Nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật xạ trị điều biến cường độ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DƯƠNG THANH TÀI NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN CƯỜNG ĐỘ (JO-IMRT) LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ TP HỒ CHÍ MINH - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DƯƠNG THANH TÀI NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN CƯỜNG ĐỘ (JO-IMRT) Chuyên ngành: Vật lý Nguyên tử, Hạt nhân Năng lượng cao Mã số chuyên ngành: 60 44 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS.CHÂU VĂN TẠO TP HỒ CHÍ MINH - 2012 Lời cảm ơn Công Cha, Nghĩa Mẹ, Ơn Thầy Con nhớ suốt đời không quên Đầu tiên xin gửi lời tri ân đến Bố Mẹ tôi-người sinh nuôi dưỡng, tạo điều kiện vật chất khích lệ tình thần để hoàn thành luận văn tiến độ Tôi xin cảm ơn Anh/Chị quan tâm động viên suốt trình học tập sống Qua luận văn xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn tôi-PGS.TS.Châu Văn Tạo Thầy quan tâm, theo sát suốt trình thực luận văn Thầy đọc, đưa góp ý cho luận văn cẩn thận Cho học hữu ích, quý giá để rút kinh nghiệm sau Đây học vô quý trường lớp đào tạo Thầy cho động lực áp lực để cố gắng hoàn thành luận văn Lần nữa, cho xin cảm ơn Thầy Xin cảm ơn Quý Thầy cô hội đồng chấm luận văn dành thời gian đọc góp ý chân thành cho luận văn em hoàn thiện Xin cảm ơn Quý Thầy cô môn Vật lý Hạt nhân trường Khoa Học Tự Nhiên TP Hồ Chí Minh giảng dạy, giúp đỡ Xin cảm ơn bạn cao học vật lý hạt nhân khóa 20 cố gắng học tập, hỗ trợ lẫn Xin gửi lời cảm ơn đến ban giám đốc bệnh viện đa khoa Đồng Nai: TS.BS.Phan Huy Anh Vũ, TS.BS.Trương Thiết Dũng tạo điều kiện tốt cho hội thực tập bệnh viện Bạch Mai-Hà Nội Xin gửi lời cám ơn đến Trưởng khoa Y học Hạt nhân: BS.CKI.Đinh Thanh Bình tạo điều kiện thuận lợi cho vừa học vừa làm suốt thời gian qua xin cảm ơn tập thể khoa Y học Hạt nhân-BV ĐK Đồng Nai Cuối cùng, xin cám ơn người bên cạnh tôi-Lương Thị Thu Xin chân thành cám ơn i MỤC LỤC Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iii Danh mục bảng iv Danh mục hình vẽ, đồ thị v CHƢƠNG 1: UNG THƢ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ .3 1.1 Tổng quan ung thƣ .3 1.2 Các phƣơng pháp điều trị ung thƣ .3 1.3 Cơ sở xạ trị ung thƣ 1.3.1 Cơ sở sinh học 1.3.2 Cơ sở vật lý 1.3.2.1 Tƣơng tác xạ ion hoá lên tổ chức sinh học 1.3.2.2 Cơ chế tác dụng sinh học xạ ion hoá 1.4 Các loại hình điều trị xạ 1.4.1 Điều trị nguồn xa .9 1.4.2 Điều trị áp sát 10 CHƢƠNG 2: MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH VÀ KỸ THUẬT XẠ TRỊ 3D-CRT TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƢ 12 2.1 Những hạn chế máy xạ trị cobalt điều trị 12 2.2 Tổng quan máy gia tốc tuyến tính 14 2.2.1 Cấu tạo máy gia tốc tuyến tính .15 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 16 2.3 Kỹ thuật xạ trị 3D-CRT 17 2.3.1 Hệ thống lập kế hoạch điều trị TPS 18 2.3.2 Quy trình thực hành lâm sàng kỹ thuật xạ trị 3D-CRT 18 2.3.2.1 Đánh giá bệnh nhân định xạ trị 19 2.3.2.2 Cố định tƣ bệnh nhân 19 2.3.2.3 Mô 20 2.3.2.4 Ghi nhận xử lý hình ảnh bệnh nhân 21 2.3.2.5 Khoanh vùng điều trị vùng bảo vệ 22 ii 2.3.2.6 Thiết lập trƣờng chiếu sử dụng thiết bị hỗ trợ 25 2.3.2.7 Tính toán liều lƣợng phân bố liều 25 