Ứng dụng kỹ thuật xạ trị điều biến liều IMRT bằng hệ collimator jaw only cho bệnh nhân mắc ung thư trực tràng tại bệnh viện k trung ương năm 2014 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - CAO VĂN CHÍNH ỨNG DỤNG KĨ THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN LIỀU-IMRT BẰNG HỆ COLLIMATOR JAW ONLY CHO BỆNH NHÂN MẮC UNG THƢ TRỰC TRÀNG TẠI BỆNH VIỆN K TRUNG ƢƠNG NĂM 2014-2015 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - CAO VĂN CHÍNH ỨNG DỤNG KĨ THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN LIỀU-IMRT BẰNG HỆ COLLIMATOR JAW ONLY CHO BỆNH NHÂN MẮC UNG THƢ TRỰC TRÀNG TẠI BỆNH VIỆN K TRUNG ƢƠNG NĂM 2014-2015 Chuyên ngành: Vật lý Nguyên tử Mã số: 60440106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Bùi Văn Loát Hà Nội – Năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả Cao Văn Chính LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, trước hết xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Bùi Văn Loát, thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ hoàn thành Luận văn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Xuân Kử, thầy tận tình bảo truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu, đồng thời cung cấp cho nhiều tài liệu liên quan tới Luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể y bác sỹ, nhân viên khoa Vật lý Xạ trị khoa Xạ 3, bệnh viện K Trung Ương tận tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho thực đề tài Tôi xin cảm ơn toàn thể thầy, cô Bộ môn Vật lý hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội tạo điều kiện học tập nghiên cứu tốt để hoàn thành Luận văn hoàn thành khóa học Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu Phòng Tổ chức cán bộ, Trường Cao Đẳng Y tế Hà Nội, quan công tác, tạo điều kiện cho học nghiên cứu hoàn thành Luận văn Tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình ủng hộ động viên trình học tập MỤC LỤC Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu Danh mục chữ viết tắt Mở đầu Chương Tổng quan kỹ thuật xạ trị điều biến liều lượng 1.1 Ung thư phương pháp điều trị 1.1.1 Khái niệm ung thư 1.1.2 Các phương pháp điều trị ung thư 1.1.3 Phương pháp xạ trị dùng chùm photon 1.2 Máy gia tốc xạ trị ung thư 1.2.1 Ưu việt phương pháp xạ trị dùng máy gia tốc 1.2.2 Nguyên lý cấu tạo máy gia tốc tuyến tính dùng xạ trị 1.2.3 Nguyên lý hoạt động máy gia tốc tuyến tính xạ trị 10 1.3 Kỹ thuật xạ trị điều biến liều lượng 13 1.3.1 Xạ trị điều biến liều lượng 13 1.3.2 Ứng dụng lâm sàng kỹ thuật IMRT 15 1.4 Thực hành lâm sàng xạ trị kỹ thuật IMRT 20 1.4.1 Đánh giá bệnh nhân định xạ trị 20 1.4.2 Xác định thể tích bia 21 1.4.3 Những yêu cầu lập kế hoạch xạ trị kỹ thuật IMRT 21 1.4.4 Điều biến liều lượng 23 1.4.5 Kiểm tra chất lượng QA cho bệnh nhân xạ trị kỹ thuật IMRT 24 Chương Kỹ thuật xạ trị điều biến liều lượng hệ Collimator Jaw Only 25 2.1 Giới thiệu chung kỹ thuật xạ trị điều biến liều lượng hệ Collimator Jaw Only 25 2.2 Trang thiết bị cần thiết để triển khai kỹ thuật xạ trị điều biến liều lượng hệ Collimator Jaw Only 29 2.3 Chương trình kiểm soát đảm bảo chất lượng xạ trị cho kỹ thuật IMRT 29 2.3.1 Tiểu ban chuyên môn kiểm soát đảm bảo chất lượng xạ trị kỹ thuật IMRT 29 2.3.2 Những yêu cầu công tác đào tạo cho kỹ thuật IMRT 30 2.3.3 Quy trình kỹ thuật xạ trị IMRT hệ Collimator Jaw-Only cho bệnh nhân ung thư trực tràng 35 Chương Kết thực nghiệm 41 3.1 Đối tượng nghiên cứu .41 3.1.1 Tiêu chuẩn lựa chọn bệnh nhân 41 3.1.2 Tiêu chuẩn loại trừ 41 3.2 Phương pháp nghiên cứu 41 3.2.1 Thiết kế nghiên cứu 41 3.2.2 Cỡ mẫu nghiên cứu 41 3.2.3 Các bước tiến hành 41 3.2.4 Các sai số biện pháp khống chế 45 3.2.5 Xử lý số liệu 45 3.2.6 Vấn đề đạo đức nghiên cứu 45 3.3 Kết nghiên cứu 46 3.3.1 Một số đặc điểm nhóm bệnh nhân nghiên cứu 57 3.3.2 Một vài thông số kỹ thuật kỹ thuật IMRT 3D-CRT 58 3.3.3 Đánh giá đáp ứng 58 3.4 Bàn luận 63 3.4.1 Một số đặc điểm nhóm bệnh nhân nghiên cứu 63 3.4.2 Một vài thông số kỹ thuật kỹ thuật IMRT 3D-CRT 63 3.4.3 Bàn luận tình trạng đáp ứng 64 3.4.4 Bàn luận tác dụng phụ sớm sau xạ trị 65 Kết luận chung 66 Tài liệu tham khảo 68 Phụ lục 70 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Các kỹ thuật xạ trị Hình 1.2 Các phận máy gia tốc xạ trị Hình 1.3 (a) Sắp xếp ống tạo gia tốc 11 Hình 1.3 (b) Sắp xếp ống tạo gia tốc 12 Hình 3.1 Đồ thị so sánh DVH kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT 47 Hình 3.2 So sánh đường đồng liều kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT 48 Hình 3.3 Biểu đồ so sánh liều lượng tổ chức khảo sát kế hoạch IMRT 3D-CRT 49 Hình 3.4 Biểu đồ so sánh phần trăm thể tích hấp thụ liều lượng cực đại tổ chức khảo sát kế hoạch IMRT 3D-CRT 50 Hình 3.5 Biểu đồ so sánh liều tính toán theo kỹ thuật IMRT kiểm tra trước điều trị 51 Hình 3.6 Biểu đồ phần trăm sai khác tính liều kiểm tra .51 Hình 3.7 Đồ thị so sánh DVH kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT 52 Hình 3.8 So sánh đường đồng liều kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT 53 Hình 3.9 Biểu đồ so sánh liều lượng tổ chức khảo sát kế hoạch IMRT 3D-CRT 54 Hình 3.10 Biểu đồ so sánh phần trăm thể tích hấp thụ liều lượng cực đại tổ chức khảo sát kế hoạch IMRT 3D-CRT 55 Hình 3.11 Đồ thị so sánh liều tính toán theo kỹ thuật IMRT kiểm tra trước điều trị 56 Hình 3.12 Biểu đồ phần trăm sai khác tính liều kiểm tra 56 Hình 3.13 Biểu đồ phân bố bệnh nhân theo tuổi mắc bệnh .57 Hình 3.14 Biểu đồ phân bố bệnh nhân theo giới .57 Hình 3.15 Biểu đồ so sánh liều hấp thụ cực đại trung bình GTV, CTV, PTV kế hoạch IMRT, 3D-CRT liều định 59 Hình 3.16 Biểu đồ so sánh phần trăm liều hấp thụ cực đại trung bình tổ chức lành kế hoạch IMRT 3D-CRT 60 Hình 3.17 Biểu đồ so sánh phần trăm thể tích lành trung bình hấp thụ liều lượng cực đại IMRT 3D-CRT 61 Hình 3.18 Biểu đồ so sánh liều tính toán trung bình điểm đồng tâm theo kỹ thuật IMRT liều