nhận xét: Hầu hết giá trị nằm giới hạn cho phép độ trùng khớp tâm xạ tâm khí 1mm Tuy nhiên lần đo thứ 11, giá trị có sai khác lớn Cụ thể, 3D X offset -0,56mm; 3D Y offset 1,17mm; 3D Z offset -1,09mm Sai số theo trục X có xu hướng ổn định thấp trục Y Z ➢ MLC Picket Fence QA Biểu đồ 5: Giá trị vùng bán qua lần kiểm tra Nhận xét: Giá trị vùng bán tính theo khoảng cách điểm liều 80% 20% lấy giá trị lớn theo trục Trung bình vùng bán 6,04mm khơng có khác biệt q nhiều lần đo ➢ Winston-Lutz Isocenter QA Biểu đồ 6: Giá trị Maxium Delta Maxium Total Delta 200 Biểu đồ 8: Các thông số đánh giá MLC Picket Fence Nhận xét: Tiêu chuẩn đánh giá 1mm áp dụng cho lỗi vị trí gap độ rộng gap Tuy nhiên, thấy số lỗi vị trí gap nhỏ tương đối nhiều so với số lỗi độ rộng gap Số lỗi lớn vị trí gap 5, tương ứng sai số lớn lỗi vị trí gap 1,72mm với SD 0,76mm Số lỗi lớn độ rộng gap 9, tương ứng sai số lớn lỗi độ rộng gap 2,22mm với SD 0,52mm Các leaf lỗi thường xảy xa TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 519 - THÁNG 10 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2022 isocenter hiệu suất làm việc hiệu chuẩn ➢ Star Shot QA Biểu đồ 9: Giá trị ISO theo thành phần học riêng biệt Nhận xét: Trung bình ISO theo Gantry 0,54mm; Collimator 0,51mm; Couch 0,84mm ISO Couch cho nhiều giá trị vượt giới hạn cho phép (1mm) với lần, cao 1,2mm Tuy giới hạn cho phép Couch Gantry, Collimator(2), (3) 10, độ chia nhỏ Couch 10 Gantry Collimator 0,10 Vì vậy, sai số dịch chuyển Couch lớn Gantry Collimator IV BÀN LUẬN Kết nghiên cứu cho thấy sai khác kiểm tra đảm bảo chất lượng cho máy gia tốc thường kiểm soát giới hạn cho phép Ngoài nguyên nhân suy giảm chất lượng theo thời gian phát hiện, sai khác đột biến hiệu chỉnh kịp thời Một ví dụ dễ dàng nhận nghiên cứu, lần đo thứ 11, sai khác kiểm tra tăng cách bất thường Nguyên nhân tìm sau thay nguồn UV, việc calib lại MLC chưa hoàn thành dẫn đến việc nhận diện vị trí leaf khơng Điều dẫn đến loạt sai khác kích thước trường chiếu, độ trùng tâm… Sau hiệu chỉnh, thông số đưa giá trị đúng, đánh giá sai khác nằm giá trị cho phép V KẾT LUẬN Sau thời gian thực đảm bảo chất lượng QA&QC cho máy gia tốc tuyến tính Bệnh viện K, thấy hệ thống SUNCHECK nói chung hay SNC Machine nói riêng hệ thống QA/QC tự động, toàn diện, hoàn toàn đáp ứng cho hệ thống máy xạ trị kỹ thuật cao SRS, SBRT/SRT Bên cạnh đó, xây dựng quy trình QA/QC cho hệ thống máy gia tốc VersaHD bệnh viện hoàn thành đưa vào sử dụng thường quy Điều không nâng cao tính xác hiệu điều trị bệnh nhân, mà cịn đảm bảo an tồn cho nhân viên y tế q trình cơng tác TÀI LIỆU THAM KHẢO Ling CC, Zhang P, Archambault Y, et al Commissioning and quality assurance of RapidArc radiotherapy delivery system Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008;72(2):575–81 Klein EE, Hanley J, Bayouth J, et al Task Group 142 report: Quality assurance of medical accelerators, Med Phys 200936:4197–212 Physical aspects of quality assurance in radiation therapy American Association of Physicists in Medicine Task Group Report 13_American Institute of Physics, New York 1984 SunCHECK Machine User Guide, Includes SNC Machine and SNC Routine, Comprehensive Machine QA, Sun Nuclear GmbH SNC Phantoms™ User’s Guide, Professional TG-142 Imaging QA and Constancy Phantoms, Sun Nuclear GmbH SNC MachineTM Work Aids, Automated TG142 Solution, Model 1146, Sun Nuclear GmbH 201 ... bảo chất lượng QA&QC cho máy gia tốc tuyến tính Bệnh viện K, thấy hệ thống SUNCHECK nói chung hay SNC Machine nói riêng hệ thống QA/QC tự động, toàn diện, hoàn toàn đáp ứng cho hệ thống máy xạ... LUẬN K? ??t nghiên cứu cho thấy sai khác kiểm tra đảm bảo chất lượng cho máy gia tốc thường kiểm soát giới hạn cho phép Ngoài nguyên nhân suy giảm chất lượng theo thời gian phát hiện, sai khác đột... at (1) hệ thống SUNCHECK hãng SunNuclear 196 Các công cụ đảm bảo chất lượng máy gia tốc SNC Machine sử dụng để kiểm tra hoạt động khí, hình học tính chất chùm tia điều trị Để đánh giá tính tồn