2.3.2.8 Đánh giá kế hoạch 26 CHƢƠNG 3: KỸ THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN CƢỜNG ĐỘ JO-IMRT 29 3.1 Nguyên lý kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ IMRT .30 3.2 Bài toán lập kế hoạch ngƣợc kỹ thuật xạ trị IMRT .33 3.2.1 Bài toán lập kế hoạch xuôi lập kế hoạch ngƣợc 33 3.2.2 Quy trình mô hình tối ƣu hóa kỹ thuật IMRT .37 3.3 Mô hình tối ƣu hóa theo liều 41 3.3.1 Hàm mục tiêu 42 3.3.1.1 Công thức toán học 42 3.3.1.2 Cơ sở xây dựng hàm mục tiêu 44 3.3.2 Mục tiêu liều lƣợng .45 3.3.3 Mục tiêu liều lƣợng-thể tích .47 3.3.4 Mục tiêu EUD .48 3.3.5 Hệ số quan trọng 50 3.4 Thuật toán tối ƣu hóa trực tiếp độ mở (DAO) 50 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT XẠ TRỊ JO-IMRT VÀ KẾT QUẢ ĐO THỰC NGHIỆM TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA ĐỒNG NAI 55 4.1 Trang thiết bị cần thiết để triển khai kỹ thuật xạ trị JO-IMRT .55 4.2 Quy trình kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ (JO-IMRT) .55 4.2.1 Lập kế hoạch xạ trị JO-IMRT với phần mềm Prowess panther .56 4.2.2 Quy trình đo liều kiểm tra chất lƣợng (QA) cho JO-IMRT .60 4.3 Kết lập kế hoạch xạ trị JO-IMRT kết QA 64 4.4 Kết luận 70 KẾT LUẬN .71 KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 75 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3D-CRT: Three dimensional conformal radiotherapy AFC: Automatic frequency control CT: Computed comography CT SIM: Computed tomography simulation CTV: Clinical target volume DAO: Direct aperture optimazation DICOM: Digital imaging and communications in medicine DNA: Deoxyribo nucleic acid DVH: Dose volume histogram EUD: Equivalent uniform dose GTV: Gross tumor volume IAEA: International atomic energy agency ICRU: International commission on radiation units IGRT: Image guided radiation therapy IMRT: Intensity modulated radiation therapy MLC: Multileaf collimator MRI: Magnetic resonance imaging NTCP: Normal tissue complication probability OAR: Organs at risk PET: Position emission tomography PTV: Planning target volume RNA: Ribonucleic acid SAD: Source axis distance SPECT: Single photon emission computed tomography SSD: Source surface distance TCP: Tumor control probability JO-IMRT: Jaw only Intensity modulated radiation therapy iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Kết so sánh liều hấp thụ kế hoạch JO-IMRT 3D-CRT 66 Bảng 4.2: Sai số liều tính liều đo bệnh nhân Nguyễn Thị M, ung thƣ vòm bệnh viện đa khoa Đồng Nai 67 Bảng 4.3: Sai số liều tính liều đo bệnh nhân ung thƣ vòm bệnh viện K-Hà Nội 67 Bảng 4.4: Sai số liều tính liều đo bệnh viện Bạch Mai-Hà Nội .68 Bảng 4.5: Sai số liều tính liều đo bệnh nhân Trần Văn H, ung thƣ vòm bệnh viện đa khoa Đồng Nai 70 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Chu kỳ tế bào .5 Hình 2.1: Máy gia tốc tuyến tính bệnh viện đa khoa Đồng Nai 14 Hình 2.2: Cấu tạo máy gia tốc tuyến tính 15 Hình 2.3: Kỹ thuật xạ trị thông thƣờng 2D (a) kỹ thuật xạ trị 3D-CRT (b) 17 Hình 2.4: Quy trình lập kế hoạch xạ trị 19 Hình 2.5: Hệ thống máy CT mô bệnh viện đa khoa Đồng Nai 20 Hình 2.6: Các vùng thể tích khác cần xác định theo ICRU 23 Hình 3.1: So sánh phân bố liều lƣợng kế hoạch 3D (trái) IMRT (phải) .30 Hình 3.2: Phân bố liều kỹ thuật xạ trị 3D-CRT IMRT 31 Hình 3.3: Hình dạng chùm tia đƣợc tạo MLC (trái) Jaw (phải) 32 Hình 3.4: Bản đồ liều lƣợng phức hợp .32 Hình 3.5: Bài toán kế hoạch xuôi .33 Hình 3.6: Bài toán lập kế hoạch ngƣợc 34 Hình 3.7: Nguồn đƣợc chia thành nhiều chùm tia đơn vị 36 Hình 3.8: Quy trình tối ƣu hóa kỹ thuật IMRT .38 Hình 3.9: Chùm tia thể bệnh nhân đƣợc chia thành nhiều phần nhỏ 43 Hình 3.10: Đặt điều kiện cho toán ngƣợc 46 Hình 3.11: Đồ thị mục tiêu liều-thể tích 48 Hình 3.12: Quy trình thuật toán DAO 51 Hình 3.13: Bƣớc trình tối ƣu 52 Hình 3.14: Cực tiểu địa phƣơng cực tiểu toàn cục 53 Hình 3.15: Các phân đoạn trƣờng chiếu (segment) đồ cƣờng độ 54 Hình 4.1: Quy trình kỹ thuật xạ trị JO-IMRT 56 Hình 4.2: Các trƣờng chiếu: 720, 1000, 1550, 1800, 2100, 2650, 3000 .57 Hình 4.3: Biểu diễn hàm mục tiêu phần mềm Prowess panther .58 Hình 4.4: Đƣờng DVH thay đổi điều chỉnh trọng số PTV 59 Hình 4.5: Đƣờng DVH kế hoạch cuối 59 Hình 4.7: Thiết bị đo liều Dose .61 vi Hình 4.8: Sơ đồ hệ đo kiểm tra chất lƣợng .62 Hình 4.9: Vị trí điểm đo liều kế hoạch QA JO-IMRT 62 Hình 4.10: Thiết lập plastic phantom đo hệ số hiệu chỉnh máy .63 Hình 4.11: Liều tính toán liều đo đƣợc điểm khảo sát 64 Hình 4.12: Hình ảnh lát cắt CT đƣợc xác định GTV, CTV 65 Hình 4.13: So sánh kế hoạch xạ trị JO-IMRT 3D-CRT 65 Hình 4.14: So sánh DVH: JO-IMRT (nét đứt) 3D-CRT (nét liền) 66 Hình 4.15: Đƣờng isodose kế hoạch JO-IMRT bao sát khối u 3D-CRT 69 Hình 4.16: So sánh DVH: JO-IMRT (nét liền) 3D-CRT (nét đứt) 69 MỞ ĐẦU Nhờ vào phát triển khoa học công nghệ, thời gian qua có nhiều kỹ thuật đại giúp điều trị ung thƣ đạt hiệu cao cứu sống đƣợc nhiều bệnh nhân Hiện nay, có nhiều phƣơng pháp để điều trị cho bệnh nhân ung thƣ nhƣ phẫu thuật, hóa chất, xạ trị, Tuy nhiên, xạ trị phƣơng pháp phổ biến hầu hết loại ung thƣ Có thể nói, xạ trị ngành ứng dụng kỹ thuật hạt nhân vào y học mạnh mẽ Các kỹ thuật xạ trị có tiến vƣợt bậc giúp cho phân bố liều tối ƣu thể tích bia (khối u), đồng thời giảm đến mức tối thiểu nguy hại cho tổ chức lành liên quan Từ kỹ thuật phân bố hai chiều (2-D); ba chiều theo hình dạng khối u (3D-CRT) đến xạ trị điều biến cƣờng độ (IMRT); xạ trị dƣới hƣớng dẫn hình ảnh (IGRT); xạ trị cắt lớp (tomotherapy) xạ trị hạt nặng (heavy ion), đƣợc ứng dụng rộng rãi nhiều nƣớc Thế Giới Kỹ thuật xạ trị ba chiều theo hình dạng khối u (3D-CRT) kỹ thuật đƣợc sử dụng phổ biến trung tâm xạ trị nƣớc Tuy nhiên, kỹ thuật có vài hạn chế định việc xác định phân bố liều, với trƣờng hợp khối u có hình dạng phức tạp áp sát vùng quan lành cần bảo vệ Trong đề tài trình bày kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ (IMRT) Kỹ thuật đƣợc thừa nhận ứng dụng rộng rãi lâm sàng với hệ thống máy có ống chuẩn trực đa (MLC) Nhƣng số hệ thống máy gia tốc MLC thực kỹ thuật IMRT với bốn ngàm (jaw only) Kỹ thuật kỹ thuật JO-IMRT đƣợc tích hợp phần mềm lập kế hoạch xạ trị Prowess panther đƣợc áp dụng Trung tâm ung bƣớu-bệnh viện Bạch Mai từ năm 2008 đến Mục đích luận văn nghiên cứu nhằm ứng dụng, triển khai kỹ thuật xạ trị JO-IMRT bệnh viện đa khoa Đồng Nai 64 Trong phần mềm Prowess panther, liều hiển thị điểm tổng liều trình điều trị Vì Dcal=tổng liều điều trị/số ngày điều trị Ví dụ: Hình 4.11 hiển thị liều tính toán