QUI TRÌNH CHUẨN LIỀU CHO MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHAN HỮU THOẠI QUI TRÌNH CHUẨN LIỀU CHO MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH Chuyên ngành: VẬT LÝ HẠT NHÂN Mã số: 02 07 4405 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ HẠT NHÂN Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS CHÂU VĂN TẠO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2010 MỤC LỤC Danh mục kí hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Error! Bookmark not defined Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN XẠ TRỊ .2 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Tình hình bệnh ung thư giới Việt Nam 1.1.2 Các phương pháp điều trị ung thư 1.2 Mục đích nghiên cứu CHƯƠNG - CÁC CƠ SỞ KHOA HỌC TRONG VIỆC DÙNG BỨC XẠ ĐIỀU TRỊ BỆNH UNG THƯ 2.1 Cơ sở khoa học phương pháp điều trị ung thư tia xạ 2.1.1 Tương tác xạ với vật chất 2.1.2 Tác dụng sinh học tia xạ 2.2 Các đại lượng liều mối quan hệ chúng 11 2.2.1 Một số đại lượng mô tả chùm xạ 11 2.2.2 Các đại lượng liều lượng học .12 2.2.3 Quan hệ đại lượng đo liều 13 CHƯƠNG - MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH SỬ DỤNG TRONG LĨNH VỰC XẠ TRỊ VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHUẨN LIỀU 18 3.1 Sơ lược cấu tạo nguyên lý hoạt động máy gia tốc 18 3.1.1 Cấu tạo 18 3.1.2 Nguyên lý hoạt động 22 3.2 Các khái niệm vật lý mô tả chùm tia máy phát .23 3.2.1 Khái niệm cách xác định kích thước trường chiếu 23 3.2.2 Độ phẳng trường chiếu (Flatness) 24 3.2.3 Sự đối xứng trường chiếu 25 3.2.4 Kích thước vùng bán 25 3.2.5 Đường đồng liều đồ đồng liều trường chiếu 25 3.3 Cách bố trí, vị trí đo dạt đại lượng đặc trưng cho chất lượng chùm tia 26 3.3.1 Quá trình hình thành liều hấp thụ chùm tia vào phantom 26 3.3.2 Bố trí đo dọc theo trục trung tâm chùm tia 32 3.3.3 Đo điểm nằm trục trung tâm 37 3.3.4 Các hệ số tán xạ (Output Factors) 38 3.4 Cơ sở lý thuyết chuẩn liều 39 3.4.1 Đảm bảo chất lượng cho sở xạ trị 39 3.4.2 Lý thuyết đo liều buồng ion hóa hốc khí 46 CHƯƠNG - THỰC NGHIỆM 64 4.1 Hệ thống đo qui trình đo 64 4.1.1 Giới thiệu dụng cụ đo 64 4.1.2 Qui trình thực nghiệm với phantom nước 64 4.1.3 Chuẩn liều theo Qui trình TRS 398 IAEA 66 4.2 Kết Quả kiểm chuẩn liều hấp thụ QA .70 4.2.1 Kết kiểm chuẩn liều hấp thụ 70 4.2.2 So sánh kết chuẩn liều Bệnh viện .71 4.2.3 Kết việc QA cho chùm photon 72 KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO .83 PHỤ LỤC………………………………………………………………………….86 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Zeff: Số thứ tự nguyên tử hiệu dụng hợp chất nhiều nguyên tố Q: Lượng điện tích ion hóa dấu hốc khí buồng ion hóa (C ) zmax: Độ sâu nước liều hấp thụ đạt cực đại (cm hay g/cm2) Mraw: Giá trị điện tích ghi electrometer trước hiệu chỉnh (C, nC) M: Giá trị điện tích ghi electrometer sau hiệu chỉnh ảnh hưởng yếu tố môi trường buồng ion hóa (C, nC) ND,W,Qo: Hệ số định chuẩn buồng ion hóa theo liều hấp thụ nước cho chùm tia chất lượng chuẩn Q0 (Gy/C, Gy/nC) ND,W,Q: Hệ số định chuẩn buồng ion hóa theo liều hấp thụ nước cho chùm tia chất lượng Q (Gy/C, Gy/nC) N D: Hệ số định chuẩn buồng ion hóa theo liều hấp thụ nước (Gy/C, Gy/nC) kelec: Hệ số định chuẩn electrometer (µen/ρ): Hệ số hấp thụ lượng khối (g/cm2) PQ : Hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng yếu tố liên quan tới buồng ion hóa Pwal: Hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng thành buồng ion hóa Pcel: Hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng điện cực buồng ion hóa Pcav: Hệ số hiệu chỉnh cho khác vể thông lượng electron hốc khí môi trường chứa hốc khí Pdis: Hệ số hiệu chỉnh cho thay đổi thông lượng electron việc thực phép đo điểm gần nguồn so với độ sâu chuẩn kQ,Qo: Hệ số hiệu chỉnh chất lượng chùm tia Q so với chất lượng chùm tia chuẩn Q0 k Q: Hệ số hiệu chỉnh chất lượng chùm tia Q so với chất lượng chùm tia Co-60 kT,P: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, áp suất kpol: Hệ số hiệu chỉnh phân cực ks: Hệ số hiệu chỉnh tái hợp ion trái dấu (μ/ρ): Hệ suy giảm khối (g/cm 2) (μ/ρ)air: Hệ số suy giảm khối không khí (g/cm2) (μ/ρ)med: Hệ số suy giảm khối môi trường vật chất (g/cm2) K: kerma (J/kg) Krad: kerma phát xạ (J/kg) Kcol: kerma va chạm (J/kg) m: Khối lượng khí hốc khí (gam, g) : Khối lượng riêng (g/cm3) D: Liều hấp thụ (Gy, J/kg) Dmax: Liều hấp thụ cực đại độ sâu zmax nước (Gy) DW,Q(zref): liều hấp thụ độ sâu chuẩn nước chùm tia chất lượng Q (Gy) Dex: Liều hấp thụ lối phantom (Gy) Ds: Liều hấp thụ bề mặt phantom (Gy) DP(zmax): Liều hấp thụ cực đại điểm P độ sâu zmax trục trung tâm chùm tia theo bố trí SSD (Gy) DQ(zref): Liều hấp thụ cực đại điểm Q độ sâu zref trục trung tâm chùm tia theo bố trí SAD (Gy) D’Q: Liều hấp thụ cực đại điểm Q độ sâu zmax trục trung tâm chùm tia theo bố trí SAD (Gy) DQ(z): Liều hấp thụ cực đại điểm Q độ sâu z trục trung tâm chùm tia theo bố trí SSD (Gy) E: Năng lượng (MeV, MV) Ez : Năng lượng trung bình electron độ sâu z nước (MeV) E0 : Năng lượng trung bình electron bề mặt phantom (MeV) W e : Năng lượng trung bình để tạo cặp ion trái dấu (MeV) Năng suất hãm không giới hạn (MeV/cm) S: S :  Năng suất hãm khối không giới hạn (MeV.cm2/g) S   : Năng suất hãm khối không giới hạn trung bình (MeV.cm /g) col col  S   : Năng suất hãm khối va chạm không giới hạn (MeV.cm /g) s   : Năng suất hãm khối giới hạn trung bình (MeV.cm /g)  S   : Tỉ số suất hãm va chạm không giới hạn trung bình môi col med air trường không khí s: Năng suất hãm giới hạn (cm2) g: Phần trăm lượng mát phát xạ hãm -2 E (E) : Phổ thông lượng hạt (cm ) -1 -2  E (E) : Phổ thông lượng lượng (MeV cm ) R: Quãng chạy (cm, g/cm 2) Rmax: Quãng chạy cực đại (cm, g/cm 2) Rp: Quãng chạy thực tế nước (cm, g/cm 2) R50, ion: Độ sâu ion hóa 50% ion hóa cực đại độ sau zmax nước (cm, g/cm 2) R50, ion: Độ sâu liều hấp thụ 50% liều hấp thụ cực đại độ sau zmax nước (cm, g/cm2) u: Sai số tương đối liều hấp thụ độ sâu chuẩn zref điều kiện chuẩn (%) : Thông lượng hạt (hạt/cm2) : Thông lượng lượng (MeV/ cm2) SSD: Khoảng cách từ nguồn tới bề mặt phantom (cm, g/cm 2) SAD: Khoảng cách từ nguồn tới giao điểm trục quay Gantry với trục trung tâm chùm xạ (cm, g/cm2) QA: Chương trình đảm bảo chất lượng QC: Chương trình quản lí chất lượng SCD: khoảng cách từ nguồn tới buồng ion hóa PDD: Phần trăm liều hấp thụ theo độ sâu PDD(10): Phần trăm liều hấp thụ độ sâu 10cm so với liều hấp thụ cực đại độ sâu zmax nước TPR: Tỉ số mô phantom TPR(20,10): Tỉ số liều hấp thụ độ sâu 20cm độ sâu 10cm nước TMR: Tỉ số mô cực đại TAR: Tỉ số mô không khí BSF: Hệ số tán xạ ngược OAR: Hệ số trục TCP: Khả kiểm soát khối u NTCP: Khả biến chứng khối u DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Tầm quan trọng loại xạ mô mềm Bảng 3.1: Độ sâu liều hấp thụ cực đại zmax cho chùm photon có lượng khác với kích thước trường chiếu × cm 28 Bảng 3.2: Chi tiết đại lượng cần đo kiểm tra thông qua 44 Bảng 3.3: Ước lượng sai số DW,Q độ sâu chuẩn nước cho chùm photon lượng cao, dựa vào định chuẩn buồng ion hóa nguồn Co-60 63 Bảng 3.4: Thiết lập sai số tương đối DW,Q độ sâu chuẩn nước cho chùm electron, dựa vào chuẩn buồng cho xạ gamma Co-60 64 Bảng 4.1: Hệ số chuẩn liều sai số tương đối Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội 71 Bảng 4.2: Hệ số chuẩn