kiểm tra trước điều trị 62 Hình 3.19 Biểu đồ tỷ lệ biến chứng sớm sau điều trị 63 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Một vài thông số kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT 46 Bảng 3.2 So sánh phân bố liều lượng vùng thể tích lập kế hoạch xạ trị IMRT lập kế hoạch xạ trị 3D-CRT 49 Bảng 3.3 So sánh kết đo lập kế hoạch xạ trị-TPS 50 Bảng 3.4 Một vài thông số kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT 52 Bảng 3.5 So sánh phân bố liều lượng vùng thể tích lập kế hoạch xạ trị IMRT lập kế hoạch xạ trị 3D-CRT 54 Bảng 3.6 So sánh kết đo lập kế hoạch xạ trị-TPS 55 Bảng 3.7 Tuổi giới 57 Bảng 3.8 Một vài thông số kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT 58 Bảng 3.9 Liều lượng hấp thụ cực đại trung bình tổ chức GTV, CTV, PTV 58 Bảng 3.10 Liều lượng hấp thụ cực đại trung bình số tổ chức lành 59 Bảng 3.11 Phần trăm thể tích lành trung bình hấp thụ liều lượng cực đại 60 Bảng 3.12 Liều lượng QA trước điều trị 61 Bảng 3.13 Một số tác dụng sớm không mong muốn sau điều trị 63 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt 3D-CRT IMRT Nghĩa tiếng anh 3D –Conformal Radiation Therapy Intensity Modulated Radiation Therapy Jaw – only Intensity JO-IMRT Modulated Radiation Therapy DAO QA-QC GTV PTV CTV SPECT PET CT TPS Xạ trị theo hình dạng khối u Xạ trị điều biến liều lượng Xạ trị điều biến liều lượng với cặp ngàm chuyển động độc lập Direct Aperture Tối ưu hóa trực tiếp độ mở trực tiếp Opimasation collimator Quality AssuranceQuality Control Gross Tumor Volumn Planning Treament Volumn Clinnic Tumor Volumn Single Photon Emission Computed Tomography Positron Emission Tomography Computed Tomography Treatment Planning System DVH Dose Volume Histogram R&V Record and Vetification Commissioning Nghĩa tiếng việt Kiểm tra, đảm bảo chất lượng Thể tích khối u thô Thể tích lập kế hoạch điều trị Thể tích bia lâm sàng Chụp cắt lớp xạ đơn photon Chụp cắt lớp xạ Positron Chụp cắt lớp vi tính Hệ thống lập kế hoạch điều trị Biểu đồ thể tích liều lượng Hệ thống mạng kiểm tra lưu giữ thông tin điều trị Thu thập số liệu chuyển TPS 3.3.2 Một vài thông số kỹ thuật kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT Bảng 3.8 Một vài thông số kỹ thuật IMRT 3D-CRT Kỹ thuật JO-IMRT 3D-CRT Năng lượng chùm tia (MV) 6 Tổng số chùm tia (chùm tia) 70±9.75 00, 400, 800, 1200, 1600, 00, 900, 2000, 2400, 2800, 3200 1800, 2700 Tổng số trường chiếu nguyên tố (trường chiếu) Các góc chiếu Tổng số nêm sử dụng nêm 450 Chì che chắn tổ chức lành 200 200 206±6.15 221.5±7.21 2h30’ 30 phút Phân liều (cGy) Tổng liều lượng hấp thụ (cGy) 300 Thời gian tiến hành lập kế hoạch xạ trị Nhận xét: Qua bảng 3.8 cho thấy kỹ thuật JO-IMRT cần số chùm tia, góc chiếu, số segment thời gian tính lớn nhiều so với 3D-CRT Bằng phần mềm máy tính, liều lượng điều chỉnh phân bố đồng thông qua chuyển động Jaw trọng số chùm tia mà không cần hỗ trợ nêm, khuôn che chì Kỹ thuật