phần mềm tọa độ (0; -1,2; 0) 6695,64 (cGy) Vậy liều tính toán điểm khảo sát là: Dcal=6695,65/35=191,30 (cGy) Hình 4.11: Liều tính toán liều đo đƣợc điểm khảo sát Sai số ví dụ là: Saiso  191,30.0,966  179,1 100%  3,18% 179,1 với K=0,966 4.3 Kết lập kế hoạch xạ trị JO-IMRT kết QA 4.3.1 Trƣờng hợp 1: Bệnh nhân Nguyễn Thị M., K vòm Chỉ định xạ trị điều biến cƣờng độ với tổng liều định: GTV hạch cổ thấp: 70 Gy; CTV: 50 Gy; phân liều: Gy/ngày (hình 4.12) Trong trƣờng hợp này, sử dụng trƣờng chiếu: 720, 1000, 1550, 1800, 2100, 2650, 3000 trƣờng chiếu có phân đoạn trƣờng chiếu (segment) Thời gian tiến hành lập kế hoạch xạ trị JO-IMRT phần mềm Prowess panther khoảng 3-5 Liều lƣợng phân bố GTV, CTV đƣợc đánh giá dựa lát cắt CT biểu đồ liều lƣợng-thể tích (DVH) 65 Hình 4.12: Hình ảnh lát cắt CT đƣợc xác định GTV, CTV Chúng tiến hành đánh giá, so sánh kế hoạch xạ trị 3D-CRT JO-IMRT dựa hình 4.13 hình 4.14 Hình 4.13: So sánh kế hoạch xạ trị JO-IMRT 3D-CRT Đƣờng đồng liều kế hoạch xạ trị JO-IMRT (hình 4.13-trái) bao sát thể tích cần tia so với 3D-CRT (phải), đồng thời tránh đƣợc thân não, tủy sống, 66 Hình 4.14: So sánh DVH: JO-IMRT (nét đứt) 3D-CRT (nét liền) Trên hình 4.14 ta nhận thấy, đƣờng nét đứt màu xanh tủy sống kế hoạch JO-IMRT thấp nhiều so với kế hoạch 3D-CRT (nét liền: cao hơn) Tức tủy sống nhận đƣợc liều thấp kế hoạch JO-IMRT Thể tích GTV (màu vàng) CTV (màu đỏ) kế hoạch JO-IMRT cao so với kế hoạch 3D-CRT Tức thể tích khối u nhận đƣợc liều cao kỹ thuật JO-IMRT (bảng 4.1) Bảng 4.1: Kết so sánh liều hấp thụ kế hoạch JO-IMRT 3D-CRT Liều hấp thụ (Gy) Các vùng thể tích JO-IMRT 3D-CRT CTV 62,32 59,13 GTV 73,73 71,61 Tủy sống 43,58 61,48 Thân não 18,26 25,45 Nhận xét: Liều xạ khối u gần tƣơng đƣơng nhau, liều quan lành kỹ thuật JO-IMRT thấp nhiều so với kỹ thuật 3D-CRT 67 Vậy JO- IMRT kỹ thuật xạ trị đại, có nhiều ƣu việt so với 3D-CRT, tập trung cao liều tia xạ thể tích cần điều trị, đồng thời giảm thiểu bảo tồn đƣợc quan nhạy cảm xung quanh Sau tiến hành đánh giá kế hoạch, tiến hành kiểm tra sai số trƣớc điều trị thực tế cho bệnh nhân Các kết sai số nhỏ 5% (bảng 4.2) Bảng 4.2: Sai số liều tính liều đo bệnh nhân Nguyễn Thị M ung thƣ vòm bệnh viện đa khoa Đồng Nai Điểm đo Tổng Liều Số ngày Liều tính Liều đo Hệ số K tính toán(cGy) (ngày) (cGy) (cGy) Sai số (%) Điểm 6695,64 35 0,966 184,80 179,1 3,18 Điểm 6574,26 35 0,966 181,45 177 2,51 Điểm 6510,32 35 0,966 179,68 172,2 4,35 Điểm 6534,59 35 0,966 180,35 172,4 4,61 Điểm 6589,54 35 0,966 181,87 179,4 1,38 (Kết chi tiết vị trí tọa độ điểm: Điểm 1,điểm 2, điểm 3, điểm 4, điểm xem chi tiết phụ lục 1) Nhận xét: Khi tiến hành đo thực nghiệm khảo sát sai số liều tính toán phần mềm so với liều đo đƣợc bệnh viên đa khoa Đồng Nai Với kết bƣớc đầu, thật đáng khích lệ cho tiến hành kỹ thuật sai số các điểm khảo sát nhỏ 5% (từ 1,38%-4,61%) Các sai số chấp nhận đƣợc Mặc dù thiết bị, nhƣ phƣơng pháp đo giống với hai bệnh viện lớn Hà Nội: Bệnh viện K bệnh viện Bạch Mai nhƣng kết sai số cao so với hai bệnh viện (bảng 4.3, bảng 4.4) Điều lý giải không đo bệnh nhân điểm đo không hoàn toàn giống (mặc dù dựa nguyên tắc chọn điểm đo điểm có chênh lệch thấp phân bố liều lƣợng, nhƣng tọa độ đo khác nhau) Hơn nữa, kết sai số phù