liều sai số Bệnh viện Chợ Rẩy 72 Bảng 4.3: Bảng đánh giá đặc tính, chất lượng chùm photon xạ trị 74 Bảng 4.4.a: Bảng tiêu điều trị 74 Bảng 4.4.b So sánh kết đo đặc trưng PDD với tiêu chuẩn cho phép….74 Bảng 4.5: Bảng so sánh độ phẳng (F) đối xứng (S) chùm photon 6MV… 76 Bảng 4.6: So sánh kích trước trường chiếu theo giá trị 50% đường đồng liều 77 Bảng 4.7: Bảng so sánh kích thước vùng bán với trường chiếu 10x10 cm .77 Bảng 4.8: Bảng so sánh tỉ số trục cực đại 77 Bảng 4.9: So sánh độ phẳng (F) đối xứng(S) chùm tia 78 Bảng 4.10: So sánh kích thước trường chiếu theo giá trị 50% đường đồng liều 79 Bảng 4.11: So sánh kích thước vùng bán với kích thước trường chiếu chuẩn 79 Bảng 4.12: Bảng so sánh tỉ số trục cực đại 79 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Tỉ lệ phương pháp điều trị ung thư Bệnh viện K .3 Hình 2.1: Xác suất loại tương tác khác photon nước .6 Hình 2.2: Chu kì sinh sản tế bào Hình 2.3: Tương quan khả kiểm soát khối u biến chứng 10 Hình 2.4: Quá trình xác định liều hấp thụ thể bệnh nhân 14 Hình 2.5: Mô hình quãng chạy xạ 17 Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo máy gia tốc tuyến tính 18 Hình 3.2: Sơ đồ khối máy gia tốc thẳng thông thường 19 Hình 3.3: Loại buồng multiplate ion chamber 20 Hình 3.4: Đầu máy gia tốc phát chùm photon .21 Hình 3.5: Hình dạng vị trí trục chùm tia 23 Hình 3.6: Biểu diễn cách tính độ phẳng chùm photon .24 Hình 3.7: Một phân bố liều hấp thụ cho chùm photon MV phantom 27 Hình 3.8: PDD nước với kích thước trường 10x10cm, SSD= 100cm; (a) chùm electron với lượng 6, 9, 12, 18 MeV (b) chùm photon với lượng 6, 15MV 28 Hình 3.9: Quãng chạy Rmax, Rp R50 31 Hình 3.10: Đường PDD ion hóa cho mối liên hệ độ sâu R50 R50, ion nước 31 Hình 3.11: Bố trí đo PDD, Q điểm độ sâu z, P độ sâu zmax, A kích thước trường chiếu 32 Hình 3.12: Bố trí cho phép đo TAR (a) Liều hấp thụ điểm Q phantom nước (b) Liều hấp thụ cho “khối nước nhỏ” đặt điểm Q Điểm Q định vị isocentre khoảng cách nguồn tới nguồn SAD Kích thước trường chiếu AQ xác định độ sâu z phantom nước 35 Hình 3.13: Bố trí hình học cho phép đo TPR(z, AQ, E) (a) Bố trí hình học cho phép đo DQ độ sâu z phantom (b) Bố trí hình học cho phép đo DQref độ sâu chuẩn zref 37 Hình 3.14: Tỉ số trục độ sâu zmax chùm photon 6MV 38 Hình 3.15: Mô hình tính liều hấp thụ xạ trị .47 Hình 3.16 : Cấu tạo buồng ion hóa hình trụ Farmer 49 Hình 3.17: Mô tả điều kiện Bragg-Gray môi trường nước .52 Hình 4.1: Hình học đo liều lượng xạ photon từ máy gia tốc tuyến tính 65 Hình 4.2: Sơ đồ kết nối hệ đo 66 Hình 4.3: Đồ thị đại lượng đặc trưng đường cong PDD đo với trường chiếu 10x10 cm 15MV 73 Hình 4.4: Đồ thị đại lượng đặc trưng đường cong PDD đo với trường chiếu 10x10 cm 6MV 74 Hình 4.5: Kết đo với kích thước trường chiếu 10x10 cm 75 Hình 4.6: Kết đo với kích thước trường chiếu 40x40 cm 76 Hình 4.7: Kết đo với kích thước trường chiếu 10x10 cm 78 Hình 4.8: Kết đo với kích thước trường chiếu 40x40 cm 78 71 Nhận xét: Các sai số tương đối trình đo nằm khoảng 0,11,05% đạt yêu cầu Điều phù hợp với thực tế máy gia tốc thiết bị đo đưa vào sử dụng năm, nên hoạt động với chất lượng ổn định Mặt khác kỹ sư Vật lý chuẩn liều tỉ mỉ nghiêm túc Bảng 4.2 Hệ số chuẩn liều sai số Bệnh viện Chợ Rẩy Năng lượng c Bệnh viện Chợ Hệ số chuẩna MV Rẩy Sai số b L1 L2 L3 L4 L1 1,001404 1,003 0,99995 1,0002 0,0014 15 1,001601 1,001526 0,99991 L2 0,003 L3 L4 0,00005 0,0002 0,0016 1,00042 0,0015 0,00042 1,0095 1,0025 -0,001 0,0095 0,0025 1,006783 1,0069 0,9994 1,01245 0,0068 0,0069 -0,0006 0,0125 10 0,993702 1,0013 0,9987 1,01435 -0,0063 0,0013 -0,0013 0,0144 12 1,008737 0,9962 0,0087 -0,0038 