JO-IMRT cho liều lượng hấp thụ cực đại giảm so với kỹ thuật 3D-CRT đảm bảo đủ liều định, giúp giảm độc tố cho tổ chức lành quanh u 3.3.3 Đánh giá đáp ứng 3.3.3.1 Đáp ứng dựa liều lƣợng hấp thụ cực đại GTV, PTV, CTV so với liều lƣợng định cho buổi điều trị Bảng 3.9 Liều lượng hấp thụ cực đại trung bình tổ chức GTV, CTV, PTV Thể tích Liều cực đại trung bình (cGy) điều trị IMRT 3D-CRT Độ lệch % định (cGy) PTV 187.5 197.2 4.92 160 CTV 192.1 198.1 3.03 180 GTV 208.7 218.7 4.57 200 58 Phân liều Hình 3.15 Biểu đồ so sánh liều hấp thụ cực đại trung bình GTV, CTV, PTV kế hoạch IMRT, 3D-CRT liều định Nhận xét: Với kỹ thuật JO-IMRT liều hấp thụ cực đại trung bình vào GTV giảm 10±0.82cGy, PTV giảm 9.7±0.82cGy, CTV giảm 6±0.13cGy so với kỹ thuật 3D-CRT đảm bảo liều tập trung cao vào khối u 3.3.3.2 Đáp ứng dựa liều lƣợng hấp thụ cực đại số tổ chức lành so với liều lƣợng giới hạn cho buổi điều trị Bảng 3.10 Liều lượng hấp thụ cực đại trung bình số tổ chức lành Liều cực đại trung bình Liều giới hạn (cGy) theo RTOG Thể tích tổ chức lành IMRT 3D-CRT Độ lệch% (cGy) Tủy sống 124.7 152.9 18.44 [...]... hiện nay, xạ trị ngoài có 3 k thuật chính: a) b) c) Hình 1.1 Các k thuật xạ trị ngoài a/ K thuật xạ trị thông thư ng b/ K thuật xạ trị theo hình dạng 3 chiều của khối u c/ K thuật xạ trị điều biến liều theo hình thái khối u (1) K thuật xạ trị thông thư ng: K thuật này phổ biến từ trước cho đến nay (2) K thuật xạ trị theo hình dạng ba chiều của khối u: Với sự có mặt của ống chuẩn trực đa lá... 3 chương: Chƣơng 1 Tổng quan về k thuật xạ trị điều biến liều lƣợng đề cập đến cơ sở vật lý, cơ sở sinh học của phương pháp xạ trị điều biến liều lượng và nguyên lý hoạt động của máy gia tốc tuyến tính trong xạ trị Chƣơng 2 K thuật xạ trị điều biến liều bằng hệ Collimator Jaw Only đề cập đến quy trình xạ trị và những yêu cầu cần thiết để triển khai k thuật xạ trị điều biến liều lượng bằng hệ Collimator. .. bằng hệ Collimator Jaw Only Chƣơng 3 K t quả thực nghiệm tiến hành lập k hoạch, kiểm tra chất lượng QA trước điều trị và điều trị cho 50 bệnh nhân ung thư trực tràng thấp dùng k thuật xạ trị điều biến liều lượng bằng hệ Collimator Jaw Only Dựa trên k t quả thực nghiệm tiến hành thảo luận và rút ra được tính ưu việt của k thuật xạ trị điều biến liều lượng so với k thuật xạ trị thông thư ng 2 Chƣơng... gian khá dài nhưng k thuật còn kinh điển và đơn giản Ngày nay, với tốc độ phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, nhiều thiết bị và k thuật xạ trị hiện đại cũng đã có mặt ở Việt Nam, đặc biệt với k thuật xạ trị IMRT K thuật xạ trị IMRT đã được triển khai lần đầu tiên tại bệnh viện K Trung Ương năm 2008 cho bệnh nhân mắc ung thư vòm họng Hiện nay, k thuật này đang được triển khai cho một... cho một số bệnh ung thư thường gặp khác trong đó có ung thư trực tràng Để đáp ứng được sự phát triển đó, cần có các tài liệu đề cập đến những kiến thức cơ bản về quy trình k thuật xạ trị