thuộc vào kinh nghiệm ngƣời đo 68 Bảng 4.3: Sai số liều tính liều đo bệnh nhân ung thƣ vòm bệnh viện K-Hà Nội [3] Điểm đo Điểm Tọa độ (cm) 0,00; 2,75; 2,30 Liều tính (cGy) 219,41 Liều đo (cGy) 214,80 Sai số (%) 2,10 Điểm 0,00; 2,75; 5,00 202,94 197,4 2,70 Điểm 3,00; 2,75; 2,30 203,59 201,30 1,12 Điểm -2,00; 2,75; 2,30 208,60 207,40 0,50 Bảng 4.4: Sai số liều tính liều đo bệnh viện Bạch Mai-Hà Nội [6] Sai số điểm đo Loại bệnh ung thƣ Isocenter (tâm) Tâm chùm tia trên/dƣới đầu dò Tâm chùm tia bên trái đầu dò Tâm chùm tia bên phải đầu dò Ung thƣ đầu-cổ -1.4% -1,9% 1,8% -0,7% Ung thƣ đầu-cổ -0.6% -1,9% 1,1% 0,6% Ung thƣ gan -3,0% -3,1% -3,1% -3,1% Ung thƣ vú 2,84% 2,13% 3,68% 1,96% Ung thƣ não 0,15% 0,39% 0,41% 0,5% Nhận xét: Bệnh viện K bệnh viện Bạch Mai hai bệnh viện nƣớc ứng dụng kỹ thuật xạ trị JO-IMRT Các kết sai số hai bệnh viện nhỏ 5% Bên cạnh đó, bệnh viện Bạch Mai triển khai kỹ thuật hầu hết loại ung thƣ nhƣ: Ung thu gan, ung thƣ vú, ung thƣ lƣỡi với sai số nằm giới hạn cho phép (bảng 4.4) 4.3.2 Trƣờng hợp 2: Bệnh nhân Trần Văn H, K vòm Chỉ định xạ trị điều biến cƣờng độ với tổng liều định: CVT1: 63 Gy; CTV2: 55Gy; 2,25 Gy/ngày Trong trƣờng hợp sử dụng trƣờng chiếu: 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700 Mỗi trƣờng chiếu gồm phân đoạn trƣờng chiếu Dƣới kết nhận đƣợc: 69 Hình 4.15: Đƣờng isodose kế hoạch JO-IMRT bao sát khối u 3D-CRT Nhận xét: Đƣờng đồng liều màu xanh kế hoạch JO-IMRT “uốn cong” để trách thân não Trong đó, đƣờng đồng liều kế hoạch 3D-CRT “đi qua” thân não Hình 4.16: So sánh DVH: JO-IMRT (nét liền) 3D-CRT (nét đứt) Nhận xét: Liều hấp thụ khối u tƣơng đƣơng nhau, nhƣng liều quan kế hoạch JO-IMRT (đƣờng nét liền) thấp kế hoạch 3D-CRT kế hoạch JO-IMRT đƣờng đồng liều bao sát khối u Điều có nghĩa cƣờng độ chùm tia tới đƣợc điều biến Tiếp theo, tiến hành đo thực tế để kiểm tra sai số liều tính toán liều đo đƣợc thực tế Bảng 4.5 kết đo đƣợc 70 Bảng 4.5: Sai số liều tính liều đo bệnh nhân Trần Văn H ung thƣ vòm bệnh viện đa khoa Đồng Nai Điểm Tổng liều tínhtoán (cGy) 7143,50 Điểm Điểm đo Số ngày Hệ số K Liều tính (cGy) Liều đo (cGy) Sai số (%) 35 0,9979 203,67 203,1 0,28 6609,83 35 0,9979 188,46 185,5 1,59 Điểm 6907,55 35 0,9979 196,94 191,2 3,00 Điểm 6718,50 35 0,9979 191,55 189,9 0,87 Điểm 7151,83 35 0,9979 203,91 199,9 2,01 (Kết chi tiết vị trí tọa độ điểm: Điểm 1,điểm 2, điểm 3, điểm 4, điểm xem chi tiết phụ lục 2) Nhận xét: Kết sai số nhỏ 5% Sai số bệnh nhân nhỏ sai số bệnh nhân trƣờng hợp thứ rút đƣợc nhiều kinh nghiệm thực tế việc chọn vị trí điểm cần đo (chọn điểm nằm đƣờng đồng liều 95%) cách thiết lập phantom đầu trình mô để sai số (xác định trƣớc vị trí đầu dò trƣớc mô phỏng) 4.4 Kết luận Dựa kết việc lập kế hoạch xạ trị với kỹ thuật điều biến cƣờng độ JO-IMRT so sánh với kỹ thuật xạ trị thông thƣờng 3D-CRT, khẳng định với kỹ thuật JO-IMRT tạo phân bố liều tối ƣu thể tích bia giảm liều cho quan lành Các kết sai số có cao so với bệnh viện lớn nhƣng sai số nhỏ 5% Đây kết bƣớc đầu việc nghiên cứu nhằm triển khai kỹ thuật JO-IMRT bệnh viện đa khoa Đồng Nai thời gian tới Điều đặc biết có ý nghĩa kinh tế y tế Vì nay, kỹ thuật đƣợc ứng dụng bệnh viện Bạch Mai bệnh viện K 71 KẾT LUẬN Mục đích luận văn