14 0,986985 1,0042 -0,013 0,0042 a L1, L2, L3, L4 lần chuẩn thứ 1, 2, 3, 4, chi tiết xem phần p1.2, phụ lục1 b L1, L2,L3,L4 sai số tương đối ứng với lần đo c Hai mức lượng (6, 15 MV) chùm photon, lại chùm electron Nhận xét: Các sai số đo khoảng 0,1%-1,44% đạt yêu cầu Tuy nhiên sai số lớn máy thiết bị đo hoạt động gần bảy năm, nên hoạt động ổn định cho dù kỹ sư tiến hành đo cẩn thận 4.2.2 So sánh kết chuẩn liều Bệnh viện Từ kết cho thấy kết chuẩn liều hai bệnh viện có khác biệt Mặc dù điều kiện, thiết bị bước tiến hành đo có khác Sự 72 chênh lệch sai số tương đối chủ yếu tuổi thọ máy móc phương pháp đo gây 4.2.3 Kết việc QA cho chùm photon Trong phần đưa kết đo tiến hành so sánh với tiêu chuẩn hãng sản xuất (Siemens) AAMP TG 40 (bảng p2.2 phụ lục 2), gọi chung tiêu chuẩn cho phép [8], [14] để kiểm chuẩn kết đo: kết có sai số nằm giới hạn cho phép tiêu chuẩn chấp nhận kết đo làm liệu lưu vào phần mềm lập kế hoạch xạ trị, sử dụng để tính toán liều cho bệnh nhân Nếu kết có sai số vượt giới hạn cho phép, tiến hành điều chỉnh, khắc phục để có kết đạt yêu cầu Dưới kết đo số liệu thu nhận 4.2.3.1 Tỉ lệ phần trăm liều hấp thụ theo độ sâu PDD chùm photon a Với lượng 15MV Đo với trường chiếu 10x10 cm, SSD =100 cm, thu đường cong PDD đại lượng đặc trưng như: phần trăm liều hấp thụ độ sâu 10cm (D100), độ sâu 20cm (D200), độ sâu zmax (Dmax) tỉ số D100/D200, hình 4.3 Hình 4.3: Đồ thị đại lượng đặc trưng đường cong PDD đo với trường chiếu 10x10 cm chùm photon 15 MV 73 b Với lượng 6MV Cũng tiến hành đo với trường chiếu 10x10 cm, SSD =100 cm, thu đường cong PDD đại lượng đặc trưng nó: phần trăm liều hấp thụ độ sâu 10cm (D100), độ sâu 20cm (D200), độ sâu zmax (Dmax) tỉ số D100/D200 hình 4.4 Hình 4.4: Đồ thị đại lượng đặc trưng đường cong PDD đo với trường chiếu 10 x 10 cm chùm photon 6MV Từ đồ thị kết đo phần trăm liều hấp thụ theo độ sâu hai mức lượng MV 15 MV hình 4.3 hình 4.4 Chúng rút bảng đánh giá chất lượng chùm photon theo độ sâu PDD, thông qua đại lượng phần trăm liều độ sâu 10cm (D100), D200, độ sâu có liều cực đại (dmax) tỉ số D100/D200 bảng 4.3 74 Bảng 4.3 Giá trị đo đại lượng đặc trưng đo PDD chùm photon Mức lượng dmax(cm) D200 D100 Tỉ số D100 / D200 15MV 2,91 76% 49,2% 1,545 6MV 1,65 67,6% 39,2% 1,722 Bảng tiêu chuẩn nhà sản xuất đưa cho đại lượng d max, D100 ứng với mức lượng khác Bảng 4.4.a Tiêu chuẩn nhà sản xuất Mức lượng (MV) Phần trăm liều 10cm: D100,tc ± 2% d max,tc ± 0,2 (cm) 4MV 6MV 10MV 15MV 18MV 23MV 63% 67 ± 2% 74% 77 ± 78% 80% 1,0 1,5 ± 0,2 cm 2,5 3,0± 0,2 cm 3,2 3,5 Từ bảng kết thu được, so sánh với tiêu chuẩn nhà sản xuất đại lượng dmax, D100 Bảng 4.4.b So sánh kết đo đặc trưng PDD với tiêu chuẩn cho phép Mức lượng dmax(cm) dmax,tc ± 0,2 (cm) D100 15MV 2,91 3,0± 0,2 cm 76% 6MV 1,65 1,5 ± 0,2 cm 67,6% D100,tc ± 2% 77 ± % 67 ± 2% Nhận xét: So sánh kết đo với tiêu chuẩn cho phép, thấy kết đo đặc trưng (dmax, D100) PDD nằm giới hạn sai số tiêu chuẩn cho phép Nên phân bố liều theo độ sâu mức lượng photon MV máy gia tốc phát đảm bảo chất lượng điều trị kết đo sử dụng làm liệu đưa vào phần mềm lập kế hoạch để nâng cao độ xác Tiếp theo, tiến hành kiểm chuẩn phân bố liều hấp thụ theo đường cắt ngang cắt dọc (của mặt phẳng vuông góc với trục trung tâm chùm tia dmax phantom) từ đường đồng liều đo 75 4.2.3.2 Đo tỉ số trục (OAR) để xác định đường đồng liều (Profile) Kết đường đồng liều hiển thị dạng đồ thị kèm theo giá trị thông số đặc trưng như: độ phẳng (Flatness), đối xứng (Symmetry), vùng bán (Penumbra), độ rộng trường theo 50% đường đồng liều chuẩn (Field Width), tỉ số trục cực đại a Mức lượng 6MV đo độ sâu dmax(1,6 cm)  Đo theo