IMRT cho bệnh nhân ung thư trực tràng để góp phần phục vụ các bác sỹ chuyên ngành ung bướu, các k sư, các k thuật viên xạ trị, sinh viên Hơn nữa nhằm khẳng định tính khả thi của k thuật IMRT bằng jaws -only và sự... (3D-CRT), k thuật xạ trị điều biến liều lượng (IMRT) , xạ trị định vị…đã và đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều nước trên thế giới [15] Trong xạ trị ung thư, lập được k hoạch xạ trị tối ưu với việc đạt được liều xạ trị tập trung cao vào vùng tổn thư ng, liều xạ trị tối thiểu vào các tổ chức lành xung quanh đóng vai trò quan trọng trong nâng cao hiệu quả điều trị và giảm thiểu các biến chứng Phương pháp xạ. .. dùng k t hợp với các phương pháp khác Xạ trị: Là phương pháp sử dụng bức xạ ion hoá để tiêu diệt các khối u Thông thư ng xạ trị được dùng cho ung thư không áp dụng được bằng phẫu thuật hoặc khi đã phẫu thuật mà vẫn chưa triệt để, nghĩa là xạ trị sẽ giúp phẫu thuật tiêu diệt tận gốc các tế bào ung thư Về cơ bản xạ trị được chia ra làm hai k thuật chủ yếu: Xạ trị chiếu ngoài và xạ trị áp sát Hóa trị: ... tối đa biến chứng tại các cơ quan lành bệnh viện K Trung Ương đã áp dụng phương pháp xạ trị điều biến liều lượng trong điều trị, đây là một k thuật hiện đại trong thực hành lâm sàng, nó ra đời giúp tạo được k hoạch xạ trị hoàn hảo hơn với việc lập k hoạch đảo ngược 1 Tại Việt Nam, ngành xạ trị được coi là đang trong giai đoạn phát triển Việc sử dụng các thiết bị xạ trị cho bệnh nhân ung thư tuy... xạ phát ra có thể được điều chỉnh theo hình dạng bất k của khối u (3) K thuật xạ trị điều biến liều lượng theo hình dạng khối u: Đây là k thuật xạ trị tiên tiến nhất hiện nay, hình dáng chùm tia không những có thể điều chỉnh để ôm khít khối u mà cường độ bức xạ chùm tia phát ra còn có thể điều biến được trên từng ô khác khau trên khối u Nội dung của Luận văn này đề cập đến k thuật xạ trị điều biến. .. nhân lực thì mỗi cơ sở xạ trị phải đầu tư một cách thỏa đáng về cả chương trình QA-QC Người ta đã ước tính được rằng cần thêm chi phí cho triển khai k thuật IMRT hàng năm khoảng 40 bệnh nhân điều trị bằng k thuật IMRT, ngoài 300 bệnh nhân theo k thuật thư ng quy và thời gian tương ứng là khoảng 550 giờ Trong đó khoảng 100 giờ cho công tác QA, kiểm tra chất lượng máy, 50 giờ cho QA hệ thống lập k ... HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - CAO VĂN CHÍNH ỨNG DỤNG K THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN LIỀU -IMRT BẰNG HỆ COLLIMATOR JAW ONLY CHO BỆNH NHÂN MẮC UNG THƢ TRỰC TRÀNG TẠI BỆNH VIỆN K TRUNG ƢƠNG NĂM 201 4-2 015... k thuật xạ trị a/ K thuật xạ trị thông thư ng b/ K thuật xạ trị theo hình dạng chiều khối u c/ K thuật xạ trị điều biến liều theo hình thái khối u (1) K thuật xạ trị thông thư ng: K thuật. .. công nghệ, nhiều thiết bị k thuật xạ trị đại có mặt Việt Nam, đặc biệt với k thuật xạ trị IMRT K thuật xạ trị IMRT triển khai lần bệnh viện K Trung Ương năm 2008 cho bệnh nhân mắc ung thư vòm