là: Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ JO-IMRT Trong luận văn này, thực đƣợc công việc sau: Tìm hiểu nguyên lý chất phƣơng pháp xạ trị điều biến cƣờng độ chùm tia Tìm hiểu đƣợc quy trình mô hình tối ƣu hóa kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ chùm tia Cụ thể, tìm hiểu mô hình tối ƣu hóa theo liều lƣợng xạ, xác định đƣợc công thức toán học cho hàm mục tiêu mô hình Sử dụng phần mềm lập kế hoạch xạ trị Prowess panther để lập kế hoạch với hai phƣơng pháp khác nhau: 3D-CRT, JO-IMRT cho bệnh nhân ung thƣ vòm Sau đó, đƣa đƣợc so sánh, đánh giá kế hoạch đƣợc lập dựa kỹ thuật xạ trị JO-IMRT với kỹ thuật xạ trị 3D-CRT Tiến hành đo đạc thực nghiệm bệnh viện đa khoa Đồng Nai, để kiểm tra độ xác kết tính toán đƣợc phần mềm Prowess panther sử dụng kỹ thuật xạ trị JO-IMRT Từ kết đo thực nghiệm khẳng định tính xác phƣơng pháp xạ trị JO-IMRT nhƣ mô hình tối ƣu hóa theo liều Việc sử dụng kỹ thuật xạ trị IMRT, giúp thời gian điều trị đƣợc giảm ngắn không công tháo lắp phụ kiện nhƣ lọc nêm, khối che chắn chì, không tạo electron photon tán xạ từ phụ kiện này, giảm đƣợc tƣợng cháy da bệnh nhân xạ trị Hơn nữa, với kỹ thuật JO-IMRT, máy gia tốc không cần phải trang bị MLC Điều có ý nghĩa điều kiện môi trƣờng Việt Nam khó để sử dụng MLC cách hiệu Với kỹ thuật này, thời gian điều trị giảm nửa so với điều trị thông thƣờng, tạo cảm giác thoải mái cho bệnh nhân điều trị 72 KIẾN NGHỊ Với kết bƣớc đầu việc nghiên cứu ứng kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ JO-IMRT bệnh viện đa khoa Đồng Nai Do thời gian có hạn nhƣ khả thân hạn chế, nên việc tìm hiểu dừng lại mức độ tổng quan, mặt lý thuyết ứng dụng cho loại ung thƣ vòm Trong tƣơng lai, tiếp tục ứng dụng kỹ thuật xạ trị JO-IMRT cho loại ung thƣ khác tiến hành kiểm tra kế hoạch trƣớc điều trị film để kế hoạch tăng thêm độ xác điều trị Sau có đƣợc kết khả quan, tiến hành điều trị thực tế cho bệnh nhân ung thƣ vòm bệnh viện đa khoa Đồng Nai 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phan Sỹ An, Trần Đình Hà (2011), Xạ trị ung thư, Hà Nội [2] Nuyễn Xuân Cử (2011), Cơ sở vật lý tiến kỹ thuật xạ trị ung thư, Nhà xuất Y học, Hà Nội [3] Nuyễn Xuân Cử, Nguyễn Anh Tuấn (2007), Bước đầu triển khai kỹ thuật xạ trị điều biến liều lượng máy gia tốc với hệ “jaws-only” bệnh viện K, Hà Nội [4] Nguyễn Bá Đức (2003), Thực hành xạ trị ung thư, Nhà xuất Y học, Hà Nội [5] Mai Trọng Khoa, Nuyễn Xuân Cử (2012), Một số tiến kỹ thuật xạ trị ung thư ứng dụng lâm sàng, Nhà xuất y học, Hà Nội [6] Mai Trọng Khoa, Trần Đình Hà (2009), Ứng dụng kỹ thuật xạ trị điều biến liều điều trị ung thư bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội [7] Châu Văn Tạo (2004), An toàn xạ ion hóa, Nhà xuất ĐHQG TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh Tiếng Anh [8] Arno J Mundt, John C Roeske, (2005), Intensity modulated radiation therapy-a clinical perspective, BC Decker Inc, The United States of America [9] Nguyễn Thái Bình (2008), Method of IMRT optimization of shallow tumor cases where the PTV extends into the build up region, University of Cambridge [10] C Yu, Christopher J Amies (2008), “Planing and delivery of intensity modulated radiation therapy”, Medical physics, Vo 35, No 12 [11] Dai J