đường cắt dọc (inline) Với mức lượng 6MV đo độ sâu dmax, thu đường đồng liều đo theo đường cắt dọc với kích thước trường chiếu 10x10cm (hình 4.5) 40x40cm (xem hình p3.10, phụ lục 3) Hình 4.5: Kết đo với kích thước trường chiếu 10x10 cm  Đo theo đường cắt ngang (crossline) Trên hình 4.6 hình p3.11 phụ lục 3, đường đồng liều đo theo đường cắt ngang với kích thước trường chiếu 10x10 cm 40x40 cm đo mức lượng 6MV độ sâu d max 76 Hình 4.6: Kết đo với kích thước trường chiếu 40x40 cm Từ kết đường đồng liều chuẩn đo mức lượng 6MV độ sâu dmax với kích thước trường chiếu 10x10cm 40x40cm, có bảng so sánh kết đo với tiêu chuẩn cho phép thông qua đặc trưng đường đồng liều: độ phẳng (Flatness), đối xứng (Symmetry), vùng bán (Penumbra), độ rộng trường theo 50% đường đồng liều chuẩn (Field Width), tỉ số trục cực đại Bảng 4.5 So sánh độ phẳng (F) đối xứng (S) kết đo với tiêu chuẩn cho phép chùm photon 6MV Trường chiếu Đo theo Đo theo đường cắt dọc đường cắt ngang Tiêu chuẩn cho phép F% S% F% S% Ftc(3%) Stc(2%) 10x10 cm 2,7% 0% 1,8% 0,5% ≤ 3% ≤ 2% 40x40 cm 2,6% 0,3% 2,1% 0% ≤ 3% ≤ 2% 77 Bảng 4.6 So sánh sai số kích trước trường chiếu đo theo 50% đường đồng liều với tiêu chuẩn cho phép Kích thước trường Kích thước trường chiếu đo chiếu hình học Đường Đường cắt dọc Tiêu theo 50% đường đồng liều Đường cắt cắt ngang dọc Đường cắt ngang chuẩn Sai số cực cho phép đại 10 cm 10 cm 10,16 cm 10,03 cm + 1,6 mm ± mm 40 cm 40 cm 39,85 cm 40,04 cm - 1,5 mm ± mm Bảng 4.7 Bảng so sánh kích thước vùng bán trường chiếu 10x10 cm với tiêu chuẩn cho phép Đường đo Kích thước vùng bán đo Tiêu chuẩn Bên trái Bên phải cho phép Đường cắt dọc 6,4 mm 6,4 mm ± mm Đường cắt ngang 6,9 mm 6,9 mm ± mm Bảng 4.8 So sánh tỉ số trục cực đại đo với tiêu chuẩn cho phép Tỉ số trục cực đại Đường đo Tiêu chuẩn Trường chiếu đo 10x10 cm 104,5 % 40x40 cm 103,5 % cho phép Đường cắt dọc 110 % 10x10 cm 100,5 % 40x40 cm 103,8 % Đường cắt ngang Nhận xét: Dựa vào bảng so sánh đặc trưng đường đồng liều mức lượng 6MV như: đối xứng (S), độ phẳng (F), vùng bán dạ, độ rộng trường chiếu, tỉ số trục cực đại Chúng thấy kết đo nằm giới hạn tiêu chuẩn cho phép nên đảm bảo yêu cầu điều trị Do kết luận 78 máy hoạt động tốt mức lượng 6MV,và mức lượng tiếp tục điều trị cho bênh nhân b Với lượng 15MV dmax (2,9 cm)  Đo theo đường cắt dọc (inline) Với mức lượng 15MV đo độ sâu d max, thu đường đồng liều chuẩn theo đường cắt dọc với kích thước trường chiếu 10x10cm (hình 4.7) 40x40cm (hình p3.12, phụ lục 3) Hình 4.7: Kết đo với kích thước trường chiếu 10x10 cm  Đo theo đường cắt ngang (crossline) Trên hình 4.8 hình p3.13 phụ lục 3, đường đồng liều chuẩn theo đường cắt ngang với kích thước trường chiếu 10x10cm 40x40cm đo mức lượng 6MV độ sâu d max 79 Hình 4.8: Kết đo với kích thước trường chiếu 40x40 cm Từ đồ thị kết đo đường đồng liều chuẩn với mức lượng 15MV thu bảng kết so sánh với tiêu chuẩn cho phép Bảng 4.9 So sánh độ phẳng (F) đối xứng (S) kết đo với tiêu chuẩn cho phép chùm photon 15 MV Trường Đo theo Đo theo Tiêu chuẩn cho phép đường cắt dọc đường cắt ngang F% S% F% S% Ftc(3%) Stc(2%) 10X10 cm 2,7% 0% 1% 0,5% ≤ 3% ≤ 2% 40X40 cm 2,5% 0,3% 2,3% 0,3% ≤ 3% ≤ 2% chiếu 80 Bảng 4.10 So sánh sai số kích trước trường chiếu đo theo 50% đường đồng liều, với tiêu chuẩn cho phép Kích thước Kích thước trường chiếu đo trường chiếu hình học Tiêu theo 50% đường đồng liều chuẩn Đường Đường Đường Đường Sai số cắt dọc cắt ngang cắt dọc cắt ngang cực đại 10 cm 10 cm 9,97 cm 10,3 cm - 0,3 mm ±2 mm 40 cm 40 cm 39,88 cm 40,17 cm 1,7 mm ±2 mm cho phép Bảng 4.11 So sánh kích thước vùng bán đo với tiêu chuẩn cho phép Vùng bán đo Đường đo Tiêu chuẩn cho phép Bên trái Bên phải Theo đường cắt dọc 9,1 mm 9,2 mm ± mm Theo đường cắt ngang 7,2 mm 7,4 mm ± mm Bảng 4.12 So sánh tỉ số trục cực đại với tiêu chuẩn cho phép Đường đo Trường chiếu Theo đường cắt dọc Theo đường cắt ngang Tỉ số trục Tiêu chuẩn cực đại đo cho phép 10x10 cm 101,3 % 40x40 cm 103,5 % 10x10 cm 101,5 % 40x40 cm 103,8 % 110% Nhận xét: Dựa vào bảng so sánh đặc trưng đường đồng liều mức lượng 15MV như: đối xứng (S), độ phẳng (F), vùng bán dạ, độ rộng trường chiếu, tỉ số trục cực đại Chúng thấy kết đo nằm giới hạn tiêu chuẩn cho phép nên chúng đảm bảo yêu cầu điều trị Do kết luận máy hoạt động tốt mức lượng 15MV,và mức lượng tiếp tục điều trị cho bênh nhân 81 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu lý thuyết đo đạt thực nghiệm bệnh viện Chợ Rẩy, Ung bướu Hà Nội, Bạch Mai, so với mục tiêu đề Chúng thực số vấn đề sau:  Chuẩn liều hấp thụ máy gia tốc tuyến tính phát ra, theo qui trình TRS 398 IAEA, kết thu đạt tiêu chuẩn sai số cho phép xạ trị (tối đa 2%)  So sánh kết chuẩn liều hai bệnh viện; Chợ Rẩy Ung Bướu Hà Nội, cho thấy có khác biệt suất máy mức lượng, sai số tương đối kết Bệnh viện Chợ Rẩy (0,1-1,44 %) có lớn so với Ung bướu Hà Nội (0,1- 1,05%)  Giới thiệu chương trình đảm bảo chất lượng cho máy gia tốc Áp dụng phần Đo tính liều (Dosimetry) vào thực tế kết thu phù hợp với yêu cầu chương trình, cụ thể: - Đo thu thập thông số đặc trưng phần trăm liều hấp thụ theo độ sâu PDD với chùm photon MV 15 MV như: phần trăm liều hấp thụ độ sâu 10 cm (D100), độ sâu 20 cm (D200), độ sâu cực đại dmax (Dmax) tỉ số D100/D200 Từ kết so sánh đặc trưng quan trọng d max, D100 với tiêu chuẩn cho phép thông số Qua so sánh cho thấy kết đo đạt tiêu chuẩn - Đo thu thập thông số đặc trưng đường đồng liều (đo theo đường cắt dọc cắt ngang) với trường chiếu 10x10 cm 40x40 cm, độ sâu d max chùm photon MV 15 MV như: đối xứng, độ phẳng, vùng bán dạ, độ rộng trường chiếu xác định theo liều hấp thụ, tỉ số trục cực đại Từ kết đo đem so sánh với tiêu chuẩn cho phép chúng Sau so sánh kết luận thông số đặc trưng đạt tiêu chuẩn  Từ thành đạt vừa nêu, áp dụng cho bệnh viện Kiên Giang thời gian tới 82 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Tuy nhiên hạn chế thời gian điều kiện đo đạc nên số công việc chưa thực Để phát huy vai trò chuẩn liều đảm bảo chất lượng cho máy gia tốc việc chữa trị bệnh ung thư thiết bị này, hy vọng thời gian tới tiếp tục đo đạc, nghiên cứu thêm qui trình chuẩn liều khác (AAPM TG 51, ) để so sánh ưu khuyết điểm chương trình Đồng thời nghiên cứu, đo đường đặc trưng phần trăm liều hấp thụ theo độ sâu PDD, đường đồng liều thông số đặc trưng (sự đối xứng, độ phẳng,…) cho chùm electron ứng với mức lượng khác nhau, nhằm hoàn thiện chương trình chuẩn liều riêng cho quan làm tài liệu tham khảo bổ ích cho sở xạ trị khác 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] PGS-TS Nguyễn Bá Đức, (2003), Thực hành xạ trị ung thư, NXB Y Học, Hà Nội [2] Nguyễn Xuân Kử, (2007), Cơ sở vật lý thiết bị chủ yếu xạ trị, bệnh viện K Hà Nội, Hà Nội [3] Nguyễn Thị Bích Loan, (2007), Luận văn thạc sĩ, Trường đại học KHTN Tp HCM [4] Quyết định số 1014/QĐ-UBND, (2009), việc phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng Trung tâm Y học hạt nhân xạ trị tỉnh Kiên Giang, Ủy ban nhân Dân tỉnh Kiên Giang, Kiên Giang [5] TS Nguyễn Đông Sơn, (2009), Bài giảng Nông Sinh Y, Trường đại học KHTN Tp HCM [6] PGS-TS Vương Hữu Tấn, (2009), Ứng dụng lượng nguyên tử Việt NamHiện trạng triển vọng, Hội nghị công nghệ hạt nhân Nha Trang, Khánh Hòa TIẾNG ANH [7] Attix F.H, (2004), Introdution to Radiological Physics