R and Hu Y M (1999), “Intensity-modulation radiotherapy using independent collimators: an algorithm study”, Med.Phys, Vo 26 74 [12] Earl M A, Shepard D M, Naqvi S, Li X A and Yu C X (2003), “Inverse planning for intensity-modulated arc therapy using direct aperture optimization”, Phys Med Biol, Vo.48, 1075–89 [13] Kestin L L, Sharpe M B, Franzier R C (2000), “Intensity modulation to improve dose uniformity with tangential breast radiotherapy: Initial clinical experience”, Radiat Oncol Biol Phys, Vo 48, 1559–68 [14] M.A.Earl, D.M.Shepard (2002), “Direct aperture optimization: A turnkey solution for step-and-shoot IMRT”, Medical physics, Vo 29, No 6, 212011595 [15] M A Earl, D M Shepard (2007), “Jaws only IMRT using direct aperture optimization”, Medical physics, Vo 34, No 1, 21201-1595 [16] www.radiologyinfo.org, Intensity Modulated Radiation Therapy [17] www.mayoclinic.org, Intensity Modulated Radiation Therapy [18] www.medicalphysics.org, IMRT For Head And Neck Cancer 75 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết đo liều kiểm tra bệnh nhân Nguyễn Thị M Hình p1.1: Đo liều vị trí Xử lý kết đo tính sai số: - Tổng liều hiển thị phần mềm Prowess panther 6695,64 (cGy) Vì vậy, liều tính toán Dcal=(6695,64/35)K=(6695,64/35)x0,966=184,80 cGy - Liều đo đƣợc hiển thị máy Dose 179,1 cGy - Sai số tính theo công thức (4.1): saiso= (184,80-179,1)/ 179,1x100=3,18% 76 Hình p1.2: Đo liều vị trí Hình p1.3: Đo liều vị trí 77 Hình p1.4: Đo liều vị trí Hình p1.5: Đo liều vị trí 78 Phụ lục 2: Kết đo liều kiểm tra bệnh nhân Trần Văn H Hình p2.1: Vị trí đo liều điểm [...]... Ung thƣ và các phƣơng pháp điều trị Trong chƣơng này trình bày về cơ sở của xạ trị cũng nhƣ cơ sở diệt tế bào ung thƣ bằng bức xạ ion hóa Chƣơng 2: Máy gia tốc tuyến tính và kỹ thuật xạ trị 3D-CRT trong điều trị ung thƣ: Trình bày sơ lƣợc về cấu tạo, nguyên lý của máy gia tốc tuyến tính sử dụng trong xạ trị, và những hạn chế của kỹ thuật xạ trị 3D-CRT Chƣơng 3: Kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ JO-IMRT:... chúng tôi trình bày tổng quan về kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ (IMRT), các mô hình tối ƣu hóa trong kỹ thuật xạ trị IMRT, thuật toán tối ƣu hóa Chƣơng 4: Ứng dụng kỹ thuật xạ trị JO-IMRT và kết quả đo thực nghiệm tại bệnh viện đa khoa Đồng Nai: Trình bày về việc lập kế hoạch, đo kiểm tra trên thực tế để đánh giá độ chính xác, tin cậy của kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ JO-IMRT, so sánh kết quả đo... Hình 2.3: Kỹ thuật xạ trị thông thƣờng 2D (a) và kỹ thuật xạ trị 3D-CRT (b) Kỹ thuật xạ trị 3D-CRT là một trong các kỹ thuật xạ trị ngoài So với kỹ thuật xạ trị thông thƣờng 2D trƣớc đây, các chùm tia đƣợc phát ra chỉ có dạng hình chữ nhật hoặc hình vuông, thì kỹ thuật 3D-CRT ƣu việt hơn rất nhiều Với sự có mặt của các tấm che chắn chì, ống chuẩn trực đa lá MLC, chùm bức xạ phát ra có thể đƣợc điều chỉnh... đồng liều đó là thể tích điều trị f Thể tích chiếu xạ IV (irradiated volume): Là vùng thể tích nhận một lƣợng liều đáng kể (thƣờng là 50% liều chỉ định) Thể tích chiếu xạ lớn hơn thể tích điều trị và cũng phụ thuộc vào kỹ thuật xạ trị đƣợc sử dụng Với kỹ thuật xạ trị 3D-CRT, thể tích chiếu xạ giảm khi sử dụng hệ thống