and Radiation Dosimetry, Wily VCH Press, Germany [8] Gerald J Kutcher (1994), Comprehensive QA for radiation oncology, American Association of Physicists in Medicine, USA [9] Halperin, (2008), Perez and Brady's Principles and Practice of Radiation Oncology, Lippincott Williams & Wilkins press [10] IAEA, (1987), An International Code of Practice entitled Absorbed Dose Determination in Photon and Electron Beams, International Atomic Energy Agency, Vienna [11] IAEA, (2009), Calibration of reference dosimetersfor external beam radiotherapy, International Atomic Energy Agency, Vienna 84 [12] Indra J Das, (2008), Accelerator beam data commissioning equipment and procedures, American Association of Physicists in Medicine, USA [13] Khan F.M, (2007), Treatment Planning in Radiation Oncology, Lippincott Williams & Wilkins press [14] Khan F.M, (2003), Physics of Radiation Therapy, Lippincott Williams & Wilkins press [15] Knoll G.F, (2000), Radiation and detection measurment, John wily & Sons Press, USA [16] Mayles P, (2007), Handbook of Radiotherapy physics, Taylor & Francis Press, USA [17] Pedro Andreo, (2004), An international code of practice for dosimetry base on standards of absorbed dose to water, International Atomic Energy Agency, Vienna [18] Peter R Almond, (1999), protocol for clinical reference dosimetry of highenergy photon and electron beams, American Association of Physicists in Medicine, USA [19] Podgorsak E.B, (2006), Radiation Physics for Medical Physicist, Springer Press, Germany [20] Podgorsak E.B, (2005), Radiation Oncology physics: A handbook for Teachers and Students, International Atomic Energy Agency, Vienna [21] Ravinder Nath, (1994), Code of Practice for radiotherapy of Accelerators, American Association of Physicists in Medicine, USA [22] Robert J Schulz, (1983), A protocol for the determination of absorbed dose from high-energy photon and electron beams, American Association of Physicists in Medicine, USA [22] Saiful M, (1991), Comparision of IAEA 1987 and AAMPs protocols for dosimetry calibration for radiotherapy beams, American Association of Physicists in Medicine, USA 85 [23] WATT D.E, (1996), Quantities for Dosimetry of Ionizing Radiations in Liquid Water, Taylor & Francis Press, United Kingdom CÁC TRANG WEB [24] www.aapm.org [25] www.bipm.org [26] www.ebookee.com [27] www.gigapedia.com [28] www.icru.org [29] WWW.iaea.org [30] www.iom.edu [31] www.thietbiysinh.com.vn [32] www.ungthu.net [...]... chỉnh cho phù hợp Trong luận văn này chúng tôi thực nghiệm qui trình chuẩn liều và QA cho máy gia tốc tuyến tính do hãng Siemens sản xuất (cụ thể là dòng máy gia tốc tuyến tính loại M; Primus Linear Accelerator) Để thuận tiện từ đây cụm từ “ máy gia tốc tuyến tính viết ngắn gọn thành ” máy gia tốc Luận văn được trình bày trong 4 chương với nội dung có thể tóm tắt như sau:  Chương 1: Giới thiệu tình... phát sóng tới ống gia tốc và ống dẫn sóng gia tốc  Cần máy (Gantry): chứa hệ thống gia tốc electron, đầu máy điều trị Cần máy được gắn vào cần máy đứng và có thể quay quanh trục vuông góc với nó 20  Hệ thống gia tốc electron: gồm có ống gia tốc, dùng để gia tốc chùm electron tới năng lượng cao nhờ vi sóng, hệ thống từ trường hội tụ chùm electron này khi chúng chạy trong ống  Ống gia tốc: được cấu tạo... cứu Ở Việt Nam việc xạ trị trên máy gia tốc mới được áp dụng hơn mười năm nay, hiện cả nước có khoảng 11 máy gia tốc thẳng, đa phần các máy này được chuẩn liều theo qui trình của IAEA (TRS 398) vì tính phổ biến, chính xác của qui trình này Từ nay đến năm 2015, nước ta đang và sẽ xây dựng bốn trung tâm xạ trị-Y học hạt nhân tại bốn khu vực trên cả nước (trong đó có Kiêng Giang [4]), dự kiến trung tâm... thông thường, sử dụng trong xạ trị được chỉ ra trong hình 3.1 và hình 3.2 Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo máy gia tốc tuyến tính Các bộ phận chủ yếu của máy gia tốc bao gồm:  Cần máy đứng (Gantry Stand): được thiết kế để chịu tải, nâng đỡ cần máy, có thể chứa: máy phát sóng, súng electron, ống dẫn sóng gia tốc  Máy phát sóng gồm có hai thành phần chính: nguồn phát sóng (Klystron hoặc Magnetron) và bộ điều... qui trình này, mà chủ yếu là các cơ sở xạ trị tự thực hiện rồi so sánh với các thông số do nhà sản xuất cung cấp Vì vậy mục tiêu của luận văn này là so sánh việc áp dụng qui trình chuẩn liều TRS 398 tại một số cơ sở xạ trị lớn ở nước ta, trước tiên là để thấy được các ưu và nhược điểm của qui trình này Kế đến giới thiệu một chương trình đảm bảo chất lượng cho máy gia tốc Áp dụng phần Đo và tính liều. .. hạn cho phép, nó sẽ tự động kết thúc quá trình điều trị [16] Hình 3.3 : Loại buồng multiplate ion chamber [31] 21 Khi hệ thống này kiểm soát liều chiếu phát ra Đơn vị mà máy gia tốc “hiểu” để kiểm soát liều chiếu là MU (Monitor Unit) Như vậy MU chính là đơn vị của liều chiếu phát ra từ máy gia tốc Mối liên hệ giữa liều chiếu (đơn vị là MU) và liều hấp thụ (đơn vị là Gy) được quy ước như sau: giả sử máy. .. có hai loại là: buồng gia tốc sử dụng sóng chạy và buồng gia tốc sử dụng sóng dừng Bức xạ vi sóng được cấp vào dưới dạng các xung ngắn (khoảng vài µs) và được phát ra dưới dạng các xung điện áp cao (khoảng 50KV) từ bộ điều chế xung tới máy phát vi sóng Cấu trúc này thường sử dụng “van” Magnetron (dùng cho máy gia tốc phát ra mức năng lượng trung bình) Ở một số máy gia tốc tuyến tính phát năng lượng... mang điện tạm thời (transient charged particle equilibrium: TCPE) Ở vùng này, D hơi lớn hơn Kcol, (   D > 1 ) (hình p3.1.b, phụ luc 3) K col 18 CHƯƠNG 3 MÁY GIA TỐC SỬ DỤNG TRONG LĨNH VỰC XẠ TRỊ VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHUẨN LIỀU 3.1 Sơ lược về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy gia tốc Đối với kỹ sư vật lý làm công tác chuẩn liều cũng như QA cho máy, cần phải hiểu rõ cấu tạo, chức năng và nguyên... Một qui trình xạ trị thường có các bước: chuẩn đoán bệnh, tính phân bố liều, mô phỏng và chiếu xạ Khi lắp đặt xong máy gia tốc xạ trị, các kĩ sư Vật lý (Nhà vật lý y khoa) phải chuẩn nó bằng các thiết bị chuyên dùng theo đúng các thông số mà nhà sản xuất đưa ra, trước khi đưa vào xạ trị trên bệnh nhân Ngoài ra, trước khi xạ trị người ta còn thực hiện các khâu chuẩn bị quan trọng: tính phân bố liều, ... chuẩn liều nói riêng và đảm bảo chất lượng (QA-QC) máy nói chung, cần phải hiểu rõ cấu tạo, chức năng và nguyên lí hoạt động của từng bộ phận và cả hệ thống, để khi máy cấp liều không đạt chất lượng mong muốn ta cần phải hiệu chỉnh thông số nào, thông số đó ảnh hưởng bởi những bộ phận nào Để từ đó có sự hiệu chỉnh cho phù hợp Trong luận văn này chúng tôi thực nghiệm qui trình chuẩn liều và QA cho máy ... phận Để từ có hiệu chỉnh cho phù hợp Trong luận văn thực nghiệm qui trình chuẩn liều QA cho máy gia tốc tuyến tính hãng Siemens sản xuất (cụ thể dòng máy gia tốc tuyến tính loại M; Primus Linear... máy gia tốc tuyến tính Các phận chủ yếu máy gia tốc bao gồm:  Cần máy đứng (Gantry Stand): thiết kế để chịu tải, nâng đỡ cần máy, chứa: máy phát sóng, súng electron, ống dẫn sóng gia tốc  Máy. .. Cần máy (Gantry): chứa hệ thống gia tốc electron, đầu máy điều trị Cần máy gắn vào cần máy đứng quay quanh trục vuông góc với 20  Hệ thống gia tốc electron: gồm có ống gia tốc, dùng để gia tốc