máy gia tốc có ống chuẩn trực đa lá (MLC) và thể tích chiếu xạ tăng khi số trƣờng chiếu... chúng vào cơ thể bằng đƣờng uống, tiêm hoặc truyền Mục đích chủ yếu vẫn là kìm hãm sự hoạt động cƣờng năng của mô, tuyến hoặc tiêu diệt các tế bào bệnh 12 CHƢƠNG 2 MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH VÀ KỸ THUẬT XẠ TRỊ 3D-CRT TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƢ Việc ứng dụng của tia X vào điều trị ung thƣ nông ngày càng phong phú Trong đó là các máy phát tia-X 150 kV và 300 kV đƣợc sử dụng rất hiệu quả lần lƣợt cho điều trị. .. cho những khối u còn khu trú, chƣa di căn 4 Xạ trị: Là phƣơng pháp sử dụng bức xạ ion hóa để tiêu diệt khối u Về cơ bản, xạ trị đƣợc chia ra làm 2 loại: Xạ trị ngoài và xạ trị trong Hóa trị: Là phƣơng pháp sử dụng hóa chất để điều trị ung thƣ Nó đƣợc dùng khi ung thƣ đã lan ra ngoài vị trí ban đầu, di căn ở nhiều nơi, hoặc khối u đã quá lớn 1.3 Cơ sở xạ trị ung thƣ 1.3.1 Cơ sở sinh học Tế bào là đơn... áp dụng bức xạ ion hóa có hiệu quả hơn trong công tác thực tiễn 1.4 Các loại hình điều trị bằng bức xạ 1.4.1 Điều trị bằng nguồn xa Khái niệm xạ trị chiếu ngoài là trong phƣơng thức này tồn tại một khoảng cách nhất định giữa nguồn xạ và đối tƣợng bị chiếu Do đó trên thực tế thƣờng sử dụng các photon trong điều trị chiều ngoài Đó là tia X và tia gamma [1] 10 Khi sử dụng các tia này để điều trị cần lƣu... giảm đƣợc liều chiếu cho nhân viên điều trị và đƣợc gọi là kỹ thuật điều trị áp sát nạp nguồn sau 1.4.2.3 Điều trị chiếu trong bằng nguồn hở Khác với 2 phƣơng thức điều trị kể trên, điều trị chiếu trong là phƣơng pháp đƣa các nguồn phóng xạ hở vào tận tế bào, mô bệnh dựa theo các hoạt động sinh lý chức năng hoặc rối loạn bệnh lý của cơ quan, cơ thể Dƣợc chất phóng xạ có thể chỉ là chất vô cơ hoặc hợp... 1.4.2.1 Điều trị áp sát cổ điển Trong điều trị áp sát thƣờng dùng các đồng vị phóng xạ (ĐVPX) phát ra beta cứng hoặc gamma mềm, có thể dùng nguồn phóng xạ kín hoặc hở Điển hình của kỹ thuật điều trị áp sát là sử dụng các kim, chỉ, hạt, bằng nguồn radium hoặc cobalt Công việc này thƣờng đƣợc kết hợp với phẫu thuật đơn giản hoặc phức tạp vùng cần điều trị áp sát Vì vậy tạo thành các phân khoa cụ thể cho điều. .. điều trị Cần máy đƣợc gắn vào cần máy ứng và có thể quay đƣợc quanh trục vuông góc với nó - Hệ thống truyền tải electron: Để đƣa electron đến đầu máy điều trị - Đầu máy điều trị bao gồm: Bia tia - X đƣợc dùng để tạo ra chùm photon xạ trị nhờ hiệu ứng bức xạ hãm khi chùm electron (đã đƣợc gia tốc) tƣơng tác với bia; Ống chuẩn trực (gồm có các loại: Sơ cấp, xác định hình dạng chùm bức xạ, đối xứng và ... nghiên cứu ứng dụng triển khai kỹ thuật xạ trị JO-IMRT thật có ý nghĩa mặt y tế lẫn kinh tế 30 3.1 Nguyên lý kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ IMRT 3.1.1 Kỹ thuật xạ trị IMRT gì? Kỹ thuật xạ. .. kỹ thuật xạ trị 3D-CRT điều trị ung thƣ: Trình bày sơ lƣợc cấu tạo, nguyên lý máy gia tốc tuyến tính sử dụng xạ trị, hạn chế kỹ thuật xạ trị 3D-CRT Chƣơng 3: Kỹ thuật xạ trị điều biến cƣờng độ. .. biệt phù hợp khối u Hình 2.3: Kỹ thuật xạ trị thông thƣờng 2D (a) kỹ thuật xạ trị 3D-CRT (b) Kỹ thuật xạ trị 3D-CRT kỹ thuật xạ trị So với kỹ thuật xạ trị thông thƣờng 2D trƣớc đây, chùm tia